Tudo Se Transforma #9: História da Química - Alquimia

A Popularidade Negativa da Química

 

Dentre todas as ciências consolidadas, talvez a química seja a mais recente delas. Houve uma época na história humana em que todos os fenômenos naturais eram estudados em conjunto, ou seja, um cientista estudaria desde a constituição do solo, passando pelo interior de um organismo vivo, e abordaria conceitos que chegariam nas estrelas. Com o avanço da ciência e a descoberta de um número cada vez maior de observações, houve a necessidade de as ciências se separarem, para que melhor se pudesse buscar respostas ao que se observa. Assim, surgiu a física (que estuda as leis naturais e do movimento), a biologia (que estuda os seres vivo de todas as espécies), a geologia (que estuda o planeta Terra e a suas características), a química (que estuda a matéria e as suas interações).

Pode-se dizer que a ciência precursora de todas as outras foi a filosofia, surgida na Grécia antiga há aproximadamente 2.500 anos. Até então, um recurso frequentemente utilizado na explicação dos eventos observados era a vontade divina, e raramente alguma coisa era questionada a respeito do que estava envolvido em suas observações.

A química hoje pode ser definida como a ciência que estuda a matéria e a forma pela qual esta matéria interage. Assim, tudo aquilo que está ao nosso redor, e é feito por matéria, é estudado na química. Como exemplo estão os nossos medicamentos, os nossos produtos de higiene e limpeza, a água que consumimos, as partes internas e externas do nosso próprio corpo, os alimentos, industrializados ou não, que consumimos diariamente, os meios de produção, transporte e consumo, entre outros.

A química, entretanto, ainda hoje é vista por muitos apenas por seu lado prejudicial ao homem e à natureza, pois foi dessa forma que ela se desenvolveu a partir do começo do século XX e, de uma certa forma, se tornou popular. Isso ocorreu principalmente no desenvolvimento de armamentos e nas bombas atômicas lançadas sobre o Japão durante a 2ª guerra mundial. Costuma-se então dizer que a química adquiriu um popularidade negativa.

A investigação sistemática que teria firmado as raízes da ciência química ocorreu na Idade Média, pela alquimia. Houve um período da história das ciências, ou do que viria a ser consolidado como ciência, em que o homem possuía apenas dois objetivos: descobrir uma fórmula mágica que serviria para transmutar metais em ouro, o que era chamado de pedra filosofal, e a descoberta de uma poção mágica que daria vida eterna a quem a ingerisse, o que era conhecido como elixir da longa vida.

Esses dois objetivos dos alquimistas não foram alcançados, mas toda a pesquisa envolvida na sua busca mostrou muitos processos envolvidos até hoje na química fina, como a instrumentação de um laboratório, as separações de misturas e a purificação de numerosas substancias.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/a-popularidade-negativa-da-quimica/

Chumbo

 

Os alquimistas medievais acreditavam que o chumbo era o mais antigo dos metais e o associavam ao planeta Saturno: saturnismo, ainda hoje, é o envenenamento por inalação ou ingestão de sais de chumbo.

Chumbo é um elemento químico do grupo dos metais. Maleável e resistente, é mau condutor de eletricidade. Seu número atômico é 82 e o símbolo químico é Pb, derivado do latim plumbum. Tem uma vasta gama de aplicações e é um dos metais mais utilizados no mundo.

O uso do chumbo remonta a 5000 a.C., com os egípcios, que o utilizavam para a cunhagem de moedas e fabricação de cosméticos. Os jardins suspensos da Babilônia, construídos em 600 a.C., tinham calhas de chumbo para manter a umidade. Os gregos exploraram as jazidas de chumbo de Laurium no quinto século a.C., e os romanos fabricaram canos de chumbo no século III a.C. Na Idade Média, usou-se chumbo para armar os vitrais das igrejas, e em calhas, escoadouros, encanamentos  e nos tetos das catedrais, mosteiros e castelos. O chumbo foi também usado na guerra, graças ao baixo ponto de fusão, para lançá-lo derretido sobre os invasores, e à densidade, para fabricação de balas de canhão e outros projéteis.

A produção de chumbo acentuou-se no século XIX, quando aumentaram suas aplicações industriais. Metais leves e resistentes, como o titânio, vieram substituí-lo, com a conseqüente queda no volume de produção. Entre os compostos de chumbo destaca-se o mínio, empregado como protetor do ferro contra corrosão. O chumbo é empregado como protetor de tubulações e cabos subterrâneos condutores de eletricidade. Não deve entretanto ser empregado para conduzir água. Por absorver radiações de ondas curtas, é usado como protetor de reatores nucleares, aceleradores de partículas e equipamentos de raios X e transporte e armazenagem de material radioativo.

Numerosos sais de chumbo têm as mais diversas aplicações: o amarelo e o vermelho de cromo como corantes e pigmentos; o monóxido de chumbo, ou litargírio, na fabricação do vidro, na vulcanização da borracha, e como componente de esmaltes vítreos; o dióxido de chumbo nas placas positivas de baterias elétricas; o carbonato de chumbo fornece o alvaiade.

Obtenção e produção
 

A principal fonte de chumbo é a galena, cuja mineração visa também o aproveitamento de outros metais a ela associados, como prata, ouro, zinco, cádmio, bismuto, arsênio e antimônio. Como os minérios de chumbo - galena, cerusita e anglesita - são de composição extremamente variável, existem diversas técnicas de mineração. A galena, que normalmente contém 86,6% de chumbo, está sempre misturada a outros metais.

O minério é preparado por ustulação (aquecimento do ar), para separação do enxofre, quando o sulfeto de chumbo converte-se, pela volatilização do dióxido de enxofre, em óxido de chumbo. Pela fusão, o óxido de chumbo é reduzido em alto forno, ao qual se adicionam o coque, um fundente e o óxido de ferro. O produto obtido, chamado chumbo bruto, ou chumbo de obra, é separado dos demais elementos (mate e escória) por diferença de densidade dos produtos no cadinho. Em seguida, é submetido a refinação, para remoção das impurezas metálicas, por refinação eletrolítica ou por destilação. O chumbo obtido por esse processo pode apresentar teor de pureza de 99,999%.

A produção mundial de chumbo concentra-se nos Estados Unidos, Austrália, Canadá, Peru e México. Algumas jazidas do norte e sudoeste da África aumentaram muito sua produção no final do século XX. Quase todo o chumbo produzido é consumido pelos Estados Unidos e Europa. Tomando como base de cálculo a tonelagem de metal refinado, o chumbo ocupa o quinto lugar dentre os metais, depois do ferro, alumínio, cobre e zinco.

No Brasil, a produção iniciou-se na Bahia, ainda hoje o maior produtor do país, vindo em seguida São Paulo e Paraná. Os minérios de chumbo brasileiros, principalmente a galena, apresentam alto teor de prata (cerca de 2,5kg para uma tonelada de chumbo refinado). Ao final do século XX, estimava-se que a produção brasileira seria suficiente para atender à demanda interna.

Fonte:http://www.coladaweb.com/quimica/elementos-quimicos/chumbo

Gênios da Química #7: Heráclito

 

Heráclito de Éfeso (540 a.C. - 470 a.C), como o próprio nome indica, nasceu na cidade de Éfeso, mereceu lugar de destaque sendo considerado um dos filósofos mais fascinantes, apesar de suas idéias meio confusas, por isso recebeu o apelido de “O Obscuro”. Esse cientista transmitia seus ensinamentos em forma de jogos de palavras e charadas que levavam as pessoas a pensar, refletir.

Em razão da forma de expor suas idéias, Heráclito vem provocando debates acirrados há mais de vinte séculos. Os gregos e romanos já discutiam sobre ele, e mais tarde foi tema de debates entre cristãos e muçulmanos. Já na filosofia moderna e contemporânea sempre ressurge assuntos ligados a esse cientista.

O filósofo possuía um caráter altivo e melancólico, recusou-se a intervir na política, manifestou desprezo pelos antigos poetas, era contra os filósofos de sua época e até contra a religião.

Heráclito nomeou o princípio organizador que governa o mundo de “logos”, são dele as seguintes frases:

- "Da luta dos contrários é que nasce a harmonia.”

- “Tudo o que é fixo é ilusão.”

- “Não se pode entrar duas vezes no mesmo rio.”

- “Não escutem a mim e sim ao logos.”

- “Das coisas surge a unidade. E, da unidade, todas as coisas.”

Ele queria transmitir a idéia de que tudo que existe é uma manifestação da unidade da qual o homem faz parte. As transformações, segundo o filósofo, são conseqüências da tensão entre os opostos, da ação e reação. Segundo ele, o sol é novo a cada dia e o universo muda e se transforma infinitamente a cada instante. Para exemplificar, compare essa idéia com os símbolos taoístas de ying e yang:

                                             
                                   Os opostos se completam.

Como se vê, os opostos fazem parte de um único todo, esse símbolo representa a teoria descrita onde tudo está em um fluxo constante mantendo uma unidade absoluta através do “logos”. Esta teria sido a grande descoberta do cientista: existe uma harmonia oculta das forças opostas, como a do arco e fecha.
Heráclito recebeu o nome de filósofo do fogo, por que defendia a idéia de que o agente transformador é o fogo: ele purifica e faz parte do espírito dos homens. Esses conceitos inspiraram os primeiros cientistas que exploraram na prática a união do material e o imaterial através do fogo: os famosos Alquimistas.

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/heraclito-filosofo-fogo.htm

Alquimia

 

A palavra alquimia deriva do termo árabe al-khimia, que significa química. Esta ciência primitiva nasceu na Idade Média, defendia a crença de que há quatro elementos básicos (fogo, ar, terra e água) e três essenciais (sal, enxofre e mercúrio). Os seguidores desse princípio ficaram conhecidos como alquimistas.

Uma das ideias defendidas pelos alquimistas era a de que todos os metais evoluem até se tornarem ouro. Seria possível acelerar este processo em laboratório a partir de procedimentos químicos, como o aquecimento, por exemplo, e assim converter metais comuns em preciosos. A substância mágica que transmutaria metais era chamada de “pedra filosofal”.

A evolução da ciência mostrou que os alquimistas estavam errados quanto à obtenção de ouro. Mas não podemos desprezar o trabalho desses ancestrais, pois através de experimentos descobriram diversas substâncias e ainda colaboraram com a invenção de aparelhos instrumentais de laboratório, como, por exemplo, o banho-maria, ainda usado para aquecer misturas lentamente.

A imagem a seguir representa os conceitos da pedra filosofal.

 

 

A alquimia defendia a transmutação: transformar metais comuns (como a prata) em preciosos (como o ouro).
Outro objetivo dos alquimistas era criar um elixir, uma poção ou um metal capaz de curar todas as doenças e ainda proporcionar a imortalidade.

Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/alquimia.htm

Terras Raras

O composto de zinco é uma liga composta por zinco, um metal de transição e um elemento da família conhecida como terras raras. Daí sua fórmula genérica RT₂Zn₂₀, onde o R representa as terras raras e o T o metal de transição. O cristal da foto é o YFE₂Zn₂₀ - ítrio, ferro e zinco.

Ou seja, 85% do novo material é zinco. A variação dos outros dois elementos é o que dá aos cientistas a flexibilidade para criar elementos com propriedades inteiramente ajustáveis.

"Nós podemos fazer compostos com mais de 10 metais de transição e para cada um deles nós podemos incluir entre sete e 14 terras raras," explica Paul Canfield. "Então temos entre 70 e 140 compostos."

O YFE₂Zn₂₀, por exemplo, é mais ferromagnético do que o paládio, um metal muito utilizado em pesquisas que procuram entender melhor o magnetismo.

Alquimia do Zinco

Foi justamente isso o que conseguiram agora pesquisadores do Laboratório Ames, nos Estados Unidos. Deixando de lado os elementos puros, como chumbo e ouro, os cientistas descobriram uma nova família de compostos de zinco que podem ser "tunados", manipulados e configurados até adquirir as propriedades físicas e o comportamento de outros materiais.

No experimento, o zinco assumiu algumas características específicas de vários outros metais, incluindo o cobre e elementos mais exóticos, como o paládio. Mas foi possível ir mais longe, duplicando comportamentos magnéticos e eletrônicos de compostos que se tornam até mesmo supercondutores.

A versatilidade da nova família de compostos de zinco torna-a ideal para utilização na pesquisa básica de fundamentos da ciência até hoje pouco compreendidos pelos cientistas, como a origem do magnetismo.

Tal como no sonho dos alquimistas, a técnica parte de um material extremamente barato, gerando compostos que simulam outros muito mais caros.

Novidades

Os alquimistas tentaram por séculos transformar chumbo em ouro. Manipular um elemento até transformá-lo em outro logo tornou-se uma estória pitoresca. Menos crédulos, muitos físicos acreditam, entretanto, que seja possível ajustar as propriedades de um material, fazendo-o comportar-se como se fosse outro.

Série Mundos Invisíveis #3

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