Objectivo da
Química
A química tem como finalidade o estudo das propriedades e da
composição das diferentes substâncias. É portanto a ciência que se ocupa das
transformações da matéria. Tem a considerar dentro do seu campo produtos naturais e artificiais, mas são as substâncias puras (e não as misturas) o que
interessa obter e estudar.
A partir dos produtos naturais (misturas), obtém-se substâncias
puras (ou espécies químicas definidas)
por análise imediata (conjunto de
processos físicos de separação - trituração, acção da gravidade, centrifugação,
dissolução, cristalização, destilação, etc. - e ainda por certos processos químicos.
Quando se chega a uma substância que resiste a todas as tentativas de
fraccionamento aplicadas a misturas, temos a substância pura. Pode-se então
proceder à observação e estudo do seu comportamento químico e das suas
propriedades físicas (aspecto, cor, cheiro, sabor, densidade, pontos de fusão e
de ebulição, calor específico, índice de refracção, etc.).
Conseguida a substância pura, a Química recorre então novos
processos de análise, a fim de determinar a sua composição elementar. As
substâncias puras designam-se substâncias
compostas (ou combinações químicas)
se forem constituídas por mais de um elemento ou substâncias elementares
se não se puderem decompor mais.
O número de elementos hoje conhecidos ultrapassa a centena e
o número de substâncias compostas é de milhões, muitas obtidas em laboratório
por síntese.
Conceito primitivo
de elemento (Antiguidade)
Os filósofos gregos, que debateram largamente o problema da
estrutura íntima da matéria, haviam formado os seus conceitos próprios, alguns
dos quais perduraram até os tempos modernos. Começaram por admitir a unidade da matéria, considerando um
princípio fundamental que, para Thales
de Mileto (640-546 a.C.) e, em geral, para os filósofos da Escola Jónica,
era a água. Outros admitiam ser o ar ou o fogo.
Foi Anaxímenes de Mileto também (570-499a.C.) quem,
admitindo que o elemento primordial tem a possibilidade de se metamorfosear em
outros três, estabeleceu a transição para a teoria dos quatro elementos fundamentais que perduraria até ao século XVI.
Coube, porém, a Empédocles
de Agrigento (490-430 a.C.) dar corpo à teoria dos quatro elementos
fundamentais (o ar, a água, a terra e o
fogo - este o princípio activo por excelência, por criar luz e calor)
depois de ter provado cientificamente, com experiências notáveis para a época,
a existência do ar.
Seria a mistura dos quatro «elementos», em proporções
variáveis, que daria origem a todas as substâncias conhecidas.
Segundo Aristóteles
de Estagira (384-322 a.C.), os elementos são, na realidade, as propriedades
fundamentais pelas quais diferençamos as coisas. Essas propriedades - quente, frio, húmido, seco - combinadas
duas a duas, com excepção das opostas, dariam exactamente os quatro elementos
de Empédocles.
Evidentemente que os quatro elementos aristotélicos pouco
têm a ver com aquilo a que, concretamente, damos os mesmos nomes. São antes
abstracções com que se pretendeu definir situações concretas cuja explicação
profunda escapava à observação.
A Alquimía na
Idade Média
Na idade média, como consequência da evolução da técnica,
surgiu a Ciência Hermética. Criaram-se e desenvolveram-se as artes da cerâmica,
do vidro, da tinta e da metalurgia. Os seus praticantes consideraram sujeito ao
influxo dos astros e faziam acompanhar de fórmulas mágicas.
Mais tarde estimulou-se a ideia de fabricação de ouro,
partindo de metais vis. Os alquimistas propunham-se realizar a «Grande Obra».
Um dos processos seria por intermédio da «pedra filosofal» que, convertida em
«pó de projecção» e incorporada no metal em proporções ínfimas, bastaria para
obter ouro puro.
A Alquimia não foi, como poderia pressupor-se uma fase
primária da Química. Os alquimistas longe de empregarem reagentes puros,
usavam, na sua ignorância da constituição da matéria, ingredientes formados por
misturas complexas. Tão pouco tinham regras permanentes de nomenclatura ou
atribuíam significado concreto aos vocábulos que empregavam como os termos
«enxofre» e «mercúrio». Também não registavam as modificações que os reagentes
experimentavam nem procuravam interpretar as reacções químicas. Limitavam-se a
esperar, a colher o resultado final. Atribuíam os malogros, em geral, às mesmas
causas: aquecimento insuficiente, por falta de calor ou de tempo. Ignoravam ou
davam pouca atenção aos gases nas reacções - atendendo à importância do estudo
dos gases no rápido desenvolvimento da Química no século XIX, compreende-se como
a atitude dos alquimistas perante eles, terá impedido a passagem do seu
empirismo à Ciência Química.
Na Idade Moderna
Mas também é verdade que a Alquimia deixou muito, como
legado à Química. A descoberta de muitos elementos (como, por exemplo, o
fósforo, pelo alemão Brand (1625-1692), quando procurava a pedra filosofal),
numerosíssimos compostos, importantes técnicas (dissolução, filtração,
destilação, calcinação) e aparelhagem especializada (fornos, alambiques,
retortas, balões, funis, etc.).
No século XVII, o grande cientista Robert Boyle (1627-1691),
que pode ser considerado o fundador da escola britânica da Química, dá pela
primeira uma noção de elemento que se aproxima das ideias actuais e descobre a
lei fundamental dos gases.
- Teoria do flogisto
O «flogisto» foi um vocábulo introduzido por Becher
(1635-1682), que admitiu a existência dum princípio peculiar às substâncias
combustíveis, as quais o expulsam no acto da combustão.
Stahl (1660-1734) fez do «flogisto» um princípio geral,
tanto mais abundante na matéria a que se associa quanto mais combustível ela
fosse.
A combustão de qualquer metal, dúctil, maleável, brilhante,
reduzia-o à respectiva cal, terrosa, baça e sem vida. O metal perdia flogisto.
Se fosse possível insuflar flogisto na cal, por exemplo
aquecendo esta com carvão, substância especialmente rica em flogisto,
obter-se-ia de novo o metal. Mas como a cal era mais pesada que o metal, não
havia modo de explicar como ganhando flogisto se perdia peso.
No entanto a teoria do flogisto teve adeptos fiéis até muito
tarde, porque permitia explicar as combustões e estabelecia a relação de
reciprocidade entre oxidações e reduções.
Em 1772 o oxigénio foi descoberto por Scheele (1742-1786), chamando-lhe
«ar do fogo». O flogisto seria em seu entender um elemento e sendo o calor um
composto de flogisto e ar de fogo.
Priesley (1733-1804) também descobriu o oxigénio, a partir
da «cal mercurial» (óxido veremlho de mercúrio, que se decompõe com facilidade
por acção do calor) chamando-lhe «ar desflogisticado», chamando «ar
flogisticado» ao azoto, que era incapaz de alimentar combustões. Segundo ele o
ar que nos rodeia , suportando todas as combustões, está parcialmente saturado
de flogisto que nelas se desprende. Se o «ar» (ainda era comum, no século
XVIII, o emprego do termo »ar» para designar os gases, muito embora o vocábulo
«gás» já tivesse sido criado pelo notável alquimista flamengo Johan Helmond
(1577-1644) que se liberta da decomposição da cal mercurial permite combustões
tão vivas, é porque está isento de flogisto.
Na história da química ficou memorável um encontro em que
Priesley comunicou a Lavoisier (1743-1794) o que apurou em relação ao novo gás
e daqui partiu o grande químico para arquitectar a teoria da combustão.
Lavoisier, cujo espírito era adverso à teoria do flogisto e
se encontrava na atitude de partir do nada para seguir o caminho da
experimentação sistemática, apoiada pela medida, retomou a experiência de
Priesley com a cal mercurial e conseguiu finalmente explicar os fenómenos da
combustão e da oxidação, e com isso, dar a primeira interpretação rigorosamente
científica de fenómenos químicos.
O uso sistemático da balança deu aos trabalhos de Lavoisier
a segurança e o rigor que os seus predecessores nunca conheceram porque estavam
fechados em cojecturas e antigos preconceitos herdados da Alquimia.
Lavoisier é considerado assim, o fundador da Ciência
Química.
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