Minerais - Fósforo e fosfatos
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Minerais

Fósforo e fosfatos

08/08/2003

 

      Numa das tentativas de encontrar a pedra filosofal, o alquimista alemão Hennig Brand isolou pela primeira vez, em 1669, fósforo elementar a partir de resíduos de urina evaporada. O brilho emitido pela substância no escuro está na origem de sua denominação: do grego phós, "luz", e phóros, "transportador".
      Fósforo é um elemento químico não-metálico, de símbolo P e número atômico 15, incluído no grupo Va do sistema periódico, que corresponde ao dos nitrogenóides.,muito inflamável, luminoso na obscuridade.  Encontra-se na natureza em combinações de fosfatos e outros sais. Como componente orgânico, encontra-se nos nos organismos vivos sob as formas de fosfatos de cálcio nos ossos e nos dentes (metabolismo fosfocálcio), de ésteres ortofosfóricos (associado a ossos, a ácidos aminados, a bases), de ésteres difosfóricos (adenosina difosfórica ou A.D.P., que desempenham um papel importante na reserva genética), de nucleotídeo no ácido desoxirribonucléico (A.D.N.), faz parte da urina, do sangue e de outros humores ou líquidos corporais.

Propriedades físicas e químicas:
      O estado fundamental do átomo de fósforo apresenta uma estrutura de elétrons representada na configuração 1s22s22p63s23p3. Isso implica uma camada externa de cinco elétrons sobre os quais o núcleo exerce intensa atração. Conseqüentemente, as ligações do átomo de fósforo com outros átomos próximos mostram uma natureza covalente, isto é, compartilham elétrons em suas uniões.
      O fósforo apresenta dez variedades alotrópicas — manifestações diversas de composições químicas análogas — das quais as três mais importantes são o fósforo branco, o vermelho e o negro. O primeiro, fortemente tóxico, apresenta-se sob duas formas: alfa, de estrutura cristalina cúbica (embora exista uma variedade hexagonal) e estável à temperatura ambiente; e beta, de estrutura hexagonal e estável apenas a temperaturas inferiores a -78º C. De molécula tetratômica (P
4), é instável, muito reativo e, em contato com o ar, se inflama espontaneamente e experimenta oxidação lenta, que ocasiona formação de anidrido fosfórico P4O10
e emissão de luminosidade, fenômeno conhecido como fosforescência.
      Exposto à luz, o fósforo branco passa à forma vermelha, com estrutura em camadas alternadas entre as quais se dispõem outras moléculas P
4 do estado branco. O fósforo vermelho não é venenoso nem fosforescente e apresenta uma reatividade muito inferior. Nesse estado alotrópico é utilizado para sua aplicação mais comum: a fabricação de palitos de fósforo. Mais raro que as variedades anteriores, o fósforo negro é o mais estável do ponto de vista termodinâmico. Sua estrutura consiste de camadas em ziguezigue de átomos de fósforo.

Estado natural e obtenção:
      O fósforo não se encontra livre na natureza em nenhuma de suas variedades mas, em combinações como os fosfatos, constitui 0,12% da composição da crosta terrestre e, em ordem quantitativa, é o duodécimo elemento químico na Terra. As matérias-primas a partir das quais se extrai o fósforo são fundamentalmente os fosfatos de metais alcalino-terrosos encontrados em depósitos de rochas de fosfato, como a clorapatita, Ca5(PO4)3Cl, a fluorapatita, Ca5(PO4)3F ou a vivianita, Fe3(PO4)2.8H2O.
      Quanto a seu papel biológico, o fósforo encontra-se nos organismos vivos em combinação oxigenada, geralmente como anidrido P
2O5
, como suporte de reações metabólicas. A presença desse elemento em níveis adequados é especialmente importante nos ossos, em que atua como suporte dos compostos de cálcio. Especial interesse apresentam as fosfatases, enzimas contidas na maior parte das secreções e células do organismo humano, que intervêm em processos fisiológicos das mais diversas índoles, como a precipitação de fosfato de cálcio no tecido ósseo, a síntese de proteínas nos tecidos e a absorção de fosfatos no intestino.
      Para a bioquímica, o fósforo também constitui elemento básico, já que faz parte da composição do ATP, trifosfato de adenosina, e do ADP, difosfato de adenosina, nucleotídeos presentes nos tecidos, que desempenham função essencial tanto no metabolismo molecular como na regulação entre absorção e liberação energéticas.

Aplicações:
      Tanto o fósforo elementar como suas combinações apresentam amplo espectro de aplicações. Por ser essencial aos processos vitais, esse elemento é o constituinte básico, por exemplo, de muitos preparados farmacêuticos utilizados como reconstituintes e fixadores de cálcio. Uma de suas primeiras e mais generalizadas aplicações foi a fabricação dos palitos de fósforo, chamados fósforos de segurança. O fósforo branco inicialmente empregado para esse fim foi progressivamente substituído, em razão de sua toxicidade, por um de seus compostos, o trissulfureto fosfórico, P4S3.
      É precisamente o efeito venenoso do fósforo branco que o tornou útil como substância ativa de diversos inseticidas e raticidas, mas para esse uso também foi substituído para evitar riscos de envenenamento dos aplicadores. Os compostos fosforados se empregam industrialmente como aditivos da gasolina e dos plásticos, na fabricação de detergentes e, em metalurgia, como protetores. Boa parte do fósforo usado na indústria é obtida em forma de fosfatos, extraídos de diferentes minerais e utilizados como fertilizantes.
      As reservas brasileiras de fosfatos são dos seguintes tipos: jazidas de apatita ligadas a rochas graníticas; jazidas de apatita ligadas a rochas eruptivas; jazidas de fosfatos sedimentares em camadas de origem marinha; jazidas de aluminofosfatos de origem organomineral e depósitos de guano. Exploram-se as do segundo e do terceiro tipos. A principal reserva é a de Araxá, em Minas Gerais, com cem milhões de toneladas de apatita; seguem-se as de Olinda, em Pernambuco, e Jacupiranga, em São Paulo.

Fosfatos

Classe na qual se reúnem numerosos minerais de constituição química análogas e formas cristalinas semelhantes, fornecendo séries isomorfas. Estruturalmente estão constituídos por tetraedros, ao modo dos silicatos, e contém, na sua maioria, água que pode aparecer como oxidrilas ou como água de cristalização, de embebição, ou simplesmente de absorção. Pouco e, relativamente , o que conhecemos destes minerais, existindo um grande confusão, tanto no que se refere à nomes de espécies, como à composição e natureza dos mesmos.

Pricipais minerais: Apatita, Piromorfita, Ambligomita, lazulita, Turquesa.

 

Apatita: D = 5, d = 3,15 a 3,20, Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3 B = Vítreo a subresinoso, C = Matizes ddo verde ou do castanho, também azul, violeta, incolor, Uso = A apatita cristalizada é usada como fertilizante, Ocorrência = É consituinte acessório em todas as classes de rochas ígneas, sedimentares e metamórficas.

 

Piromorfita: D = 3,5 a 4, Pb6Cl(PO4)3, B = Resinoso a diamantino, C = Matizes do verde, castanho, amarelo, raramente amarelo-alaranjado, cinzenta e branca, Uso = Minério de chumbo secundário, Ocorrência = A piromorfita é um mineral supérgeno, encontrado nas porções oxidadas dos veios de chumbo, associado com outros minerais de chumbo.

 

Ambligomita: D = 6, d = 3,0-3.1, LiAlFPO4, B = Vítreo, nacarado sobre a superfície de clivagem, C = Branco a verde ou azul, pálidos. Uso = Uma fonte de lítio, Ocorrência = A ambligonita é um mineral raro, encontrado no pegmatito granítico com o espodumênio, a turmalina, a lepidolita e a apatita.

Lazulita: D = 7 ½, d = 3,16-3,20, MgAl2(OH)2(PO4)2, B = Vítreo, C = Vermelho da carne, castanho-avermelhado, verde da oliva, Uso = Porcelana refrataria, Ocorrência = Folhelhos e ardósias aluminosos, metamorfisados.

 

Turquesa: D = 6, d = 2,6-2.8, CuAl6 (PO4)4(HO)8 . 2H2O, B = Parecido com o da cera, C = Azul, verde-azulado, verde, Uso = Pedra preciosa, Ocorrência = Pequenos veios e cordões atravessando as rochas vulcânicas mais ou menos decompostas.

 

 

Os fosfatos incluem numerosas espécies minerais de composição bem variada, embora a quantidade em peso desses elementos na crosta da Terra seja relativamente pequena, resultando em grande numero de minerais raros.
    O fósforo, arsênio e vanádio pentavalentes são ligeiramente maiores que o enxofre, resultando em grupo iônico tetraédrico idêntico ao do sulfato. Como o sulfato não pode compartilhar oxigênio ou polimerizar-se. O fósforo, arsênio e vanádio podem substituir-se mutualmente, como íon coordenador central, no grupo tetraédrico dos oxigênios, sendo isto melhor observado no subgrupo da piromorfita do grupo da apatita, onde a piromorfita, a mimetita e a vanadinita são isoestruturais, apresentando todas as gradações de substituição entre os compostos puros.
    O constituinte mais importante e freqüente dessa classe é a apatita. Esta apresenta solução sólida entre os ânions flúor, cloro, oxigênio e hidroxila, como também substituição parcial do fosfato pelos grupos carbonato e silicato. O cálcio pode ser substituído pelo Mn, Sr, Pb, Cu, Zn, La e outros elementos de terras raras. Esta substituição iônica complexa, típica dos fosfatos, resultam em relações químicas e estruturas complexas.
    Fosfatos e arseniatos de Ca monoclínicos, a exemplo dos sulfatos (gipsita), exibem muitas propriedades similares como tamanho das celas primitivas, dureza, densidade, etc.
    Os fosfatos constituem recursos minerais de grande importância (fertilizantes).

 

Orientações e cuidados quanto ao uso de fosfatos na alimentação do gado

Uma portaria do Ministério da Agricultura e do Abastecimento (MAA), de fevereiro deste ano, libera a utilização de fosfatos (fontes de fósforo) não tradicionais na alimentação de bovinos – é o caso de fosfatos de rocha e do superfosfato triplo. Essa decisão vinha sendo cobrada há muito por pecuaristas como uma alternativa para  

baratear os custos com misturas minerais, embora produtores de suplementos minerais afirmam que a substituição da fonte de fósforo tem efeito mínimo no custo do suplemento, especialmente no caso do superfosfato triplo. 

Pesquisadores da Embrapa Gado de Corte alertam para os cuidados a serem tomados, na  escolha das matérias-primas que serão usadas no preparo das misturas, orientação adequada e o perigo de substituição indevida de componentes, para não exceder os limites de tolerância do animal. Recentemente, o MAA, em instrução normativa, especificou as formas de utilização e as condições para registro desses fosfatos.

 

  

Suplementação

Uma mistura mineral pronta para consumo não deve exceder o limite de 2.000 miligramas de flúor por quilo do produto. Até o momento, as fontes de fósforos utilizadas devem também estar registradas no Ministério.

De um modo geral, as pastagens brasileiras são deficientes em fósforo. Essa deficiência provoca  perda de peso, redução na produção de vacas de cria e baixa produtividade. Um dos sintomas da carência de fósforo na alimentação do gado é o chamado apetite depravado, que leva o bovino a comer, lamber ou roer couro, tendões, ligamentos, carne e ossos de cadáveres em estado de putrefação e faz com que o gado passe a ingerir toda sorte de materiais estranhos a sua dieta alimentar. O apetite depravado dos bovinos torna o animal mais susceptível a contrair doenças, como o botulismo, que é provocado por toxinas de bactérias freqüentemente presentes em matéria orgânica em decomposição.

 

O gado pode receber fósforo ao consumir misturas minerais balanceadas, contendo fosfatos, onde o mais comumente utilizado é o bicálcico. Fosfatos como os de rocha (tapira, de patos, de araxá) podem ser utilizados em certas situações, como na terminação em confinamento, mas são potencialmente tóxicos, especialmente para animais jovens e vacas de cria.  

O flúor, encontrado em maior quantidade nos produtos importados, é tóxico para os bovinos e afeta, principalmente, os ossos e dentes do animal. 

Fornecimento do fosfato de rocha 
O seu uso não é indicado para animais jovens e vacas de cria, pois essas categorias são mais sujeitas à intoxicação por flúor. 
Já animais mais velhos, vacas de descarte e bois em confinamento, desde que cuidando as quantidades, podem consumir fosfato de rocha. 

Limitações 
Teor elevado de flúor 
Pobre em fósforo, que é menos disponível 
Pouco palatável

Em médio e longo prazos, o efeito dessa acumulação de flúor pode manifestar-se por lesões nas áreas afetadas, manqueira, fraturas e diminuição do consumo de alimentos. Além disso,misturas contendo alto teor de fosfato de rocha não são agradáveis ao paladar animal. Para atender às necessidades do animal é importante uma mistura bem balanceada e que o consumo seja na quantidade adequada. 
 

Superfosfato triplo, fosfato de rocha ou fosfato bicálcico

O que usar ?

O governo libera outras opções, mas na hora de decidir o pecuarista deve ficar atento e levar em conta a qualidade, eficiência e preço dos produtos. 

O que não pode acontecer: 

O rebanho ficar sem a mineralização fosfatada.

A carência de fósforo resulta em baixa produtividade do rebanho e causa problemas aos animais. Na região dos Cerrados, onde os solos são pobres em fósforo, o problema é maior. Se acrescidos na dieta níveis adequados de fósforo, a produção pode aumentar até 30%.

 

POLUIÇÃO POR FOSFATOS DE NITRATOS

Adubos e fertilizantes usados na agricultura contém grande concentração de nitrogênio e fósforo. Esses poluentes orgânicos constituem nutrientes para as plantas aquáticas, especialmente as algas que transformam a água em algo semelhante a um caldo verde (floração das águas).
Em alguns casos, toda a superfície é recoberta por um "tapete" formado pelo entrelaçamento de algas filamentosas , com isso, ocorre desoxigenação d'água, além de dificultar a penetração de luz , impossibilitando a fotossíntese nas zonas inferiores reduzindo a produção de oxigênio e a morte de vegetais. A decomposição dos vegetais aumenta o consumo de oxigênio, agravando a desoxigenação das águas. 


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