O Rei Está Nu: o Processo do Conhecimento - método científico (54)

Artigo 118, publicado no Correio da Serra, Santo Antonio do Pinhal, SP, edição de Mar 2016

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A descoberta dos isômeros por Wöhler e Liebig havia fornecido uma pista valiosa para a Química e a Física do início do século 19.

A revelação de que os mesmos elementos, nas mesmas quantidades, poderiam dar origem a substâncias muito diferentes atraía as pesquisas na direção de se saber como as partículas destes elementos ligavam-se entre si para formar compostos.  Ou seja, buscava-se compreender a estrutura das moléculas e dos átomos.

Havia um fato antecedente que intrigava a todos.

Em 1796, Smithson Tennant (1761-1815, inglês), médico e químico, ao investigar a composição de diamantes, realizou um experimento usual, embora o objeto não o fosse: ele queimou uma amostra de diamante para observar o resultado, aquecendo-a com uma lupa e luz solar até vê-la lentamente desaparecer. 

Tendo coletado o gás produzido, verificou que este era semelhante ao conhecido “ar fixo” (gás carbônico ou dióxido de carbono) oriundo da queima de carvão ou de grafita, um mineral de carbono.

Tennant suspeitou que fossem formados pelo mesmo componente, sendo então quimicamente idênticos, já que quantidades iguais de carvão e diamante produziam a mesma quantidade de “ar fixo”.  Sabendo que havia trabalhado apenas com diamante e oxigênio, concluiu que, para ter obtido “ar fixo”, o diamante deveria ser constituído de carbono.

Tennant, que viria a descobrir o irídio e o ósmio em 1803, nesse final do século 18 ainda desconhecia que os elementos são compostos por átomos.

O dilema decorrente era óbvio: como poderia o mesmo carbono compor a grafita (uma das substâncias mais leves conhecidas) e o diamante (a mais dura de todas)?

O caso dos isômeros, descobertos por Liebig e Wöhler quase 30 anos depois, era muito parecido; e o desafio do carbono aguardaria por cerca de 60 anos até que o escocês Archibald Scott Couper (1831-1892) e o alemão August Kekulé (1829-1896), químicos, por caminhos independentes o enfrentassem.

Em 1856 Scott Couper foi trabalhar no laboratório de Charles Adolphe Wurtz (1817-1884, francês), químico famoso, em Paris.  Estava profundamente interessado pela pesquisa de como os átomos de carbono combinavam-se com os outros, logo passando a investigar sua hipótese de ligações entre átomos.

Em sua proposta de trabalho, Couper criou um revolucionário esboço de fórmula estrutural ao representar as ligações dos átomos de carbono por meio de linhas e traços, redigindo afinal sua tese básica em junho de 1858.

Ele havia percebido que o carbono não apresenta apenas uma única ligação possível, mas sim quatro, e que isto poderia trazer à luz algumas explicações: o carbono seria capaz de se unir com forças diferentes a outros átomos, entre eles iguais átomos de carbono, dando origem a duas formas tão extremas como o diamante e a grafita.

No diamante, as quatro ligações seriam realizadas em três dimensões, o que lhe daria a estrutura cristalina e a dureza; e na grafita haveria apenas três ligações num único plano, tornando-as mais fracas e o material mais leve.

Era uma solução brilhante, pois destas quatro ligações (o termo depois adotado foi “valências”) possíveis do carbono decorriam propriedades raras e extraordinárias: ele podia combinar-se com muitos outros tipos de átomos, trazendo consequências essenciais como a formação de anéis, longas cadeias e outras estruturas que propiciavam enorme diversidade de combinações tanto no mundo mineral como no animado.

Couper, como de praxe, encaminhou seu trabalho ao chefe Wurtz, para que este o aprovasse e enviasse para publicação.

Entretanto, numa pesquisa independente à de Sccott Couper, August Kekulé havia chegado a uma ideia semelhante, tendo mesmo sugerido a tetravalência do carbono já no final de 1857.

Kekuké apressou-se em publicar suas ideias, em maio de 1858, enquanto que Couper aguardava que Wurtz encaminhasse seu trabalho.  Wurtz, porém, contrário à tese, retardava o envio.

É de se notar que o trabalho de Couper era mais completo que o de Kekulé e sua proposta de fórmula molecular estrutural foi a primeira, sendo adotada a partir de então.

Seu trabalho resultou publicado, enfim, mas depois do de Kekulé; e como em ciência num mundo competitivo não há prêmio para o segundo lugar, quem recebeu as honrarias foi o alemão.

Como já vimos (v. O Processo do Conhecimento, Mar 2014), um perfeito contra-exemplo do que então acontecia entre Charles Darwin e Alfred Wallace.

Revoltado com Wurtz, Sccott Couper acabou expulso do laboratório.  Mesmo convidado para a Universidade de Edimburgo, na Escócia, em um ano entrou em depressão e teve um colapso nervoso, jamais superando o episódio e afinal desaparecendo do mundo, tanto da Química como do real, passando seus últimos 30 anos aos cuidados da família.

Com a revelação dos segredos do carbono, um novo mundo de oportunidades surgiu: há hoje mais compostos de carbono conhecidos do que de qualquer outro elemento, pois o fato de saber como ele poderia ligar-se permitiu a criação de compostos planejados e uma indústria muito lucrativa, a da química industrial moderna.

Baquelita, plásticos, náilon etc foram produtos criados por esta manipulação química e conceitual com que o capitalismo da Revolução Industrial começou a moldar, para o bem e para o mal, uma forma de civilização.

Berzelius cunhou o termo alotropia (do grego “allotropia”, que é “variação, variabilidade”) para definir a capacidade de alguns elementos darem origem a substâncias diferentes, como diamante, grafita e carvão, para o carbono (C), ou os gases oxigênio e ozônio, para o oxigênio (O).

Sabemos hoje que, dos 92 elementos naturais, apenas 22 são essenciais à formação dos seres vivos; e só 16 deles são encontrados em todas as espécies vivas.  O carbono é essencial em todas as formas de vida encontradas e foi originalmente formado no interior de estrelas que morriam, como a que deu origem ao nosso sistema solar, o que nos revela que somos todos feitos de uma muito antiga poeira estelar.

A esta altura, meados do século 19, cerca de 60 elementos eram já conhecidos, com suas propriedades e múltiplas aplicações amplamente divulgadas, ao lado de muitas dúvidas e indagações.

A paisagem química ampliava-se; porém, ainda carecia de uma explicação lógica profunda, cada vez mais premente .