Fulminato de mercúrio: estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência - 2023

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o fulminato de mercúrio É um composto inorgânico formado pelos elementos mercúrio (Hg), carbono (C), nitrogênio (N) e oxigênio (O). Sua fórmula química é Hg (CNO)₂. Não deve ser confundido com cianato de mercúrio, porque embora ambos os compostos tenham os mesmos elementos, neste último os átomos estão unidos de forma diferente.

Foi descoberto pelo químico empírico inglês Edward Howard em 1800. No entanto, quase 200 anos antes, havia sido sintetizado acidentalmente pelo alquimista alemão Johannes Kunckel, que, devido à explosão ocorrida, não o isolou, mas deixou registros escritos dos ingredientes usados.

É um explosivo primário, por isso é usado em cápsulas de percussão ou explosão para promover a explosão de outras substâncias. Embora sua preparação e conservação sejam extremamente perigosas, foi amplamente utilizado no século 19 como detonador em armas de guerra e caça.

Atualmente é usado para a detonação de poderosas cargas de dinamite na construção de túneis e estradas e na mineração.

É claramente um composto extremamente perigoso que só pode ser manuseado por pessoas com profundo conhecimento de como manusear explosivos.

Estrutura

Hg (CNO)₂ É um sal de ácido fulmínico HCNO. Contém mercúrio no estado de oxidação +2 e duas unidades de fulminato CNO^–.

De acordo com um estudo de raios X realizado em 2007 na Alemanha (relatado em inglês em 2008), as moléculas de fulminato de mercúrio possuem a estrutura ONC-Hg-CNO, onde se observa que o mercúrio está diretamente ligado aos átomos de carbono .

A ligação C-Hg-C é linear; forma um ângulo de 180 ° e o grupo fulminato (CNO) tem uma ligação carbono-nitrogênio curta e uma ligação nitrogênio-oxigênio mais longa.

O comprimento da ligação C-N é 1,14-1,17 Å (angstroms), que corresponde a uma ligação tripla fraca. A ligação N-O é de 1,20-1,25 Å indicando uma ligação dupla fraca. Um angstrom (Å) é uma medida de comprimento e tem um décimo milionésimo de um metro.

No estado sólido, embora a ligação C-Hg-C seja linear e o grupo CNO seja linear, a ligação N-C-Hg se desvia da linearidade em 11 °, ou seja, possui um ângulo de 169 °.

Porém, de acordo com o estudo citado, no estado gasoso a molécula completa é totalmente linear.

Nomenclatura

Fulminato de mercúrio
Fulminato de mercúrio
Difulminato de mercúrio
Bisfulminato de mercúrio
Sal de mercúrio de ácido fulmínico
Mercúrio fulminante
Mercúrio explosivo

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino branco a laranja.

Peso molecular

284,63 g / mol

Ponto de fusão

Não derrete. Quando aquecido a mais de cerca de 100 ° C, ele explode.

Densidade

4,42 g / cm³

Solubilidade

Ligeiramente solúvel em água. Solúvel em etanol (C₂H₅OH) e em hidróxido de amônio (NH₄OH).

Propriedades quimicas

É um composto muito explosivo e altamente sensível a choques, impactos ou fricção. Pode detonar facilmente com faíscas e chamas. Ao se decompor, forma gases de mercúrio (Hg), monóxido de carbono (CO) e nitrogênio (N₂).

Com ácido sulfúrico (H₂SW₄) concentrado, também ocorre uma detonação violenta. O ácido clorídrico o dissolve parcialmente e o cloreto de mercúrio é produzido.

Segundo estudo realizado em 1981, se for submetido a aquecimento controlado e muito lento, sob atmosfera inerte de argônio, ocorre uma decomposição não explosiva ao atingir 120 ° C e se formam os gases de óxido mercúrico sólido e mercúrio e oxigênio.

É um composto que, devido à sua periculosidade, foi estudado em poucas ocasiões e essas oportunidades de estudo têm estado muito distantes no tempo. O trabalho deve ser feito no escuro para evitar explosões. Suas amostras devem ser mantidas sob a água e sem luz.

Obtendo

Após sua descoberta, passou a ser produzido comercialmente por meio das reações entre o etanol (CH₃CH₂OH), mercúrio (Hg) e ácido nítrico (HNO₃).

Em um dos estudos mais importantes sobre a estrutura desse composto, os pesquisadores sugerem que para obter um maior rendimento durante o seu preparo, a primeira metade do volume total do etanol deve ser adicionada à mistura de Hg e HNO₃ antes que os gases marrons desapareçam.

Em outras palavras, é importante que os óxidos de nitrogênio estejam presentes para que a reação prossiga.

O que acontece primeiro é a conversão do etanol em acetaldeído. De acordo com alguns estudos, segue-se a oxidação, nitração, descarboxilação e remoção do ácido nitroso para que o fulminato se forme.

Use como um agente detonante para outros explosivos

Aplicações de guerra

As primeiras tentativas de usar fulminato de mercúrio como pó explosivo para armas de fogo foram frustradas pela extraordinária velocidade e violência de sua detonação.

Pistolas e espingardas foram destruídas por pequenas cargas deste complexo. O mesmo aconteceu com peças de artilharia e granadas em testes militares.

No entanto, em 1822, o inglês Wright o usou pela primeira vez como um pino de disparo em seus rifles de caça esportiva. Mais tarde, na Grã-Bretanha, seu uso foi implementado em mosquetes de infantaria e depois em toda a Europa.

Até o início dos anos 1900 era o único detonador usado para disparar projéteis de qualquer tipo, até que outras alternativas com compostos mais seguros e acessíveis fossem implementadas.

Aplicativos pacíficos

Este composto desempenhou um papel importante no desenvolvimento de explosivos para fins pacíficos.

Seu papel na invenção da dinamite por Alfred Nobel foi muito significativo. Este cientista combinou nitroglicerina, um poderoso explosivo, com um material poroso, a terra diatomácea. Mas a detonação dessa mistura é difícil com faíscas ou fusíveis.

Nobel superou essa dificuldade usando cartuchos disparadores de fulminato de mercúrio que se mostraram confiáveis na aplicação. Esta combinação atualmente permite seu uso em mineração, pedreiras, construção de túneis e na engenharia civil para a construção de estradas, ferrovias, portos, etc.

O próprio Alfred Nobel enfatizou a importância fundamental do fulminato de mercúrio nos desenvolvimentos de engenharia civil que impulsionaram a dinamite.

Riscos

É um composto muito instável e extremamente explosivo.

Produz toxicidade aguda. É tóxico se ingerido, inalado ou se entrar em contato com a pele. Produz dermatite de contato facilmente. Causa danos aos órgãos internos se a pessoa for exposta repetidamente ou por um longo período.

Muito tóxico para a vida aquática e terrestre com perigo contínuo a longo prazo.

Referências

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