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Tecnécio (Tc)

O tecnécio é um metal de número atômico 43 que tem grande utilidade na medicina nuclear. Foi o primeiro elemento a ser produzido artificialmente.

O tecnécio foi o primeiro elemento sintético da Tabela Periódica.
O tecnécio foi o primeiro elemento sintético da Tabela Periódica.
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O tecnécio é um elemento de número atômico 43 pertencente ao grupo 7 da Tabela Periódica. É um metal de transição e foi o primeiro elemento a ser produzido artificialmente na história da humanidade. Até hoje debate-se se o metal pode ser encontrado naturalmente na crosta terrestre.

Esse elemento tem grande utilização na medicina nuclear, visto que possui um isótopo capaz de produzir imagens utilizadas para o diagnóstico de tumores em diversos órgãos do corpo humano. Embora sua química não seja tão desenvolvida, o interesse nele se dá por causa da medicina nuclear.

Leia também: Nióbio — um outro metal de transição

Tópicos deste artigo

Resumo sobre o tecnécio

  • O tecnécio foi o primeiro elemento a ser produzido artificialmente.
  • Quimicamente, esse metal é muito semelhante ao rênio, também do grupo 7.
  • Especula-se a presença de tecnécio na crosta terrestre, mas sua produção ainda é totalmente artificial.
  • O elemento é amplamente utilizado na medicina nuclear para o diagnóstico de tumores e desenvolvimento de imagens de diversos órgãos.
  • Sua descoberta ocorreu no ano de 1937, pelo grupo do cientista italiano Emilio Segrè.

Propriedades do tecnécio

  • Símbolo: Tc.
  • Número atômico: 43.
  • Massa atômica: 98 u.m.a.
  • Configuração eletrônica: [Kr] 5s2 4d5.
  • Ponto de fusão: 2157 °C.
  • Ponto de ebulição: 4265 °C.
  • Densidade: 11,50 g.cm-3.
  • Série Química: metal de transição; grupo 7.

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Características do tecnécio

O tecnécio é um elemento originalmente artificial, o primeiro a ser produzido pela humanidade. Já se produziu tecnécio metálico na faixa de quilogramas, inicialmente por meio da redução do Tc2S7 a 1100 °C com gás hidrogênio. Atualmente, é mais comum a redução do pertecnetato de amônio (NH4TcO4), também com gás hidrogênio.

Na sua forma metálica, o tecnécio é cinza prateado e escurece lentamente em contato com o ar. Destaca-se que sua química é similar à do rênio, elemento localizado logo abaixo no grupo 7. Por exemplo, quando divididos, ambos conseguem queimar em contato com o ar em uma temperatura de cerca de 370 °C. Também possuem em comum a capacidade de reagir com halogênios.

O tecnécio não se dissolve em ácido clorídrico em nenhuma concentração, mas se dissolve em:

  • ácido nítrico;
  • água régia (uma mistura dos ácidos nítrico e clorídrico em grande concentração);
  • ácido sulfúrico.

Os estados de oxidação mais comuns para o tecnécio variam de 0 a +7, porém boa parte da química do tecnécio tem o ânion pertecnetato (TcO4-) como precursor.

Atualmente, são catalogados 43 isótopos do tecnécio, cujas massas variam de 86 a 113. Entre alguns exemplos desses isótopos estão o 97Tc, com meia-vida de 2,6 x 106 anos, e o 98Tc, com meia-vida de 4,2 x 106 anos. O isótopo mais quimicamente explorado é o 99Tc, com meia-vida de 2,1 x 105 anos.

Veja também: Bário — outro elemento de coloração prateada

Ocorrência do tecnécio

É comum afirmar que o tecnécio não ocorre naturalmente em nosso planeta, sendo apenas preparado de forma sintética. Contudo, em 1956, o químico japonês Paul Kuroda previu que uma espécie de reator nuclear natural poderia ter existido nas profundezas do planeta.

Cinco anos depois, em 1961, Kuroda reportou a presença de 99Tc em uma amostra de pechblenda (um mineral rico em urânio), cujo teor seria da ordem de 2 x 10-10 gramas do isótopo por quilograma de mineral.

Amostra de urânio em fundo branco.
Traços de tecnécio já foram encontrados em amostras rochosas de pechblenda, mineral rico em urânio.

Posteriormente, em 1962, pesquisadores franceses confirmaram as teorias de Kuroda ao avaliarem amostras rochosas no Gabão e, inclusive, indicaram a presença de traços de tecnécio nas amostras. Assim, a ideia de que não existe tecnécio natural é contraditória, passível de grande discussão entre a comunidade científica.

Em relação ao espaço, tecnécio foi detectado nas chamadas estrelas vermelhas gigantes, na década de 1950, mas não no Sol, algo que ajuda a comprovar que o Sol é uma estrela relativamente nova. A detecção de tecnécio nessas estrelas foi muito importante, pois o tempo de meia-vida do elemento é bem menor que a idade desses astros, sugerindo-se que, na verdade, o tecnécio está sendo produzido nesses corpos celestes.

Obtenção do tecnécio

Embora haja a discussão acerca da presença natural ou não de tecnécio em nosso planeta, é fato que a produção de tecnécio ocorre por vias artificiais em usinas nucleares. Ele corresponde a cerca de 6% dos produtos da fissão do urânio, sendo recuperado muitos anos depois.

Sua recuperação ocorre de modo que dê tempo para que produtos de fissão de pequena meia-vida e altamente radioativos tenham decaído. Em geral, o tecnécio é separado dos demais produtos de fissão por meio de resinas de troca iônica ou por extração com solvente.

Saiba também: Dúbnio — elemento artificial altamente radioativo

Aplicações do tecnécio

O principal uso do tecnécio ocorre na medicina nuclear, especificamente no diagnóstico de tumores. Para isso, utiliza-se o decaimento do isótopo 99mTc, que corresponde ao isótopo metaestável do 99Tc. A forma metaestável é a forma excitada do isótopo tradicional, ou seja, mais energética, com propriedades nucleares distintas.

Pessoa extraindo solução médica de um frasco em uma seringa.
Soluções de tecnécio podem ser injetadas em pacientes para diagnóstico de tumores.

Para fins medicinais, injeta-se o 99mTc no paciente na forma de uma solução salina que será absorvida pelo órgão a ser avaliado. Esse isótopo é produzido a partir do molibdênio-99 (99Mo), também sintético, formando o ânion [99MoO4]2-, que decai, emanando partículas β, e produz o [99mTcO4]-, forma química utilizada para ser injetada no paciente.

Esse isótopo metaestável é muito apropriado para esse fim, pois, depois de injetado, ele decai normalmente para o isótopo 99Tc, emitindo radiação gama (energia) suficiente para obter o resultado se for utilizada pouquíssima quantidade do isótopo metaestável, algo em torno de 1 x 10-9 a 1 x 10-12 mols.

Imagens de rins obtidas por técnicas de medicina nuclear que utilizam o 99mTc.
Imagens de rins obtidas por técnicas de medicina nuclear que utilizam o 99mTc.

Algo igualmente vantajoso é o tempo de meia-vida do 99mTc — da faixa de seis horas. Essa meia-vida é grande o suficiente para que a amostra seja injetada no paciente antes de qualquer decaimento, mas suficientemente pequena para que as emissões sejam mensuráveis em concentrações pequenas do isótopo.

Toda radiação gama liberada é utilizada para gerar uma imagem, a qual pode ser:

Precauções com o tecnécio

Pessoa em laboratório manipulando amostras químicas radioativas em uma capela de luvas.
A manipulação de tecnécio é mais adequada em pequenas quantidades e dentro de uma capela de luvas.

É preciso se atentar à radioatividade do tecnécio, principalmente para que sua manipulação seja adequada. Em quantidades pequenas, como menos de 0,05 gramas, os riscos apresentados não são tão sérios, embora seja necessária a adoção de precauções. Por exemplo, a radiação gama, mais perigosa, é quase inexistente, porém as emissões beta são facilmente contidas por vidro.

Deve-se lembrar também que os isótopos do tecnécio possuem uma grande meia-vida. Por isso, a quantidade de radiação gerada é pequena em um curto intervalo de tempo, o que reforça ainda mais a necessidade de se trabalhar em pequenas quantidades.

Uma das formas de se manipular o tecnécio envolve a utilização de uma capela de luvas, de forma que a amostra fique isolada e o operador não esteja exposto a riscos associados à radiação.

Saiba mais: Quais elementos da Tabela Periódica são radioativos?

História do tecnécio

O grupo 7 da Tabela Periódica chamou a atenção por muito tempo, uma vez que, no desenvolvimento da tabela original por Dmitri Mendeleev, apenas um elemento químico constava nele: o manganês. Assim, no século XX, muitas tentativas foram feitas para que os elementos do grupo 7 fossem descobertos, a maioria delas, obviamente, ineficaz.

Em 1925, contudo, Otto Berg, Walter Noddack e Ida Tacke (depois Ida Noddack) afirmaram terem descoberto não um, mas dois novos elementos do grupo 7, os quais eles nomearam de masúrio (Z = 43) e rênio (Z = 75). O segundo foi aceito, porém o elemento 43 não teve o mesmo acatamento, sendo alvo de muitas disputas.

Diante de muitos impasses, a descoberta oficial do elemento 43 foi creditada ao italiano Emilio Segrè, que teve ajuda de seu grupo de pesquisadores, em 1937. Segrè e sua equipe obtiveram sucesso por meio da manipulação de uma amostra de molibdênio, que foi bombardeada por deutério por vários meses.

Após diversas análises, o time italiano conseguiu identificar esse novo elemento, o qual podia ser separado por ebulição com hidróxido de sódio e uma pequena quantidade de peróxido de hidrogênio.

O nome tecnécio vem do grego technetos e significa “artificial”.

Exercícios resolvidos sobre o tecnécio

Questão 1

(ESCS-DF 2011) Na medicina nuclear, são utilizados radiofármacos no diagnóstico e tratamento de várias doenças. Alguns radiofármacos utilizam o tecnécio-99m (Tc-99m), que possui propriedades úteis como um marcador nuclídeo emissor-gama e pode ser utilizado em exames do cérebro, do miocárdio, da tireoide, dos pulmões e outros.

A utilização de um radioisótopo depende das suas propriedades químicas e biológicas, inclusive do seu tempo de meia vida. O isótopo 99mTc possui tempo de meia-vida de seis horas, adequado para que se acumule no órgão que se quer estudar e para que não permaneça muito tempo no organismo.

A massa de 99mTc, necessária para realizar um determinado exame, corresponde a 500 mg. Considerando que um paciente realizará esse exame 12 horas após o radionuclídeo ser administrado, a quantidade mínima do radiofármaco que o paciente deverá receber é igual a:

A) 2 g

B) 1 g

C) 500 mg

D) 250 mg

E) 125 mg

Resolução:

Alternativa A

Meia-vida é o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra radioativa caia pela metade. O paciente realizará o exame 12 horas após a administração do 99mTc, que possui tempo de meia-vida de seis horas.

Se são necessários 500 mg, quer dizer que após 12 horas, apenas 500 mg do 99mTc estarão disponíveis. Em 12 horas, dois tempos de meia-vida passaram, o que significa que a amostra caiu pela metade duas vezes, ou seja, a quantidade original foi dividida por quatro.

Assim, a quantia inicial de radiofármaco que o paciente deve receber é de, no mínimo, 2 gramas, pois após 12 horas, restarão apenas 500 mg de amostra.

Questão 2

(Fameca-SP 2014) A figura mostra um gerador de 99mTc (tecnécio-99 metaestável) produzido no Brasil pelo Ipen. Esse radionuclídeo, utilizado na medicina nuclear, é produzido continuamente pelo decaimento do radionuclídeo “pai”, que é o 99Mo (molibdênio-99). O gráfico mostra uma atividade típica de 99Mo desses geradores, em função do tempo em dias.

Gerador de tecnécio-99 metaestável e gráfico mostrando atividade típica de molibdênio-99 em função do tempo em dias.

Na equação nuclear referente ao decaimento do 99Mo, nuclídeo “pai”, para o 99mTc, nuclídeo “filho”, há liberação de

A) partículas alfa.

B) partículas beta negativas.

C) partículas beta positivas.

D) nêutrons.

E) prótons.

Resolução:

Alternativa C

Tanto o 99Mo quanto o 99mTc possuem a mesma massa. O “m” no 99mTc apenas significa que se trata de um isótopo metaestável, ou seja, que está localizado em um nível energético maior que o isótopo 99Tc convencional, porém sem qualquer interferência na massa.

O molibdênio tem número atômico igual a 42, enquanto o tecnécio tem número atômico igual a 43.

Assim, percebe-se que no decaimento do 99Mo para a produção do 99mTc houve manutenção da massa e acréscimo de uma unidade no número atômico. Isso é característico de emissão de partículas beta negativas, pois essas partículas possuem massa desprezível e número atômico igual a -1, tal qual o elétron.

 

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química

Escritor do artigo
Escrito por: Stéfano Araújo Novais Stéfano Araújo Novais, além de pai da Celina, é também professor de Química da rede privada de ensino do Rio de Janeiro. É bacharel em Química Industrial pela Universidade Federal Fluminense (UFF) e mestre em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Tecnécio (Tc)"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tecnecio-tc.htm. Acesso em 18 de maio de 2024.

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