O Rei Está Nu: o Processo do Conhecimento - método científico (50)

Artigo 114, publicado no Correio da Serra, Santo Antonio do Pinhal, SP, edição de Nov 2015

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Um ponto de concordância geral entre químicos e físicos no início do século 19 era a classificação primitiva das “substâncias simples” (elementos) em metais e não metais.

Ouro, prata, cobre, estanho e ferro eram metais conhecidos já em nossa Pré-História, muito antes da Antiguidade (que inicia o período histórico, há cerca de seis mil anos, quando a escrita se formalizou).

Registros fósseis e arqueológicos, reveladores de características exteriores da evolução humana, como o uso de materiais diversos e a criação de ferramentas, permitiram-nos datar alguns períodos chamados Idades, demarcações no tempo que não são absolutas, pois esta sucessão de Idades se deu de maneiras, e em datas, diferentes, a depender da região investigada.

Assim, de maneira geral, denominamos Idade da Pedra ao período iniciado há cerca de 2,5 milhões de anos pelo uso que fizemos de ferramentas de madeira, ossos e conchas e ainda de... rochas que reproduzissem as propriedades de corte destas conchas, como quartzo, quartzito, sílex, obsidiana (o geólogo não vai aqui entrar na natureza destes “derivados” da sílica, o óxido de silício).

A Idade da Pedra (“lithos”, em grego, é “pedra”), subdividida em Paleolítico (usos da pedra lascada e do fogo) e Neolítico (pedra polida e agricultura), se estendeu até o período genericamente denominado Idade dos Metais, quando surgiu uma metalurgia rudimentar.  A Idade dos Metais, por sua vez, é subdividida em Idade do Cobre (ou Calcolítico, que se iniciou em cerca de 6500 a.C.), Idade do Bronze (uso de liga de cobre e estanho, 3300 a.C.) e Idade do Ferro (1200 a.C.).

O uso dos metais, como se vê, mesmo sem nada conhecermos a respeito da natureza ou estrutura da matéria, fazia parte de nossas vidas há muito tempo; e assim se constituiu alvo do interesse dos alquimistas, os químicos primitivos e pioneiros, que se baseavam na tradição grega dos elementos básicos (terra, ar, fogo, água).  Um dos maiores interesses dos alquimistas era a criação da “pedra filosofal”, que para eles teria o poder místico de transformar metais quaisquer em ouro, assim como criar novos seres e ainda dar uma extensão indefinida à vida.

O alquimista Hennig Brand (1630-1710, alemão), na busca pela pedra filosofal, isolou em 1669 o primeiro não metal a partir da destilação da urina.  A substância recebeu o nome de “fósforo” por brilhar no escuro e entrar facilmente em combustão em contato com o ar (em grego, “phós” é “luz “e” phorós” é “portador”, donde “phósphóros” é “o que dá ou anuncia a luz”).

Ainda antes do final do século 17 havia já 14 “substâncias simples” conhecidas, entre elas os não metais fósforo, carbono, enxofre e arsênio, ao lado dos metais ouro, prata, cobre, estanho, ferro, zinco, mercúrio, chumbo, bismuto e antimônio.

 

Ao final do século 18, em 1789, ano da Revolução Francesa, Lavoisier, em um de seus últimos trabalhos, publicou em Traité Élémentaire de Chimie (Tratado Elementar de Química) uma lista com cerca de 30 “elementos ou substâncias simples estruturais da matéria”, acrescentando oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, cobalto, manganês, molibdênio, níquel, platina e tungstênio.  Sua lista procurava também organizá-los em grupos, um deles com radicais muriático, fluorídrico e boráxico (na verdade ácidos), outro com calcário, magnésia, barita, alumina e sílica (na verdade compostos de cálcio, magnésio, bário, alumínio e silício); e ainda os incompreendidos “elementos” luz e calor.

Já no século 19, como vimos, o trabalho de Berzelius, a exemplo de Lavoisier, revolucionou a Química.  Em 1818, Berzelius publicou sua lista com 49 elementos simples reconhecidos, em que acrescentava cálcio, magnésio, bário, alumínio e silício (enfim isolados), e ainda boro, cério, cromo, cloro, berílio, irídio, ósmio, paládio, potássio, ródio, sódio, estrôncio, telúrio, titânio, urânio, ítrio e zircônio. Sua lógica organizava estes elementos segundo seus pesos atômicos relativos ao do oxigênio, atribuindo a este o arbitrário peso 100.

Nesta época o capitalismo industrial europeu se firmava e a busca por metais era intensificada.  Um dos problemas enfrentados nas minas eram os seus “ares” (como eram chamados os gases), ora apagando as chamas das luzes, ora sufocando os mineiros ou explodindo sem aviso.

Outro problema era a ainda vigente ideia do flogisto, proposta por Johann Becher (1635-1682, alemão) para explicar o fogo, na tentativa de se evitar novos desastres, como o devastador incêndio de Londres em 1666.  Para ele, e isto foi dominante na Química por 150 anos, o flogisto era a causa do fogo e fazia parte da matéria, era uma substância inodora, incolor, insípida e leve, que queimava as coisas até reduzi-las à sua “verdadeira forma”; assim, uma árvore ardendo seria composta de cinzas, madeira e flogisto (“phlogistós” em grego é “inflamável”).

A experiência de Robert Boyle (1627-1691, irlandês), ao estudar o fósforo, misturando-o ao enxofre e produzindo combustão (o início da indústria do “fósforo”) em nada arranhou a ideia do flogisto, mesmo sendo Boyle, ao contrário da maioria dos alquimistas, um divulgador de conhecimentos, tendo iniciado a distinção entre alquimia e química por meio de uma abordagem mais científica.

Tão arraigada era a ideia, que fez com que Henry Cavendish (1731-1810, inglês), em experiências com gases (zinco em ácido), ao descobrir “um novo tipo de ar, inflamável”, acreditasse ser este o flogisto.  Chegando a calcular este “novo ar” como 11 vezes mais leve que o ar comum, Cavendish não percebeu que descobrira o primeiro elemento na forma de gás, o hidrogênio, o elemento mais abundante no Universo, embora tenha notado que, toda vez que incendiava o gás, algumas gotículas (de água) se formavam.

Fato semelhante produziu-se nas pesquisas de Joseph Priestley (1733-1804, inglês).  Vivendo próximo a uma cervejaria, gostava de observar a produção de gases no processo de fermentação, a que chamava gases de cervejaria” ou “ar fixo” (este o nome dado pelo escocês Joseph Black em 1754).  Na metade do século 18 havia três tipos conhecidos de “ares”: o “ar comum”, que respiramos, o “ar inflamável” (hidrogênio) e o “ar fixo”, hoje conhecido como dióxido de carbono.  Priestley notou que o “ar fixo”, mais pesado que o ar comum, podia apagar uma chama; misturando-o à água, criou a primeira bebida efervescente.

Em 1774 realizou uma experiência com cal de mercúrio (óxido de onde se extraía o mercúrio, um metal líquido na temperatura ambiente), que viria a ser uma das mais importantes da Química: ao aquecer o pó, capturou o gás produzido e, ao nele inserir uma chama, viu que ela se intensificava; ao inserir um graveto recém-apagado, a chama ressurgia.

Por acreditar no flogisto, Priestley pensou que o graveto o havia introduzido no “novo ar”, voltando então a queimar; concluiu que seu “novo ar” não possuía flogisto, sendo então “ar deflogisticado”.

Observando o efeito do novo gás em ratos e em si mesmo, “sentindo o peito leve e fácil após algum tempo”, concluiu que “o novo ar puro poderia tornar-se um artigo de luxo”.  Não percebeu que havia descoberto o oxigênio, o terceiro elemento mais abundante no Universo e que compõe mais da metade do peso do corpo humano; e 21% do ar que respiramos.

A ideia do flogisto, como um grilhão, atrasaria a Química por bem mais de um século.