O MUNDO MARAVILHOSO DA QUÍMICA

O MUNDO MARAVILHOSO DA QUÍMICA

O MUNDO MARAVILHOSO DA QUÍMICA

Henry Thomas

O mistério dos elementos

CONTEMPLAI as numerosas coisas que nos cercam, madeira, ferro, cobre, aço, vidro, porcelana, areia, ar, vapor, água, e assim por diante. Ora, quantas coisas diferentes supondes que existem? Inúmeras, sem dúvida. Mas quantas coisas elementáis diferentes existem no mundo?

Uma das mais notáveis realizações da ciência foi ter provado que todos os ilimitados objetos deste mundo podem ser formados justamente de 92 elementos, nem mais nem menos. Há apenas 92 materiais de construção na natureza e com estas substâncias elementáis tudo pode ser construído desde o menor grão de areia à mais gigantesca das estrelas.

Alguns destes materiais elementares de construção todos nós conhecemos. O oxigênio e o azoto constituem a maior parte do ar que respiramos. Reconhecemos o clarão vermelho do neônio e o cintilar azulino dos traços de mercúrio. Lembramo-nos de que o hidrogênio e o hélio são empregados para encher os Zepelins; o ferro, o enxofre e o cromo são-nos bastante familiares. Mas alguns dos outros elementos químicos, como o rubídio, o háfnio, o praseodímio e o actinio, para só mencionar alguns, são um pouco mais estranhos à nossa experiência comum.

À história da descoberta dos elementos é uma das mais fascinantes sagas do mundo. Mesmo no tempo de Aristóteles, a hipótese de que todas as coisas se originavam de um comparativamente pequeno número de elementos já ia bem adiantada. Mas somente quase dois mil anos mais tarde é que este fato foi estabelecido como uma definitiva lei da natureza. E então começou a lenta pesquisa para isolar todos os elementos. A princípio, seu número era desconhecido. O químico russo, Mendeléeff foi dos primeiros a indicar que seu número deveria parar em 92 e isso muito antes que os atuais 92 tivessem sido estabelecidos! Mesmo nos dias de hoje, dois destes elementos químicos estão perdidos: ninguém conseguiu isolar ainda os elementos número 85 e 87.

Como é que com apenas 92 elementos, ou materiais de construção, podemos ter a complexidade de materiais de que hoje gozamos, para não falar dos novos objetos que estão sendo descobertos ou criados quase que de hora em hora? Esta infinita variedade de substâncias é devida à espantosa facilidade com que a natureza permitiu que se combinassem em inumeráveis formas de 92 elementos. Um elemento é, por definição, uma substância formada de um simples constituinte. Pouquíssimas coisas materiais no mundo são constituídas dum simples elemento. A maior parte das substâncias que conhecemos é composta duma combinação de elementos. A água, por exemplo, é uma combinação de hidrogênio e oxigênio. O aço é composto em grande escala de ferro, com o acréscimo de pequenos traços de carvão e silício. O vidro é um compqsto de silício e oxigênio.

Importante e interessante fato a notar é o seguinte: que a mesma combinação de elementos formará diferentes coisas em diferentes proporções. Assim, o carbono, o hidrogênio e o oxigênio, em determinada proporção, combinam-se para formar a aspirina; mas o carbono, o hidrogênio e o oxigênio podem também combinar-se em diferentes proporções para formar o éter, o álcool, a gasolina, o açúcar e um rol de outras substâncias. E todas essas substâncias podem ser reduzidas, por meios adequados a seus fatores elementares.

A própria química é a ciência de construir ou de alterar a matéria, com o auxílio desses pequenos materiais de construção. Férteis têm sido nossas realizações neste campo, porque, ajuntando levemente aqui ou subtraindo ali, podemos combinar velhos elementos em novos e admiráveis objetos. A maravilha que tudo isso representa pode ser avaliada pelo cabedal de novas substâncias utilizadas hoje em dia. Seda artificial, borracha artificial, celofane, celulóide, diamantes artificiais, novos materiais para cerâmica, asbestos, TNT (trinitrotoluol), eis aí pouquíssimas das realizações da arte extraordinária da química, na fabricação de novos artigos tirados dos velhos, tudo feito com o auxílio precisamente daquelas 92 substâncias, as 92 notas da escala química, na poderosa Sinfonia da Criação.

Heróis famosos da química

ANTES da alvorada dos tempos históricos, a química já havia lançado as bases de sua carreira romântica. Perderam-se no tempo os nomes dos que, por primeiro, perceberam que as uvas podem ser fermentadas para formar o vinho e o vinagre, que a argila pode formar tijolos e que o claro vidro pode provir da areia. Para as pessoas que viveram nos primórdios do mundo, estas transformações devem ter parecido verdadeiros milagres, e os químicos olhados como estranhos mágicos. Mas só quando a história atingiu o passo acelerado dos séculos XVI e XVII foi que a magia da química se desenvolveu em ciência da química. Porque somente então começaram os homens a propor teorias e experiências, para provar o valor destas teorias. Desde, então, a lista de honra, da química está cheia dos nomes dos titãs cujo engenho, perseverança e puro brilho tornaram possíveis os extraordinários desenvolvimentos de, hoje. Desta lista poderemos escolher alguns nomes representativos.

Entre os antigos químicos, ergue-se o nome de João Rodolfo Gláuber (1604-1668). Gláuber, há de convir-se, foi na realidade um alquimista, mas um alquimista do mais elevado tipo. Era um observador perspicaz e um pensador cuidadoso, que garantiu a sua subsistência com a venda de medicamentos secretos. Seu nome e,stá perpetuado no Sal de Gláuber, nome pelo qual é ainda hoje co-nhecido o sulfato de sódio cristalino.

Em 1774, Priestley isolou o oxigênio pelo simples expediente de queimar todas as substâncias que podia encontrar e recolher o gás que se escapava. Logo depois observou que esse novo gás enferrujava o ferro e assim veio a estabelecer que o oxigênio faz parte do ar que respiramos. Em 1777, Lavoisier descobriu que esse mesmo oxigênio era necessário para a combustão. Sem oxigênio, ensinava êle, nada pode queimar-se.

Dalton, em 1808, foi o primeiro a reconhecer que cada elemento é composto de grande número de partículas, excessivamente minúsculas, porém iguais; deu a cada uma dessas partículas o nome de átomo. Desta forma surgiu a imensamente útil teoria atômica, de tão largo alcance. Os antigos gregos tinham imaginado essa teoria, mas foi Dalton o primeiro a assentá-la em bases científicas.

Sir Humphrey Davy tinha apenas a idade de vinte e dois anos, quando assumiu as funções de lente do Real Instituto de Londres, em fins do século XIX. Ali, fez as maravilhosas descobertas que o elevaram ao posto dos mais importantes heróis da química. Descobriu os metais potássio e sódio e, muito fez para estabelecer suas propriedades. Mas talvez sua maior descoberta tenha sido seu aluno, Miguel Faraday, que chegou a rivalizar com seu mestre.

Berzelius, o rapaz sueco, a cujo intelecto os professores deram pouca estimação, viveu para ser o primeiro organizador de uma ciência de crescimento já dificilmente controlada. Sua determinação do peso atômico dos corpos simples (1826) necessita apenas de pequena revisão, mesmo com os ultra-aperfeiçoados aparelhos de hoje, verdadeiro tributo ao seu esmerado labor.

Temos de renunciar ao exame de Liebig, que aperfeiçoou os métodos de análise orgânica; de Lotário Meyer e Mendeléeff, que descoDriram a grande lei da periodicidade dos elementos; de Luiz Pasteur, cujo grande trabalho sobre a fermentação e a "pasteurização” conduziu-o à sua vitoriosa campanha contra as moléstias contagiosas; de Ramsay, que descobriu os gases raros, neônio, criptônio e xenônio; da grande contribuição dos trabalhos teoréticos de Clausius, Kohlrausch, Raoult, Arrhenius e Ostwald. Todos esses importantes homens de ciência mereceriam capítulos inteiros, tão amplas foram as ramificações de seus trabalhos. Mas saltemos até uma descoberta mais recente, talvez a maior de todas elas.

A senhora Sklodowska Curie empreendeu, em fins do século XIX, o exame da estranha atividade do mineral, pitchblenda (cujo principal componente é o urânio). Este mineral tinha mostrado um notável e embaraçante efeito sobre placas fotográficas, usadas para Raios X. A senhora Curie utilizou várias toneladas de pitchblenda e dessa massa extraiu uma pequeníssima quantidade do ativo material. Essa pequeníssima quantidade foi de novo manipulada e restou ainda menos de substância ativa. Finalmente extraiu uma minúscula quantidade dessa matéria que dava a essa pitchblenda sua tremenda atividade, e a esse extrato denominou ela rádio. Com a descoberta do rádio, o novo e emocionante capítulo começou no eterno esforço do Homem para vencer a doença. Muitos doentes de cancro devem a vida à maravilhosa descoberta da senhora Curie.

Estupendas utilizações da química

AS modernas aplicações da química têm transformado nossa vida cotidiana numa verdadeira história miraculosa de fadas. Com a sua proveta como varinha de condão, o mágico do laboratório está constantemente criando novos corpos, novos processos, novos caminhos e meios de tornar a vida mais rica e mais feliz para todos nós. Graças grandemente às estupendas utilizações da química, o trabalhador de hoje goza de comodidades que eram desconhecidas dos reis da Idade-Média.

Consideremos a invenção do rayon (seda artificial). Durante quarenta anos o laboratório competiu com o bicho da seda e, vede! milhões de mulheres de modesta condição podem agora gozar do luxo de trajes macios e sedosos. Hoje em dia há quatro libras de rayon para uma libra de seda, sendo suficiente a produção anual para prover cada homem, mulher e criança com três libras. O rayon é usado não só na indústria de tecidos, mas na manufatura de artigos muito diversos entre si, como fitas de máquinas de escrever e forros de pneumáticos de automóveis. Interessante fato: a seda artificial pode ser fiada dois terços mais fina que a seda. É, portanto, a mais fina fibra jamais fiada.

Vejamos agora os vários usos da nova resina sintética, chamada bakelite. Essa resina plástica tornou possível o rápido progresso do moderno desenvolvimento da indústria têxtil, papel, petróleo, vidro, adesivos e fotografia. Na verdade, sem as pesquisas dos químicos, a fotografia nunca poderia ter nascido.

Na Suécia, os químicos produziram o chamado "fósforo de repetição". Podeis acender esse fósforo, apagá-lo e depois acendê-lo uma segunda vez. Não podem mais dizer da vida de um homem que "se apagou como um fósforo". Porque o último tipo de fósforo, mesmo que tenha sido apagado, pode voltar à vida de novo. Será isso, talvez outra das muitas alusões da natureza à perpetuidade da vida?

Os químicos deram-nos aço que não enfurruja; jóias sintéticas que resplendem quase como os diamantes genuínos; ligas de alumínio cuja resistência e cuja leveza estimularam o aeroplano a novas e estupendas façanhas de força e velocidade; uma segunda pele, chamada collodion para pensar chagas; uma imitação de couro, feita de co-lódio, tinta e lona; ácido salicílico para tratar reumatismo; e sulfonal e veronal para trazer um delicioso sono aos nervos cansados e doloridos. Novos óculos, perfumes e aromas estão constantemente saindo do cadinho do mágico, no laboratório químico. Quase que diariamente um novo mundo estranho se abre diante de nós, um mundo de milagres que, graças à lida perseverante dos químicos, podemos não somente admirar, mas fazer mesmo nosso.

Curiosidades da alquimia

NAS lóbregas sombras produzidas pela vermelhidão mortiça de uma fornalha aberta, sobre um soalho coberto de estranhos sinais cabalísticos, cercado de cadinhos, retortas e vasilhas de barro, via-se o alquimista de outrora. Misticismo e feitiço eram a própria essência do ambiente, enquanto o sábio barbudo prosseguia na sua misteriosa tarefa.

A alquimia é mãe da química, mas nunca uma filha foi tão diferente de sua mãe. A alquimia floresceu na Europa, do século XII ao século XV, como um rebento da antiga astrologia, curvado ao peso de seus ritos mágicos

e de suas crenças espiritualistas. Suas aspirações eram, pura e simplesmente, transmudar os metais preciosos, o ouro e a prata (a platina ainda não fora descoberta). Essa transmutação requeria para seu êxito a quimérica Pedra Filosofal, cuja procura constituía o suporte de todos os esforços dos alquimistas. Essa mística Pedra Filosofal era, para citar uma definição medieval, nada menos do que "a panaceia para todos os metais imperfeitos, que fixa o que é volátil, purifica aquilo que tenham de impuro e dá uma côr e brilho mais reluzentes que a Natureza". De-certo, o mais valioso dos bens!

Mas os alquimistas não devem ser mui apressadamente condenados. E’ verdade, sem dúvida, que havia entre eles muito charlatão. Um deles, o famoso, ou antes, o infame Cagliostro apropriou-se de muitos milhares de contos de vários reis e príncipes, com a descabelada promessa de que fabricaria para eles infinita quantidade de ouro. Mas devemos recordar que havia também, entre os alquimistas, numerosos homens cujo caráter e cujo saber científico estavam acima de censura.

O maior erro dos alquimistas foi tentarem ser práticos mais do que científicos. Gastaram seu tempo "fabricando" ouro, afim de tornar os homens ricos e procurando o elixir de longa vida para torná-los imortais. Nessas buscas não tiveram êxito. "Mas fizeram outras e inesperadas descobertas na sua doida procura do impossível. Aos alquimistas devemos muitos dos nossos conhecimentos a respeito de tintas, venenos e vidros. Aos alquimistas devemos a tardia invenção das lunetas. E assim, muito embora não fossem capazes de dar ao homem mais longa vida, conseguiram dotá-lo de uma vista melhor.

A pseudociência da alquimia recebeu seu golpe de morte na primeira parte do século XVI, quando Paracelso (1493-1541), químico suíço, deu novo impulso à verdadeira ciência química, com as famosas palavras: "O uso da química não é fabricar ouro, mas preparar remédios".

E assim morreu a alquimia e nasceu a química.

Bastante curioso é ver que nos últimos anos, têm sido feitas varias tentativas para ressuscitar a finada pseudo-ciência da alquimia. Muitos homens se deixam ainda enlouquecer pelo mágico chamariz de "estupendos inventos e processos secretos". Não se curaram ainda de seus sonhos pueris de tirar alguma coisa do nada. Ai por 1896, um químico de Nova York, o dr. Stephen H. Emmens, alegou haver descoberto um processo químico de converter a prata em ouro. A história causou algum reboliço nos jornais, e um sindicato logo se formou para explorar esse recém-descoberto segredo de riqueza. E’ inútil acrescentar, que o processo não sobreviveu à prova de uma franca observação e o "furor" rapidamente esfriou depois dos clássicos sete dias de maravilha.

Não deixaremos contudo de, honestamente mencionar que, em 1923, a senhora Curie-Joliot, na França e Fermi, na Itália, chegaram a descobrir um processo, a radioatividade, por meio do qual um corpo simples pode ser transmudado em outro. E dessa forma, as curiosidades da alquimia se tornaram as realidades da química. As maravilhas da redioatividade poderão mui provavelmente abrir novo capítulo na espantosa história da ciência moderna.

Novos explosivos mortíferos

O QUE é um explosivo? Para ser classificada como explosiva, uma substância deve mudar quimicamente e com grande rapidez do seu estado natural ao de um grande volume de gás, acompanhado duma tremenda quantidade de calor. Fixai particularmente as palavras grande rapidez e grande volume de gás, porque nestas palavras jaz o imenso poder despedaçante dos altos explosivos.

Se o gás se desprende lentamente, ou em pequeno volume, não haverá explosão. E’ bem sabido que quanto mais comprimido está um gás, tanto maior é a sua resistência à compressão. O efeito, pois, de produzir imenso volume de gás num limitado espaço duma bomba de bolso ou de uma granada, é catastrófico, porque o gás rebentará em estilhas todos os invólucros num ingente esforço para escapar-se.

Talvez seja a dinamite o explosivo mais largamente empregado, utilizada que é em vários fins industriais, tais como o rebentamento de minas, estradas e rochedos. Na guerra, tem causado a morte de milhões de homens. O mais estranho é que essa destrutiva arma de guerra foi descoberta em 1867, por um amante da paz, o químico sueco, Alfredo Nobel. A dinamite consiste numa mistura de terra comum ou de serragem, com nitroglicerina. Interessante de notar é que a nitroglicerina é utilizada, em doses mínimas, para o tratamento das tosses asmáticas. O caso é que se cura uma explosão (a tosse) com um explosivo.

Outro dos grandes explosivos é uma mistura de nitroglicerina com tetranitrodiglicerina. Tão instável é essa mortífera substância que uma simples pancada basta para provocar uma violenta explosão. De fato, é proibido transportar nitroglicerina liquida num veículo comum, nos Estados-Unidos, e sua aplicação é limitada quase que exclusivamente à perfuração dos poços de petróleo.

Na lista dos explosivos mortíferos conta-se ainda o trinitrotoluol, ou T N T, expressão tornada familiar pela Grande Guerra, na qual uma mistura de T N T e amatol era usada para encher granadas, torpedos, bombas e cartuchos. Essa mistura substitue o algodão-pólvora, porque é de manejo razoavelmente seguro. Mas uma vez a bomba ou granada golpeada, a destruição de vidas e propriedades que produzia era aterradora.

São estes os principais altos explosivos, embora muitos outros produtos químicos possuam propriedades explosivas. Que mortais explosivos conserva a ciência em depósito para nós, na eventualidade duma nova guerra? E’ impossível responder a tal pergunta. Todas as grandes potências possuem laboratórios nos quais os químicos estão trabalhando febrilmente para produzir novos e mais terríficos explosivos; e cada país guarda ciumentamente seus segredos. Não é errôneo supor que, atualmente, deve haver à disposição grande número de novos explosivos desconhecidos, comparados com os quais nossos mais modernos explosivos mortíferos são um simples punhado de foguetes de São João.

A química — senhora e escrava do homem

A QUÍMICA é a senhora do homem. Do berço ao túmulo, é o homem completamente governado por suas ações e reações químicas. Na verdade, todo o crescimento do ser humano, tanto físico como mental, é largamente uma questão de transformação química. Muitas dessas transformações químicas ainda não foram completamente entendidas. Mas alguns dos processos que se operam dentro de nós, têm sido pouco a pouco averiguados. E isso desvendou um fascinante campo de conhecimentos. Aprendemos, pelo estudo da química, que nosso corpo é um maravilhoso cadinho, muito mais maravilhoso que qualquer outro existente nos laboratórios. Todos os dias esse cadinho recebe certa quantidade de complexas substâncias químicas, na forma de alimento, e converte-as em outras complexas substâncias químicas, em forma de tecidos, ossos e sangue. A Grande Experimentadora, a Natureza, utiliza-se de nós como de simples porquinhos da índia, para o estudo da ação e reação química que chamamos Nascimento, Vida, Crescimento, Decadência e Morte. Nossos pensamentos, como nosso corpo, são escravos da química. Todas as nossas mensagens nervosas são fenômenos químicos ou eletroquímicos. Até mesmo o nosso pensamento é um misterioso processo ou ação química, que se localiza no cérebro. Em tudo quanto dizemos, pensamos ou fazemos, em todas as nossas idas e vindas, em todas as nossas orgulhosas atividades humanas e planos e esperanças e criações, estamos ligados pelas inexoráveis leis da química. A química, em resumo, é a senhora do homem.

Todavia, a química é também a escrava do homem, porque o homem descobriu muitos dos segredos da química e os submeteu ao seu uso. Por meio da química, o homem aprendeu a destruir seus semelhantes, mas também aprendeu a curá-los. Por meio da química, o homem descobriu o segredo de prolongar não somente sua própria vida, mas a vida dos animais e das plantas. Por meio da química, o industrial conseguiu transformar o sal comum em carbonato de sódio e o médico pôde combinar drogas venenosas para delas fazer remédios curativos. Por meio do submisso escravo da proveta, somos capazes de transformar polpa de madeira (e mais recentemente, talos de milho) em papel, a celulose em bolas de bilhar, beterrabas em açúcar, carvão em gás; e cálcio em acetilene, "a luz do futuro".

E assim a senhora do homem se tornou, por sua vez, a escrava do homem. E o processo está apenas em começo. Por meio da química, o homem aprendeu rapidamente a criar novas vidas vegetais. E agora mesmo está às voltas com o problema da criação de novas vidas animais. Não é, pois, desarrazoável esperar que, em não muito remoto futuro, os sábios obrigarão a química, a senhora e a escrava do homem, a revelar todo o segredo da própria vida.

 


Fonte: Maravilhas do Conhecimento Humano, 1949. Trad. e Adap.de Oscar Mendes.


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