Tálio (Tl)

O tálio é um metal pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica (que se inicia com o boro, B). É um metal pesado, de coloração cinza prateado, macio e dúctil. Seu símbolo é Tl. Tem boa reatividade, e, diferentemente dos demais elementos do seu grupo, que se estabilizam na forma de um cátion de carga +3, o tálio, em solução, apresenta-se mais comumente como um cátion +1 (embora a forma Tl³⁺ também exista).

O tálio é um metal, de certa forma, bem distribuído na crosta terrestre, mas de baixa demanda comercial. Embora tenha sido usado amplamente como veneno para roedores e formigas, sua alta toxicidade fez com que ele fosse proibido em diversos países para tal fim, diminuindo sua demanda. De fato, os compostos de tálio exigem cuidado na manipulação, e o metal, atualmente, é mais utilizado em laboratórios e indústrias para fins tecnológicos.

Leia também: Gálio (Ga) — outro metal pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre tálio
• 2 - Propriedades do tálio
• 3 - Características do tálio
• 4 - Onde o tálio pode ser encontrado?
• 5 - Obtenção do tálio
• 6 - Aplicações do tálio
• 7 - Precauções com o tálio
• 8 - História do tálio

Resumo sobre tálio

• O tálio é um elemento químico pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica.

• Seu símbolo é Tl.

• Diferentemente dos demais elementos do seu grupo, que se estabilizam na forma de cátions +3 em solução, o tálio se estabiliza sob forma de Tl⁺.

• É um metal macio, dúctil, de coloração cinza prateada.

• É bem distribuído ao longo da crosta terrestre, embora esteja, na maioria das vezes, em pequenas quantidades frente aos demais constituintes de um mineral.

• Tem poucas aplicações comerciais, estando mais restrito ao uso de laboratórios e de indústrias para fins tecnológicos.

• O tálio é um elemento bastante tóxico, e o seu manuseio exige cuidado.

• Foi descoberto, em 1861, pelo britânico William Crookes.

Propriedades do tálio

• Símbolo: Tl

• Número atômico: 81

• Massa atômica: 204,382-204,385 u.m.a

• Eletronegatividade: 1,62

• Ponto de fusão: 304 °C

• Ponto de ebulição: 1473 °C

• Densidade: 11,85 g.cm^-3 (20 °C)

• Configuração eletrônica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹

• Série química: metais, grupo 13, elementos representativos, metais pesados

Características do tálio

O tálio, símbolo Tl, é um metal pesado de coloração cinza prateado, macio (pode ser cortado com uma faca) e dúctil. Apresenta número atômico 81 e há apenas dois isótopos estáveis desse elemento, o ²⁰³Tl (29,5%) e o ²⁰⁵Tl (70,5%). Quando exposto ao ar, o Tl apresenta um brilho metálico, mas logo desenvolve um tom cinza azulado, que remonta ao chumbo em termos de aparência.

Apresenta os estados de oxidação +1 e +3 como os mais estáveis, sendo que a forma Tl⁺ é mais estável que os cátions monovalentes dos demais elementos do grupo 13 (Al, Ga e In). Essa maior estabilidade para um íon com duas unidades de carga a menos de valência comum do grupo é consequência do chamado efeito do par inerte, uma consequência da resistência dos elétrons s (o Tl⁺ tem o subnível de valência 6s²) em serem perdidos ou formarem ligações covalentes.

Diferentemente do boro, elemento que inicia o grupo 13 e é inerte em condições normais, o tálio apresenta boa reatividade química. Assim como os elementos gálio e índio, o tálio pode ser dissolvido em boa parte dos ácidos, além de reagir com halogênios em temperatura ambiente ou um pouco acima disso. No entanto, apresenta uma diferença em relação ao Al e ao Ga, pois não se dissolve em hidróxido de sódio.

O tálio se oxida lentamente na presença de ar seco ou oxigênio em temperatura ambiente, formando uma camada de Tl₂O, a qual reage gradualmente com a água ou o vapor para formar o TlOH, mesmo na ausência de oxigênio. Além de reagir com halogênios, como já citado, o tálio também reage com o enxofre, porém em temperaturas elevadas.

Veja também: Onde o cobre pode ser encontrado?

Onde o tálio pode ser encontrado?

O tálio é relativamente abundante em nosso planeta, com uma concentração estimada entre 0,3 e 3 mg.kg⁻¹ de crosta terrestre (em geral, o valor de 1 mg.kg⁻¹ é bem aceito). Além disso, ele está bem distribuído, pois o íon Tl⁺ é um substituinte isomorfo do íon K⁺ em silicatos, como o feldspato e a mica, porém essa não é considerada sua fonte comercial de obtenção.

Assim, a maioria das fontes recuperáveis (e, assim, comerciáveis) de tálio são aquelas recuperadas de sulfetos de cobre, chumbo, zinco, entre outros metais, tais como esfalerita, galena e pirita. Outros minérios de tálio, como a lorandita (TlAsS₂), crookesita ((Cu,Tl,Ag)₂Se) e avicennita (Tl₂O₃), são raros e não têm importância comercial.

Em ambientes aquáticos, o tálio se apresenta majoritariamente como Tl⁺, com uma concentração muito pequena, de cerca de 0,01 mg.ton⁻¹_. As reservas mundiais de tálio são adequadas para suprir suas demandas comerciais. Segundo o Serviço Geológico dos Estados Unidos, desde 2005, depósitos substanciais ricos em tálio vêm sendo encontrados no Brasil, China, Macedônia do Norte e Rússia.

Obtenção do tálio

O tálio é obtido comercialmente como subproduto, recuperado de rejeitos de minérios de cobre, chumbo e zinco. Como muitos países produtores omitem as informações acerca da produção de tálio, os dados de produção mundial são limitados. Em 2023, segundo o Serviço Geológico dos Estados Unidos, a produção global de tálio foi estimada em cerca de 10.000 quilogramas, com destaque para China, Rússia e Cazaquistão.

Compostos de tálio voláteis são gasosos nas temperaturas dos processos de fundição dos minérios, sendo coletados em rejeitos (poeiras ricas em particulados metálicos) na forma de óxidos ou sulfatos. Num processo típico de recuperação de tálio, a poeira coletada é fervida em ácido sulfúrico, de onde o tálio dissolvido pode ser precipitado pela adição de zinco.

O tálio metálico é obtido da solução de sulfato de tálio, Tl₂SO₄, via eletrólise em corrente de baixa densidade. O material bruto é então comprimido em blocos e fundido em temperaturas entre 350 e 400 °C. Após a obtenção, o metal pode ser protegido com uma camada de parafina ou ser acondicionado em glicerol ou petróleo.

Aplicações do tálio

As aplicações comerciais do tálio são limitadas. Durante boa parte do século XX, o elemento, sob a forma de sulfato de tálio, foi utilizado como para matar roedores e formigas. A vantagem vinha do fato de ele ser inodoro e insípido, não dando indícios de sua presença.

Contudo, sua utilização foi proibida posteriormente (nos Estados Unidos, por exemplo, foi em 1975), muito por conta da alta toxicidade do Tl, que acaba infectando outros animais e, até mesmo, crianças, fazendo cair a demanda por tal elemento.

Seus usos acabam sendo limitados a setores tecnológicos, como nos supercondutores de alta temperatura feitos de óxido de tálio, bário, cálcio e cobre (TBCCO). A condutividade elétrica do sulfeto de tálio muda de acordo com a exposição à luz infravermelha e, por isso, esse composto é usado em fotocélulas. Pequenas amostras de Tl são adicionadas ao vidro para lhe garantir maior índice de refração e densidade. Na medicina, o radioisótopo ²⁰¹Tl é utilizado para obter imagens cardiovasculares em exames de imagem.

Saiba mais: Chumbo — outro metal amplamente utilizado, mas que também é tóxico para a saúde humana

Precauções com o tálio

O tálio é um composto de toxicidade elevada, exigindo precaução na sua manipulação, bem como de seus compostos. A causa para tal está na capacidade do Tl em interferir no potássio participante de reações biológicas que ocorrem em diversas formas de vida, desde humanos, passando por plantas, até microrganismos.

A dose fatal de tálio varia de 10 a 50 mg.kg⁻¹, porém, em geral, 600 mg de Tl costuma ser letal para seres humanos. O tálio é um veneno acumulativo que pode ser absorvido por meio da pele, sendo que as evidências de intoxicação começam a surgir em 1 a 5 dias. Intoxicação aguda por tálio causa morte via insuficiência respiratória, precedida por parestesia das extremidades, hipersecreção, perda de cabelo, movimentos musculares involuntários, convulsão, delírio e coma.

O principal antídoto é uma dispersão coloidal de azul da prússia, KFe[Fe(CN)₆]∙nH₂O. O azul da prússia, administrado diariamente na dosagem de 250 mg.kg⁻¹ de massa corporal, atua como um trocador de íon para o Tl⁺ no intestino, acelerando sua eliminação por meio das fezes. Na sua ausência, carvão ativado e cloreto de potássio podem ser utilizados.

História do tálio

A história do tálio se inicia em 1861, quando o químico britânico Sir William Crookes usou seu recém inventado espectroscópio para procurar por telúrio em um resíduo de uma planta de produção de ácido sulfúrico. Apesar de não ter encontrado o telúrio, Crookes encontrou uma linha espectral verde, até então desconhecida, no seu procedimento, dando indícios de um novo elemento.

O britânico nomeou o novo elemento, do latim, thallus, uma palavra usada para descrever a beleza da tonalidade verde de uma vegetação. Contudo, há uma disputa acerca da primeira obtenção do tálio em sua forma metálica, isso porque, de forma independente, e também analisando plantas de produção de ácido sulfúrico, o químico francês Claude-Auguste Lamy também chegou ao novo elemento.

Atualmente, é comum creditar a ambos tal feito. Crookes acreditava que o tálio seria da família do enxofre (calcogênios), mas isso pouco durou, pois as propriedades físicas e químicas do tálio fizeram com que Mendeleev o colocasse corretamente no grupo 13 da Tabela Periódica.

Fontes

CALLAGHAN, R. M. Thallium. In: Mineral Commodity Summaries. p. 180-181. U. S. Geological Survey: Reston, Virginia, 2024.

HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2. ed. Londres: Pearson Education Limited, 2005.

HAYNES, W. M. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95^a ed. CRC Press: 2014.

LENNARTSON, A. Toxic thallium. Nature Chemistry. v. 7, n. 610. 2015.

TÓTH, I; GYÖRI, B. Thallium: Inorganic Chemistry. In: Encyclopedia of Inorganic Chemistry. 2. ed. Nova Jérsei: Wiley, 2005.