A SERPENTE DO FARAÓ

Colégio Estadual Dr. Adino Xavier

                Serpentes

Do

Faraó

Alunos : Andriellen Alves  nº 2, Cynthia Santos  nº 5, Gabriel Duarte  nº 7

             Karina Santana   nº 14, Karoline de Souza  nº 15, Lucas Ramos  nº 18

             Luiz Felipe Cardoso  nº 20, Maria Vitória Silvestre  nº 21,  

             Patrick Barboza  nº 23, Thaís Gonçalves  nº 34, Thaíssa Duarte   nº 35

             Vinicius Santos  nº 36.

Disciplina : Química

Professor : Marcos Monteiro

"Serpentes de Faraó" - a história de uma brincadeira pirotécnica e sua aplicabilidade no ensino de princípios químicos básicos.

Índice

Pág. 1 – Introdução

Pág. 3 – O que é serpente de faraó

Pág. 4 –

Pág. 5 –

Pág. 7 -

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                                            Introdução

A História Química das "Serpentes de Faraó"

Ninguém nega o valor de experiências práticas tanto para o ensino da Química como também para a simples diversão do público e para a autopromoção da "ciência" em demonstrações práticas, indispensáveis desde as Feiras Medievais até as modernas Conferências Científicas Públicas. Um exemplo de como uma apresentação feita puramente para chamar a atenção do público pode fecundar o progresso da ciência são os trabalhos de Liebig com fulminato de prata, incentivado por um comerciante viajante durante uma feira na sua cidade natal. Esses trabalhos, parcialmente desenvolvidos em colaboração com Wöhler, investigando fulminatos e cianatos de diversos metais, culminaram mais tarde na introdução do conceito de isomeria por Berzelius em uma química que já adotara o modelo científico para se firmar como ciência.

Os estudos de Wöhler renderam-lhe, também, a descoberta de tiocianato de mercúrio(II), o qual foi vendido até os anos sessenta do século passado nas Feiras e Quermesses da Alemanha como artigo pirotécnico. Pequenos cones de tiocianato de mercúrio(II), que podem ser acesos por fricção em uma caixinha de fósforos, se transformam em um sólido espumoso acinzentado com formas pitorescas durante sua queima. O processo de expansão do sólido dá lugar a um material com várias vezes o volume do cone original, como se pode ver através de inúmeros vídeos na internet.

Lamentavelmente, a ingestão do tiocianato de mercúrio(II) ou da espuma resultante da brincadeira descrita, principalmente constituída por sulfeto de mercúrio, levou a morte de crianças, o que resultou a proibição desse divertimento aparentemente "inocente". Além das formas impressionantes, a queima do tiocianato de mercúrio(II) possui uma química interessante. Com base nas informações disponíveis na literatura,  propõem-se que durante o aquecimento, o tiocianato (ou rodaneto) de mercúrio(II) se decompõe segundo o Esquema e os produtos intermediários - cianogênio e dissulfeto de carbono - formam com o oxigênio, em uma reação exotérmica, nitrogênio, dióxido de carbono e dióxido de enxofre, conforme o Esquema. A estequiometria da reação de decomposição do tiocianato de mercúrio(II), entretanto, não parece completamente esclarecida, uma vez que paracianogênio também é formado durante o processo

O paracianogênio (CN)x é um sólido castanho que é resultado da polimerização do cianogênio advindo do tiocianato. A estrutura do paracianogênio é descrita como uma rede policíclica condensada, composta por anéis de seis membros, gerando uma fita polimérica indicada na Figura 2.5,6 Bircumshaw et al.5 mostram a formação de paracianogênio como um agregado filamentoso, cuja forma sugere que a "serpente de faraó" adquire a estrutura macroscópica que lhe é peculiar justamente por causa das fibras de paracianogênio formadas em nível microscópico.

 Devido à temperatura de decomposição em torno de 177 ºC,7 supõem-se que o tiocianato de mercúrio(II) se torna líquido na temperatura em que ocorre a reação, permitindo que os produtos de decomposição gasosos o transformem em uma espuma posteriormente. Como a decomposição do tiocianato continua na espuma, o produto final (HgS, Temperatura de fusão = 209-210 ºC e Temperatura de decomposição = 160 ºC)8 preserva a forma espumosa, formando um sólido com volume muitas vezes maior que o do sal de partida. Devido ao movimento ofídico e à forma final das cinzas que fazem a matéria inorgânica aparentar-se com a forma de um ser vivo, semelhante ao fenômeno descrito no Livro do Êxodo,9 essa transformação química é conhecida como "A Serpente de Faraó".

O sulfeto de mercúrio(II) pode ser encontrado sob duas formas alotrópicas distintas: a α-HgS(s), com estrutura hexagonal e coloração vermelha, conhecida como cinabre; e a β-HgS(s), com estrutura cúbica e coloração preta, chamada metacinabre. Como, então, explicar a coloração clara ou esbranquiçada, obtida na quase totalidade dos experimentos de decomposição feitos com rodaneto de mercúrio(II)? Nenhuma literatura explicita o que de fato acontece com a estrutura e composição da serpente para que seja obtida aquela coloração, no entanto a decomposição do tiocianato de mercúrio(II) por ignição é descrita, sensorialmente, pela produção de uma chama azul imperceptível, com formação de dióxido de enxofre e vapor de mercúrio. A massa pálida, castanha ou cinza, que é obtida como resultado dos experimentos, segundo Tenney L. Davis, possui um recheio mais escuro, constituído de HgS, provavelmente na forma cúbica, e paracianogênio. Propõem-se, então, que a camada externa da massa fique mais clara, pois os gases da decomposição do HgS e Hg0 difundem-se mais facilmente através da superfície, abandonando a casca da espuma, deixando resíduos de paracianogênio de coloração castanha ou cinza clara.

Segundo Holleman e Wiberg, HgS é capaz de incorporar a si próprio átomos do calcogênio, de forma a produzir ânions [S-Hg-S]2- quase lineares, dando origem a ditiomercuratos ortorrômbicos do tipo Na2HgS2 e K2HgS2, que são, por sua vez, incolores. Esses compostos diluem-se ao (CN)x e tornam a massa resultante mais clara, sendo que esse efeito de máscara pode, segundo os autores deste trabalho, justificar a matiz pálida do sólido final formado pela decomposição de tiocianato de mercúrio(II).

Embora o rodaneto de mercúrio seja facilmente obtido por precipitação (solubilidade em água a 25 ºC: 2,2×10-3 mol L-1)13 usando soluções de Hg(NO3)2 e NH4SCN,1 ele e os produtos e intermediários da sua decomposição devem ser classificados segundo a Norma ABNT NBR 1472514 como produtos químicos perigosos (ver Tabela 1S no Material suplementar), o que torna proibitivo a realização desse experimento como elemento de show em feira de ciências ou evento semelhante ou em sala de aula, executado por alunos, especialmente do ensino médio. No entanto, tendo o professor acesso ao reagente tiocianato de mercúrio e dispondo de local adequado, que é, via de regra, um laboratório equipado com capela e boa exaustão, sugere-se a execução do experimento de forma demonstrativa, permitindo aos estudantes visualizar os procedimentos de segurança ao trabalhar com compostos nocivos e explicitando o correto modo de descarte dos resíduos; sem, contudo, expor os discentes desnecessariamente a riscos. Isso não só dará uma noção de sustentabilidade aos alunos, como também permitirá a eles ver como uma reação química conduzida de forma segura reduz consideravelmente o perigo de acidentes.

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