Ammonium dichromate
Meera Senthilingam
Esta semana, Brian Clegg recorda um composto simples mas explosivo.
Brian Clegg
De todos os compostos químicos que se podiam encontrar num conjunto químico nos velhos tempos antes de tudo ser saúde e segurança, talvez o mais satisfatório na sua simplicidade fosse o dicromato de amónio. Este composto inorgânico relativamente complexo combina dois iões de amónio com o duplamente negativo Cr2O7 para formar um cristal laranja bastante atraente que parece tão inócuo como o sulfato de cobre. Mas dá-lhe luz – surpreendentemente fácil de fazer para uma substância na forma cristalina – e lança grandes quantidades de pó de óxido de crómio verde-escuro com uma série de faíscas laranja brilhantes e força impressionante suficiente para lhe dar o apelido de “Fogo Vesúvio”. Esqueça os vulcões modelo alimentados por bicarbonato de sódio e vinagre, um vulcão dicromato de amônio é o verdadeiro negócio.
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Para ser justo com a polícia do conjunto químico, o dicromato de amônio é um irritante, é venenoso, é quase certamente cancerígeno e é suscetível de explodir se aquecido em um recipiente selado. A estrutura cristalina é termodinamicamente instável, por isso, dado o desencadeamento de uma chama ou calor suficiente, iniciará uma reação exotérmica que produzirá uma grande expansão em volume como a maioria, mas não todos os dicromatos convertidos em óxido. No processo, o nitrogênio é liberado, e a reação é às vezes usada em laboratórios para produzir nitrogênio mais puro do que pode ser facilmente extraído do ar.
O composto inicia a vida útil como o cromite mineral natural, FeCr2O4, que é torrado em um forno com hidróxido de sódio e óxido de cálcio para produzir cromite de sódio. O principal objetivo disto é então produzir sulfato de cromo básico, um essencial para a indústria de curtimento de couro, mas alguns são processados via dicromato de sódio para produzir o sal de amônio.
Industrialmente, o dicromato de amônio é um pouco de “composto de ontem”. Nos primeiros dias da fotografia, era um de um lote de produtos químicos – geralmente perigosos – que eram empregados para capturar uma imagem. O uso mais direto foi na fotografia de dicromato de goma (dicromato é apenas um termo antigo e alternativo para dicromato).
Dicromato de amônio será sempre um pouco exibicionista, um composto que sempre irá proporcionar emoções e derramamentos
O processo data de 1850 e faz impressões que podem ser totalmente coloridas ou monocromáticas. A abordagem adoptada é revestir o papel com uma mistura de um pigmento – tipicamente uma tinta aquarelada – e goma arábica, que é a seiva da acácia, embora alguns utilizadores modernos substituam a cola PVA pela goma. A camada é então tratada com dicromato de amónio (e por vezes potássio), o que a torna sensível à luz, oxidando a goma para manter o pigmento no lugar onde a luz o atinge. Após a exposição a uma imagem (através de um filtro de cor se for necessário um resultado de cor completa) é lavada em água, o que retira o pigmento que não teve exposição à luz. Para adicionar cores extra, o processo é repetido em camadas com pigmentos diferentes, produzindo uma imagem mais marcante, mais parecida com uma pintura do que uma fotografia tradicional.
Bicromato de goma só é usado hoje em dia por entusiastas especializados, assim como outro uso fotográfico de dicromato de amónio, cianótipo de impressão solar. Aqui o composto é misturado com oxalato de ferro amônico e ferricianeto de potássio e embebido em papel. Uma vez que o papel seca, é fotossensível, ficando azul à luz do sol. As imagens são geralmente feitas através da peneiração parcial do papel com objetos para formar sombras negativas.
Embora seja improvável que seja usado muito agora, a indústria pirotécnica incorporou o dicromato de amônio em alguns de seus fogos de artifício, tanto por si só no início dos fogos de artifício em recintos fechados (antes de ser considerado muito perigoso) e em uma mistura para agir como um oxidante e propulsor em expansão.
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Vemos a mesma retirada gradual do uso em outra das aplicações do dicromato de amónio. Os dicromatos provaram ser mordentes eficazes no tingimento. Um mordente era originalmente um fecho ou a fivela de um cinto – algo que se agarrava rapidamente – e o termo foi transferido para a indústria de tinturaria, onde eles queriam uma forma de fazer com que os corantes se agarrassem a materiais que os repelissem naturalmente. O mordente atua como uma espécie de intermediário, formando um complexo com o corante que se unirá a uma fibra do tecido. Porque existem outros mordentes igualmente eficazes mas menos perigosos, o dicromato de amónio é agora raramente utilizado.
Uma aplicação final que desapareceu muito mais subitamente do que o mordente foi para ajudar na produção de ecrãs para televisores e computadores. Na verdade, o dicromato foi usado em um processo similar ao da fotografia de goma bicromática para anexar grupos do material fosforescente à tela como pixels. A superfície foi revestida com a mistura, depois exposta à luz com uma máscara de sombra que criou o padrão de pontos na tela antes de lavar o material intermediário. Mas a introdução de telas de LCD, plasma e LED praticamente destruiu o mercado onde o dicromato de amônio teve sua última aplicação de alta tecnologia, deixando as telas à base de fósforo uma raridade para usuários especializados.
Temos que aceitar que apesar da aparente beleza inocente daqueles brilhantes cristais alaranjados, o dicromato de amônio é muito inseguro para ser um brinquedo. Mas sob condições controladas, essa reação vulcânica jorrante ainda pode produzir um largo sorriso no rosto do mais cínico dos químicos. O dicromato de amónio será sempre um pouco exibicionista, um composto que irá sempre proporcionar emoções e derrames.
Meera Senthilingam
Science writer Brian Clegg, com a química vulcânica do dicromato de amónio. Na próxima semana, as coisas tornam-se metabólicas.
Nate Adams
O grupo de proteínas citocromo p450s são possivelmente as máquinas moleculares mais importantes dentro das nossas células. Elas são as enzimas que começam o processo de decomposição, ou metabolização, geralmente moléculas tóxicas ou perigosas que nosso corpo não quer ou não precisa mais.
Meera Senthilingam
E descubra a química por trás disso, juntando Nate Adams na Química da próxima semana em seu Elemento. Até lá, obrigado por ouvir, eu sou Meera Senthilingam.