Recorra aos conceitos ácido-base para justificar de que o único minério importante de mercúrio é o cinabre, HgS, enquanto que o zinco ocorre natureza como sulfetos, silicatos, carbonatos e óxidos. Descreva os princípios da teoria que utilizou para explicar sua resposta.

Passo 1

O enunciado pede para usar conceitos de ácido–base para explicar por que o único minério importante de mercúrio é o cinabre ( HgS), enquanto o zinco aparece na natureza como sulfetos, silicatos, carbonatos e óxidos. O conteúdo teórico a aplicar é a teoria Ácido–Base de Pearson (HSAB – Hard and Soft Acids and Bases).

Passo 2

A teoria HSAB classifica ácidos e bases em três categorias:
  1. Ácidos fortes ou “duros” (hard): pequenos, pouco polarizáveis e de alta carga efetiva (ex.: Mg^{2+}, Al^{3+}, O^{2-}).
  2. Ácidos suaves ou “moles” (soft): maiores, muito polarizáveis e de carga efetiva menor (ex.: Hg^{2+}, Au^{+}, Pd^{2+}).
  3. Ácidos intermediários (“borderline”): com características entre os dois (ex.: Zn^{2+}, Fe^{2+}, Pb^{2+}).
    Bases seguem a mesma divisão: “duras” (ex.: O^{2-}, CO_3^{2-}, SiO_3^{2-}) e “moles” (ex.: S^{2-}, I^-, ligantes orgânicos ricos em enxofre).
    O princípio central da teoria HSAB é que “ácidos duros preferem bases duras” e “ácidos suaves preferem bases suaves”, pois nestas combinações a interação é mais estável (menor energia). Assim:
  • A combinação ácido–base duro–duro é muito forte (ex.: óxidos metálicos).
  • A combinação ácido–base mole–mole é muito forte (ex.: sulfetos de metais suaves).
  • As combinações duro–mole ou mole–duro são menos estáveis e, em geral, não formam minerais abundantes.

Passo 3

Classificando os íons envolvidos:
Hg^{2+} é um ácido suave (soft acid).
Zn^{2+} é um ácido intermediário (borderline).
S^{2-} é base suave.
O^{2-}, CO_3^{2-}, SiO_3^{2-} são bases duras (hard bases).

Passo 4

Como Hg^{2+} é um ácido suave, ele forma compostos estáveis apenas com bases suaves. Logo, o único mineral estável e abundante de mercúrio na crosta é o sulfeto de mercúrio, HgS (cinabre). Reações com bases duras (óxido, carbonato, silicato) seriam instáveis e se degradem facilmente, não deixando minérios comerciais.

Passo 5

Zn^{2+}, sendo borderline, interage razoavelmente bem tanto com bases suaves ( S^{2-}, formando esfalerita e wurtzita) quanto com bases duras ( CO_3^{2-}, dando smithsonita; SiO_3^{2-}, dando hemimorfita; O^{2-}, dando franklinita ou zincita). Por isso, o zinco ocorre em vários tipos de minerais (sulfetos, silicatos, carbonatos e óxidos).

Resposta

O mercúrio é um ácido suave e só forma mineral estável com a base suave S^{2-} (cinabre, HgS), enquanto o zinco, ácido intermediário, combina de modo comparável tanto com bases duras ( O^{2-}, CO_3^{2-}, SiO_3^{2-}) quanto com bases suaves ( S^{2-}), originando sulfetos, silicatos, carbonatos e óxidos.

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