Figura 1 Equipamento utilizado para pressionar os materiais a altíssimas pressões. Formados por dois bicos de diamantes

Química em Altas Pressões


A química muito se relaciona com o estudo de várias reações, elementos e seus compostos. Muito do que se conhece sobre estruturas de valência, ligações e mecânica quântica passaram a ser aceitos como fundamentos de química graças ao grande avanço nos métodos de espectroscopia e difração. Apesar disso, deve-se lembrar que muitos dos nossos conhecimentos são obtidos a pressão atmosférica. Mas será a pressão um possível limitador desses conhecimentos?

A química em altas pressões vem sendo bastante estudada, principalmente para entender como funcionariam os elementos da tabela periódica em outras atmosferas e também para compreender como eles surgiram no período de formação dos planetas. Pode-se esperar que, em altas ou baixas pressões, as camadas mais externas de elétrons se comportem de uma maneira completamente diferente, o que leva a uma substancial modificação em suas propriedades físicas e químicas.

Estudiosos propõem inúmeros experimentos que forçam elétrons a ocupar espaços cada vez menores, e concluem que em condições drásticas podem ser modificadas, inclusive, a aparência de cristais. Um exemplo dessas modificações, está em estudos com cristais de sódio, cujo brilho suave característico pode sofrer mudanças e mostram-se transparentes a pressões incrivelmente altas (190GPa = 1,9 milhões de vezes atmosferas).

Figura 1: Equipamento utilizado para pressionar os materiais a altíssimas pressões.

Figura 1 Equipamento utilizado para pressionar os materiais a altíssimas pressões. Formados por dois bicos de diamantes

 Fonte: LAYER, 2014.

A pressão atmosférica também influencia o coeficiente de difusão dos gases. Por exemplo, ao nível do mar, o gás oxigênio sofrendo pressão de 1 atm mantém-se com determinado volume, espaçamento de átomos e concentração. Quando diminuída a pressão (altas altitudes), o oxigênio apresenta-se muito mais disperso e menos concentrado, sendo assim de difícil captação para respiração. 

Além da produção novos materiais como supercondutores, altas pressões são importantes para o entendimento das composições de alguns óxidos no manto da terra, onde pressões chegam a 60GPa e para formação de algumas ligas (Rubio e Platina) antes proibidas energeticamente, mas possíveis a 12 GPa. E então? Sentiu a pressão da importância desse tema?

Bibliografia

LAYER, J. High Pressure Chemistry – Science in the News. Disponível em: <http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2014/high-pressure-chemistry/>. Acesso em: 18 out. 2018. 

MA, Y. et al. Transparent dense sodium. Nature, v. 458, n. 7235, p. 182–185, 12 mar. 2009.

MCMILLAN, P. F. Chemistry at high pressure. Chemistry Society. Volume 35, p. 855–857, 2006.

ZHANG, W. et al. Unexpected Stable Stoichiometries of Sodium Chlorides. Science, v. 342, n. 6165, p. 1502–1505, 20 dez. 2013.