Zinco – das nossas enzimas aos instrumentos musicais
O zinco é o 23º elemento mais abundante na crosta terrestre e está em quarto lugar entre os metais mais utilizados no mundo, atrás apenas do ferro, do alumínio e do cobre. Ele tem uma ampla gama de aplicações, que incluem produtos de metal, borrachas e medicamentos. Três quartos do zinco produzido são consumidos como metal, especialmente como revestimento para proteger o ferro e o aço da corrosão em processos de galvanização; como metal para fazer bronze e latão em ligas; na produção de revestimentos de esmaltes à base de zinco e como laminados. A parcela restante é usada para produção de compostos de zinco, principalmente para as indústrias de borracha, química, de tintas e na agricultura [5].
O zinco é um metal macio de cor cinzenta. Além de sua ampla aplicação no processo de galvanização, também tem papel biológico crucial para humanos, animais e plantas. Na Tabela Periódica ele é classificado como um metal de transição interna. Pertence ao Grupo 12, junto com o cádmio e o mercúrio. Seu símbolo é Zn e tem número atômico 30 [1].
Assista o vídeo produzido pela Universidade de Nottingham, no Reino Unido:
O autor autorizou a publicação do conteúdo.
O zinco está no dia a dia de todos: está nas telhas e calhas de prédios, e em objetos tão prosaicos quanto baldes e regadores metálicos. Por suas características elétricas, ele também está nas baterias: a pilha comum tem revestimento externo de zinco, que funciona como ânodo, o terminal negativo, e as baterias alcalinas de longa duração têm um ânodo composto por zinco em pó [4].
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Mas outro uso mais visível do zinco, e que em nada lembra sua aparência cinza metálica sem graça, é numa liga que traz o brilho do ouro aos metais comuns. Quando zinco e cobre são fundidos o resultado é o latão, e se o estanho for adicionado a estes dois metais, o resultado é o bronze. De maçanetas a cadeados, objetos de decoração e zíperes nas roupas, muitas coisas do nosso cotidiano são feitas de latão e bronze. As orquestras são um bom exemplo da importância das ligas de zinco e cobre: o bronze e o latão conferem um brilho dourado característico aos instrumentos de sopro [4].
O zinco é um dos metais mais importantes para todas as formas de vida. O corpo de um adulto humano contém cerca de dois gramas de íons zinco em enzimas, que estão presentes na maioria das células do organismo em baixa concentração. Por estar tão disperso no organismo, a importância biológica do zinco só foi descoberta no século 19 e continua a ser estudada até os dias de hoje [7].
O zinco é um “mineral traço”, o que significa que o corpo precisa de quantidades mínimas dele. Ainda assim, ele é necessário para o funcionamento de quase 100 enzimas responsáveis por reações químicas vitais ao organismo e participa de mais de 300 reações químicas do corpo. Outra função do zinco descoberta mais recentemente é nas proteínas responsáveis por reconhecer sequências-base no DNA, e assim regular a transferência de informação genética durante o processo de replicação [7,12].
O zinco também está envolvido nos sentidos do paladar e do olfato. No paladar, porque é componente da gustina, proteína envolvida com o sentido do gosto, e no olfato, porque está presente nos tecidos do bulbo olfatório [13,14].
Como ajuda as células a crescer e se multiplicar, quantidades adequadas de zinco são necessárias durante as fases de crescimento rápido, como na infância, adolescência e na gravidez. A dose diária recomendada para adultos com mais de 19 anos é de 11 mg para homens e 8 mg para mulheres. Gravidez e lactação exigem um pouco mais, de 11 a 12 mg, respectivamente. Carnes, frango e frutos do mar são ricos em zinco [10].
Nas plantas o zinco também tem papel crucial. Ele participa das reações enzimáticas e por isso está presente em diversos ciclos bioquímicos, incluindo a fotossíntese e a formação de açúcar, na síntese de proteínas, fertilidade e produção de sementes, regulagem do crescimento e defesa contra doenças. Por este motivo, os fertilizantes possuem pequenas proporções de zinco em suas composições [9].
História obscura
Embora seus compostos sejam usados há pelo menos 2.500 anos para produzir o latão, o zinco não foi reconhecido como elemento por muitos séculos e suas origens são obscuras, bem como seu nome. Sabe-se apenas que o zinco metálico já era conhecido por gregos e romanos antes de Cristo, e que, apesar do complexo processo de redução do óxido de zinco, era produzido na Índia no século 12 [2]. Essa técnica foi levada à China, onde moedas de zinco eram cunhadas durante a Dinastia Ming (1368-1644) [3].
A origem de seu nome é pouco conhecida, e uma das hipóteses é de que seja derivada de zinke, palavra alemã para pino, por causa da aparência do metal, ou então a denominação zinke pode ter origem na palavra persa sing, que significa pedra [3].
Há referência à sua produção em 1668, e um processo para extrair zinco de seu composto óxido de zinco foi patenteado na Inglaterra em 1738 pelo comerciante de metais William Champion. Porém, quem conseguiu isolá-lo na forma metálica e o reconheceu como um novo metal foi o químico alemão Andreas Marggraf, em 1746, após aquecer calamina (carbonato de zinco, ZnCO3) com carvão [2,4].
Os principais minérios de zinco são a esfalerita e a wurtzita (ambos possuem a fórmula ZnS) [6]. O processo de galvanização consome aproximadamente ¾ de todo zinco produzido no mundo [5]. Trata-se de um revestimento anticorrosão de outros metais, que é feito de várias formas: pela imersão da peça em um tanque com zinco fundido; por deposição eletrolítica; por borrifamento com metal líquido; pelo aquecimento com zinco em pó e pela aplicação de uma tinta que contém zinco em pó [3]. O aço galvanizado é usado na estrutura de veículos, em lâmpadas de rua, nas barreiras de segurança e em pontes [4].
Outros usos importantes dos compostos de zinco na indústria são na produção de borracha, porque ele reduz o tempo da vulcanização. Como pigmento na produção de tintas ele tem vantagens sobre o carbonato de chumbo porque não é tóxico e não perde a cor sob a ação de compostos de enxofre. O zinco melhora a durabilidade química do vidro e por isso é usado na produção de vidros especiais. Também é utilizado em esmaltes e na produção de sabões. É usado ainda como secador de tintas, estabilizador em plásticos e fungicidas [3].
O óxido de zinco (ZnO) é empregado em várias aplicações farmacêuticas, especialmente na loção de calamina, que protege a pele contra as queimaduras do sol, e em cremes antibacterianos. O óxido de zinco, que é branco, absorve os raios ultravioleta, por isso bloqueadores solares contêm diminutas partículas deste composto em suspensão [4].
O Brasil produziu 2,6 milhões de toneladas de zinco em 2019. Minas Gerais e Rondônia são os principais estados produtores do metal. O Centro Nacional de Informação Mineral dos Estados Unidos informa que a produção global do metal em 2020 foi estimada em 12 milhões de toneladas, o que representa uma redução de 6% em relação a 2019. A pandemia de Covid-19 e a queda do preço do metal provocaram a redução da produção das minas de zinco em muitos países, principalmente na América do Sul. Os maiores produtores mundiais de zinco são China, Peru e Austrália [5].
ATENÇÃO
Os experimentos com substâncias químicas mostrados nos vídeos aqui incluídos só devem ser reproduzidos na presença de um profissional ou professor de química, e em ambiente controlado. Não tente reproduzir esses experimentos por conta própria.
Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV,
sob orientação técnica de Vera Regina Leopoldo Constantino,
docente do Instituto de Química da USP.
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