TÓPICOS SOBRE HISTÓRIA DA QUÍMICA Este texto visa à compreensão da evolução do conhecimento - químico desde as transformações químicas das obtenção de coalhada e queijos a partir do leite; - preparo de cerveja a partir de grãos civilizações antigas até o nascimento e de cereais maltificados e obtenção de desenvolvimento da Ciência moderna. vinhos a partir de mel e/ou frutas; Serão apresentados os maiores - expoentes desse ramo do conhecimento e as estruturas de raciocínio que tingimento de tecidos a partir do indigo do Egito; - obtenção de cerâmica por forte estabeleceram os fundamentos daquilo aquecimento de objetos feitos de que argila; conhecemos como Ciência. O objetivo principal, neste contexto, é focar Ao redor de 4000 a.C., dá-se início a compreensão das Leis e fórmulas à preparação maciça de metais a partir como do CONCEITOS e não como decorebas . aquecimento de determinados minerais com carvão na denominada A química é o ramo da ciência que ERA DO BRONZE. Aproximadamente estuda as transformações da matéria. nesta mesma época, ocorrem dois fatos Nesse contexto, o homem observou pela históricos essenciais: o surgimento da primeira vez um fato químico ao voltar escrita(início da História) e de grandes sua atenção à poderosa ação do fogo aglomerados humanos que originaram transformando madeira sólida em cinzas as cidades. A introdução da escrita quebradiças. É muito difícil especular permitiu o desenvolvimento do estudo sobre o que os homens faziam na pré- quantitativo da natureza, caracterizando história; entretanto, sobras de artefatos o permitem-nos deduzir algumas técnicas Astronomia. Entretanto, um grande salto que são dadas como transformações evolutivo foi verificado com os gregos e químicas, tais como: seus filósofos, o que veremos a seguir. alvorecer da Matemática e da A FILOSOFIA E OS ATOMISTAS PRÉ- SOCRÁTICOS Foi somente a partir de 600 a.C. que Lucrécio em seus célebre poema De começou a se desenvolver na Grécia Rerum uma nova forma de disciplinar perguntas natureza em relação ao mundo, encabeçadas influenciou o pensamento de Galileu, pelos chamados filósofos (amigos da Newton, Kepler e Dalton, entre outros. sabedoria) pré-socráticos. É difícil Natura ( Das coisas da ), escrito em 58 a.C, que Os atomistas propõem partículas que encontrar uma identidade entre suas existem fundamentais idéias. Alguns deles opinavam que o denominadas ÁTOMOS, e sobre estes mundo é constituído de alguns poucos são estabelecidos quatro postulados, a elementos, sendo que a variedade das saber: coisas é explicada pelo dinamismo dos ventos, vulcões, etc... Só existem átomos e vácuo entre Dentro desse subgrupo dos présocráticos, havia divergências. importante Uma no uma série delas, aspecto de a mais químico, diz respeito à dúvida sobre o número de elementos e quais seriam eles. Uma corrente mais influente dizia que o eles; tudo o mais é mera impressão ou opinião. Infinito é o número de átomos e sua variedade. Átomos não são criados e são indestrutíveis (eternos). Cor, sabor cheiro, textura, etc... não mundo contém somente AR, TERRA, são ÁGUA e FOGO, e que tudo resulta de derivam uma posições combinação elementos dois desses fundamentais. filósofos, que quatro intrínsecos de aos seu tamanho, relativas Entretanto, movimentos. passaram Essas átomos, e de proposições mas forma, seus são praticamente desapercebidos, viriam a grosseiramente materialistas e de início fundamentar todo o pensamento químico não foram levadas a sério (quase todos mais de um milênio depois. Seus nomes acreditavam na tese de AR, TERRA, são Leucipo e Demócrito, e suas idéias ÁGUA foram fundamentais). registradas pelo poeta latino e FOGO como elementos OS ELEMENTOS DE ARISTÓTELES Os temas filosóficos, lançados pelos pré-socráticos, foram Das suas observações, merecem destaque: reexaminados e desenvolvidos pelas Existem QUALIDADES gerações que se seguiram. Surgem as FUNDAMENTAIS (ELEMENTARES): escolas filosóficas teve Platão de Sócrates, que como molhado, seco, quente, frio. discípulo, Os 4 elementos resultam da reunião desenvolvendo a teoria das idéias. Este, de pares de qualidades elementares. por sua vez, teve Aristóteles como Por exemplo: molhado + frio discípulo. molhado + quente Aristóteles notabilizou-se pelo ar, e assim por diante. desenvolvimento da lógica, mas nossa atenção deve estar voltada à sua revisão água; Os elementos podem se transmutar segundo a equação abaixo: dos elementos pré-socráticos. Aristóteles refuta as idéias dos atomistas ( como AR + TERRA ÁGUA + FOGO explicar interações através do vácuo ou como explicar incessante principais a dos movimentação átomos objeções eram aristotélicas), as e confirma a existência dos 4 elementos Tudo o que encontramos na natureza são misturas contendo, em proporções variadas, todos os quatro elementos. Esquematicamente, temos: ( corpos simples ). QUENTE AR MOLHADO FOGO NATUREZA INANIMADA ÁGUA SECO TERRA FRIO A ALQUIMIA Após o período de apogeu preparo de materiais comercialmente (político e cultural) das cidades-estado valiosos. gregas, enobrecimento uma série de turbulências políticas e guerras fratricidas vieram a enfraquecer e desintegrar essas Essa estabelece vertente dos materiais como enobrecimento observa meta da alma unidades políticas. Com isso, a liderança propõe científica deslocada, simbolismos gradualmente, para a cidade egípcia de observações Alexandria. transmutações e purificações. e filosófica foi introspecções, místicos o e um análogo; alegorias, relacionados macroscópicas e a de Lá se encontraram a filosofia Historicamente, estamos agora no grega, a avançada tecnologia egípcia e período do declínio do Império Romano. as religiões místicas orientais. Dessa Em paralelo, vem crescendo o domínio mistura surgiu a ALQUIMIA ( a.C. - árabe nas margens do Mediterrâneo. d.C.) que, por sua vez, deu origem Sábios árabes se preocupam não só a V assimilar a alquimia e as idéias gregas já à química, ao redor de 1600. Os primeiros alquimistas eram conhecidas, mas também aperfeiçoam e buscavam difundem os conhecimentos alquímicos. explicações filosóficas para os processos Devemos a eles, entre muitas outras tecnológicos O substâncias, o sal amoníaco (NH4Cl) e a processos soda cáustica. Uma outra contribuição ensinou muitos fatos químicos, tais como fundamental dos sábios árabes foi a o progresso de técnicas de aquecimento reintrodução do conhecimento clássico (banho-maria) e destilação, ou ainda o na Europa através dos árabes residentes advento de aparelhagens: frascos para nas cortes mouras da Península Ibérica. artesãos e artífices que desenvolvimento que realizavam. desses A Europa vive, então, uma época decantação, alambiques, etc... uma Lentamente, aparece em paralelo de Renascimento Comercial e Cultural; variante são mística de literatura redescobertas obras filosóficas, no científicas e artísticas da Grécia clássica do que no que pareciam perdidas para sempre, ao enobrecimento do bolso através do mesmo tempo em que a invenção da química, interessada enobrecimento da alma mais imprensa e das técnicas de gravura - Constatação de transformações de permite a reprodução mecânica em diversas substâncias, tais como a massa desses tesouros. transformação da soda barrilha em Em 1310, um soda cáustica, ou ainda da árabe/espanhol que apresentava transformação de mármore em cal como descreve técnicas de viva (após aquecimento) e, logo em Geber preparo, se alquimista purificação reconhecimento e testes para de diversas seguida, em cal apagada. - Estudo dos diversos tipos de vitríolo, substâncias em obras que se tornaram tais livros-texto gerações (FeSO4.7H2O), o subseqüentes. Surgem também diversas (CuSO4.5H2O) e obras sobre práticas de destilação e (NaAl(SO4)2.12H2O), verificando que tratados sobre mineração e metalurgia, essas inclusive na China... aquecidas, produzem vapor de água para as Entretanto, a grande figura dessa o vitríolo vitríolo o verde azul alúmen substâncias, quando e o importantíssimo óleo de vitríolo época é o suíço Paracelsus (Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von como (H2SO4). - Após o isolamento e identificação do Hohenheim). Ele propôs que a alquimia óleo de vitríolo, notou-se que quando deveria se preocupar principalmente com esta substância reage com o salitre o aspecto médico em suas investigações (sob aquecimento), forma-se uma e que preparados químicos deveriam ser substância que foi chamada de água utilizados como remédios. É o início da forte (HNO3), e quando o óleo de chamada "IATROQUÍMICA", que daria vitríolo reage com sal de cozinha, é origem à Farmacologia. produzida Deve-se ressaltar, por fim, que mamíferos, foram surgindo falsários e vigaristas que muriático. posteriormente desmascarados pelos verdadeiros alquimistas. Dos inúmeros avanços alquimia, destacamos os seguintes: da mesma substância encontrada no suco gástrico de também sob o título de "alquimistas" faziam encenações públicas com truques a denominada ácido A TRANSIÇÃO ALQUIMIA-QUÍMICA Em 1597, Andreas Livabius publicou o mais livro "Alchymia", em que estabelece que desdobrado. Segundo o conceito de a alquimia (=química) consiste na arte Boyle, de elementos distribuídos em uma tabela desdobrar componentes misturas e em em seus conhecer as propriedades e formas de reagir desses existem nem hoje pode cerca ser de 110 periódica. Exemplos: 1) Chumbo + Enxofre componentes. Galena; então Galena não é elemento. Robert Boyle (que também 2) A realizou experiências com pistões e constatou substâncias que dois livros foram o momento histórico em que a química se alteração de temperatura o produto da firmou como a ciência que hoje. As pressão constante) idéias de Livabius e Boyle expressam publicou em 1661 um livro crucial para a exatamente as metas fundamentais que história norteiam a moderna pesquisa química. da sistemas Esses sem pelo em B + C ; então A não é elemento. volume química: é "The Sceptical Chymist". Neste livro, Boyle estabelece que elemento é tudo o que NÃO pode ser obtido pela reunião de duas ou DEFINIÇÃO OPERACIONAL DE ÁCIDOS E BASES Ao redor de 1700, diversas substâncias flores), este adquire uma coloração puras já haviam sido caracterizadas. vermelha viva; Fez-se necessário agrupá-las segundo propriedades semelhantes. contexto, número dessas um substâncias características Neste considerável tinha atacam inúmeros metais com desprendimento de gases; - suas soluções têm um sabor que dá algumas a impressão de pontadas de agulha peculiares na língua (assim como o suco de (experimentais) : - - ao acrescentar porções de suas limão). Estabeleceu-se, então, o soluções a suco de amoras (ou agrupamento dessa substâncias sob o pétalas amassadas de determinadas nome genérico de ácidos ( do latim agulha ). Analogamente, outras - substâncias foram agrupadas sob o nome de bases), álcalis guardando (posteriormente as seguintes características: - São capazes de neutralizar ácidos com a formação de sais e calor; - Ao acrescentar porções de suas soluções a suco de amoras, este adquire uma coloração azulada. Formam sabões após interações com gorduras animais e vegetais; A TEORIA DO FLOGISTO PARA AS COMBUSTÕES Certamente, as reações que mais Combustível Flogisto + Calcx chamam a atenção (liberação de calor, É interessante notar que o que chamas) são as reações de combustão. Stahl chama de flogisto corresponde A primeira tentativa de explicação para àquilo que hoje em dia chamamos de esses fenômenos veio com G.E.Stahl calor, enquanto que o CALCX seria o (1660-1774), médico e grande químico. tipo de matéria mais fundamental(não Nessa época, convém lembrar que o ar e volátil), os considerados combustível. A teoria de Stahl é tão quimicamente inertes. Assim, para Stahl engenhosa e convincente (durou por o que está em jogo é a decomposição de mais de cem anos) que explica a um combustível (reagente único). Para preparação de metais em carvão (rico ele, de todo combustível uma em flogisto) como sendo a regeneração substância chamada FLOGISTO (muito do CALCX após o fornecimento do volátil, pouquíssimo densa), restando o flogisto do carvão, conforme a equação: gases eram sai que ele denotou por CALCX, segundo a característico Flogisto + Calcx para cada Metal equação genérica: OS PRIMEIROS ELEMENTOS GASOSOS - O OXIGÊNIO: Priestley e Scheele, decomposição, a quente, de diversas em substâncias; 1774, possível verificaram obter uma que era esse mesmo gás mesma também podia ser isolado do ar substância gasosa por reações de atmosférico. Dentro desse gás, as reações de queima são muito mais que motivou Lavoisier a batizar o gás de rápidas, visíveis e exotérmicas do hidrogênio ( produtor de água ). Os que no ar, justificando o nome ar adeptos do flogisto imaginaram estar deflogisticado (ou seja: junto a esse diante de algo extremamente rico em gás, flogisto, visto que a sua queima é muito o combustível componente perde flogisto muito seu mais rapidamente). Mais tarde, Lavoisier batizaria esse gás de diluído os químicos criaram familiaridade em distinguir gases de inflamável inertes!!). Já em 1774, Scheele prepara muitíssimo menos denso que o ar, pela primeira vez um gás amarelo- conforme caracterizou Cavendish em esverdeado que julgou composto, mas 1766. que é cloro! Este gás também ferro, é comportamentos distintos(eles não são um com densidade é desprendido reage sua A partir dessas e de outras observações, O HIDROGÊNIO: quando óleo de vitríolo e extremamente baixa. oxigênio ( gerador de ácidos ). - exotérmica mostrou que queimando este gás forma-se água, fato LAVOISIER Um número espantoso de - Confirmou cuidadosamente que a contribuições (experimentais e teóricas) massa ao desenvolvimento da química e de transformações físicas e químicas, várias outras ciências foi realizado por desde que estas sejam realizadas em Lavoisier (1743-1794), dentre as quais recipientes fechados destacamos: famosa - Batizou diversos elementos (oxigênio, hidrogênio, etc...); - Foi um dos membros se conserva em essa é a Lei da Conservação das Massas ( observação: a frase Nada se cria, nada se perde, tudo se mais transforma , embora ilustre muito importantes da comissão nomeada bem essa lei, não foi dita por para estabelecer um sistema racional Lavoisier ); e uniforme de pesos e medidas; - Fez uma notável revisão experimental das reações de queima, derrubando a teoria do flogisto e constatando que o oxigênio não é inerte nessas reações; Reagentes Produtos - Inventou os primeiros tipos de calorímetro para estudar o calor envolvido em queimas, e associou a respiração a uma combustão!! PROUST E A LEI DAS PROPORÇÕES DEFINIDAS (FIXAS) Em 1799, o francês L. Proust (1754- resultado pode ser expresso da forma 1826) apontou, experimentalmente, a seguinte: constância de relações entre as massas Decomposição da água: (massa do dos hidrogênio) / (massa do oxigênio) = entes envolvidos em qualquer reação química. Exemplificando: 11,2g / 88,8g = 0,126 (constante ! ) Água pura pode ser vaporizada e passada por aquecidos. tubos Desta de ferro forma, ela muito se Vale ressaltar que essa Lei é perfeitamente confirmada para decompõe no gás hidrogênio, que pode compostos puros gasosos, entretanto é ser recolhido e pesado, e oxigênio que problemática para compostos sólidos. se combina com o ferro acarretando um Neste caso, a relação entre as massas aumento Em envolvidas flutua (conforme o preparo da experiências deste tipo, para cada 100g mistura), o que pode ser explicado após de água consumida obtemos, sempre, um 11,2g de hidrogênio e o tubo sofre um cristalina da substância, de suas falhas e aumento defeitos. de de peso massa do de tubo. 88,8. Este estudo detalhado da estrutura AS HIPÓTESES DE DALTON SOBRE ÁTOMOS E MOLÉCULAS O químico inglês J. Dalton (1766- 1- TODA a matéria é constituída de 1844) foi o responsável pela formulação das hipóteses em que se baseia toda a Teoria Atômico - contemporânea . átomos; 2- Átomos de um dado elemento são Molecular iguais Dalton tinha um entre si sob todos os aspectos (tamanho, forma, massa, profundo conhecimento: etc...), e são diferentes de todos os a) das idéias sobre átomos dos filósofos átomos pré-socráticos; b) da elementos. constatação experimental de produto PRESSÃO X VOLUME para de gases Daí os outros decorre que quantos forem os elementos; 3- Átomos são intransformáveis uns à em outros. Nas transformações temperatura constante. Também já físico-químicas não ocorre criação era nem destruição de átomos, mas conhecida a mantidas todos existem tantos tipos de átomos Boyle em relação à constância do porções de explicação de Bernouilli para essa relação, em sim termos átomos envolvidos; de colisões elásticas de partículas atômicas constituintes do confirmação da lei REAGRUPAMENTO dos 4- Substâncias puras compostas são gás contra as paredes do recipiente; c) da o constituídas de compostos de átomos (posteriormente conservação da massa (Lavoisier) e moléculas) contendo um NÚMERO da descoberta da lei das proporções FIXO de átomos de cada tipo. fixas de Proust. Foram, A estes postulados - que não as afirmam que o átomo é uma esfera observações de Lavoisier e Proust que maciça! - Dalton acrescenta que, até que estimularam Dalton a pensar como todos se prove o contrário, devemos recorrer esses fatos poderiam ser interpretados ao em termos da existência de átomos. possível (conhecida popularmente como Assim, ele especialmente, elaborou postulados essencialmente, seguintes itens: uma série fundamentais correspondem princípio da maior simplicidade de Navalha de Okham ). Exemplificando: que, se dois elementos A e B foram um único aos composto binário, devemos supor que a respectiva molécula só contenha um átomo de cada um dos elementos(A1B1); caso formem mais de um composto, devemos supor que as fórmulas sejam as mais simples possíveis, tais como - A1B1, A1B2, A2B1, etc... Se realizarmos esta reação com três vezes mais moléculas: As hipóteses de Dalton justificam as leis de Lavoisier e conservação Proust: da a massa lei é da uma consequência imediata da hipótese de - é importante verificar que a proporção que a massa é inerente aos átomos e que estes são indestrutíveis entre o número de átomos não se em altera; transformações físico-químicas; a lei das proporções fixas decorre automaticamente da hipótese de que compostos são constituídos de moléculas contendo um número fixo de átomos de cada elemento. Exemplificando, consideremos a reação - Como cada átomo tem uma massa definida, podemos dizer que a proporção em massa também não se altera. É importante salientar: embora estejamos representando aqui, assim como ocorre em diversos livros didáticos, genérica abaixo: o átomo sendo uma esfera maciça (bola de bilhar), essa representação constitui apenas uma simplificação e não faz parte da base teórica de Dalton. - Como os átomos do mesmo elemento tem a mesma massa, a massa final é igual a massa inicial (Lei de Lavoisier). Agora, com relação à Lei de Proust, vejamos a reação abaixo: AS LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS DE DALTON Essa lei, baseada em constatações Outro exemplo: Hoje é sabido que as experimentais, estabelece que quando fórmulas destes óxidos são SO2 e SO3. uma massa de uma determinada substância reage com duas diferentes massas de uma outra substância resultando em diferentes produtos, as massas desses produtos guardam entre si uma relação de inteiros simples. Por exemplo: quando carbono reage com hidrogênio formando compostos binários, as relações (mc/mH) obtidas são da ordem de 12 (para o acetileno), 4(etano) e 3(metano), citando apenas alguns. Assim ,a mesma quantidade de enxofre (um átomo) se combina com 2 e 3 átomos de oxigênio, respectivamente. Desta forma, as massas de oxigênio, reagindo com uma mesma massa de enxofre, também formam uma proporção de 2 : 3. Exercício: Constate e prove que essas relações de inteiros simples derivam automaticamente das hipóteses de Dalton. QUESTÕES DO ITA 1-(ITA-1984) A observação experimental filósofos de que 1,00g de oxigênio pode-se sobre a constituição da matéria. Que combinar seja com 12,53g de mercúrio, alternativas eram essas? seja com 25,06g de mercúrio, foi defendiam outras idéias O que foi proposto por Robert Boyle - generalizada por em a) Lavoisier, na lei da conservação das químico ? Quais são os méritos massas. dessa b) Guldberg e Waage, na lei da ação c) Proust, proposta? termo Ela elemento contradiz, que temos de átomos? na lei das proporções Quais são os pontos essenciais da - definidas. teoria d) Dalton, ao complementa ou independe da idéia das massas. na lei das proporções atômica Dalton(1808)? múltiplas. e) Richter relação proposta Em por que conhecimentos experimentais prévios e Wenzel, na lei das ele se baseou? Ele foi capaz de fazer proporções recíprocas. previsões corretas? Quais? Como? (Ufa.....) 2-(ITA-1984) Por que a opção A do teste 4-(ITA-1999) Em 1803, John Dalton anterior está certa ou errada?? propôs um modelo de teoria atômica. Considere que sobre a base conceitual 3-(ITA-1988; para os mais doentes) desse Discuta como as idéias associadas com afirmações: os termos átomo e elemento químico evoluíram desde a Antiguidade até a Teoria Atômica proposta por J.Dalton. Procure apontar semelhanças modelo sejam feitas as . O átomo apresenta a configuração de uma esfera rígida. . Os átomos caracterizam os elementos e/ou químicos e somente os átomos de um diferenças entre as idéias mais antigas e mesmo elemento são idênticos em todos as de Dalton. Entre outros itens que os aspectos. julgar relevantes, procure abordar os seguintes: - Que e foram sobre número, comportamento transformações químicas feitas por Na mesma época, e/ou rearranjo dos átomos. dos V. Compostos químicos são formados certos de átomos de dois ou mais elementos filósofos gregos já cerca de 400 anos a.C.? As consistem de combinação, separação propostas variedade átomos . outros unidos em uma razão fixa. Qual das opções abaixo se refere a C) todas afirmações CORRETAS? E) , , A) e V B) e V e D) e V , e V