ANTONIE LAVOISIER

Antoine Lavoisier

    Lavoisier nasceu a 26 de Agosto de 1743 em Paris e faleceu em 8 de Maio 1794, também em Paris. Teve uma excelente educação, era católico e formou-se em direito. Nunca chegou a ser um advogado, pois optou pela ciência.
    Fundador da química moderna, autor da conhecida Lei de Lavoisier, enunciada de forma simplificada: "Na natureza nada se perde, nada se cria; tudo se transforma".
    Nasce em Paris e estuda matemática, astronomia, química, física, botânica e geologia. Aos 23 anos é premiado pela Academia de Ciências da França por seu Relatório sobre o Melhor Sistema de Iluminação de Paris. Em 1768 ingressa na academia como coletor de impostos e inspetor-geral das pólvoras e salitres. Entre 1785 e 1787, participa da comissão de agricultura governamental. Apresenta no Tratado Elementar de Química (1789) os fundamentos da nova nomenclatura, criada com o químico Berthollet com base no conceito de elemento químico.
    É famosa sua lei da conservação das massas, a Lei de Lavoisier, acima citada. Com a Revolução Francesa, elege-se deputado suplente dos Estados Gerais. Em 1790 participa da comissão de estudos sobre o novo sistema de medidas e, no ano seguinte, torna-se secretário do Tesouro francês.
    Uma das principais características do trabalho de pesquisa de Lavoisier era a freqüente utilização da balança: ele pesava tudo, todo o tempo. Isso o levou à descoberta da importância fundamental da massa da matéria em estudos químicos. Ao concluir que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos de uma reação, o cientista estabeleceu a Lei de Conservação das Massas.
    Por volta de 1774, o químico francês realizava experiências sobre a combustão e a calcinação de substâncias. E observava que, dessas reações, sempre resultavam óxidos cujo peso era maior que o das substâncias originalmente usadas. Informado sobre as características do gás que ativava a queima de outras substâncias, passou a fazer experiências com o mesmo e acabou por deduzir que a combustão e a calcinação nada mais eram que o resultado da combinação do gás com as outras substâncias. E que o peso aumentado dos compostos resultantes correspondia ao peso da substância inicialmente empregada, mais o do gás a ela incorporado através da reação.
    É preso em 1793, no chamado Período do Terror, em que a Convenção persegue os coletores de impostos e fecha as academias de ciências, consideradas reacionárias. Condenado à morte na guilhotina, é executado no ano seguinte em Paris.

  Dessa constatação, Lavoisier extraiu o seu princípio, hoje muito conhecido: "Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma" e deu ao elemento o nome de oxigênio, ou seja, gerador de ácidos.
    O sentido mais comum de combustão é o da queima de uma substância com desenvolvimento de luz e calor. Antes de Lavoisier, a mais satisfatória explicação sobre a natureza dos fenômenos de combustão foi dada pela teoria do flogístico, estabelecida em 1697 pelo químico alemão Georg Ernst Stahl (1660-1734). Segundo essa teoria, toda substância combustível possuiria dentro de si um constituinte invisível chamado flogístico, capaz de se desprender com produção de luz e deixando como resíduo a cinza. Quanto menor a quantidade de cinza deixada pelo combustível, tanto maior seria seu teor do fantasmagórico flogístico.

Hidrogênio
    Conhecido desde o século XVI - era o "ar inflamável" obtido quando se jogava limalha de ferro sobre ácido sulfúrico - foi alvo de diversos estudos dos quais resultou seu nome. Em fins de 1700, o químico inglês Cavendish observou que da chama azul do gás pareciam se formar gotículas de água e Lavoisier, em 1783, se baseava nisso para sugerir o nome hidrogênio, do grego "gerador de água". Simplesmente, durante a combustão o hidrogênio se combina com oxigênio, dando água.

Nitrogênio
    Azoto quer dizer "sem vida". Este nome, sugerido por Lavoisier, designava um novo elemento, até então conhecido como "ar mefítico". O ar mefítico havia sido descoberto em 1722, quando Priestley, queimando corpos em vasos fechados, verificou que, exaurido o oxigênio do ar, restava ainda um gás inerte junto ao gás carbônico. O gás recém descoberto não ativava a combustão e não podia ser respirado; era, portanto, "alheio à vida".
    Como o azoto era componente dos nitratos, recebeu mais tarde o nome de nitrogênio (isto é, gerador de nitro). É um dos elementos mais difundidos, encontrado no ar em estado livre, na proporção de 78,03%, e combinado nos nitratos, como o salitre do Chile.

O ÁTOMO NAS SUAS APLICAÇÕES

     O século XX passará, certamente, à história como “o século do átomo”, porque, entre todas as grandes descobertas que espantaram a Humanidade, nos últimos sessenta anos, a utilização da energia atômica, primeiro para fins bélicos, e agora, como todos desejam, principalmente para fins pacíficos, é, certamente, em muito, a mais encantadora e a mais importante. Sim, encantadora, porque é realmente maravilhoso pensar que, da íntima estrutura do átomo, dessa pequeníssima partícula, que é para nós invisível, possa jorrar a mais forte energia que jamais foi concebida ao homem explorar. Como se gera, de que maneira e com que meios se pode utilizar essa energia? 

     Já sabemos que o átomo é um pequeno mundo em miniatura, constituído por um núcleo, carregado de eletricidade positiva, em torno do qual giram, como tantos minúsculos planetas em volta do sol, os elétrons, partículas infinitamente pequenas, carregadas de eletricidade negativa. O núcleo, por sua vez, é formado por um certo número de outras partículas, os prótons (com carga positiva) e os nêutrons que são, ao invés, privados de carga. Esta estrutura se repete em cada átomo de qualquer substância que existe no mundo: a única diferença é dada pelo número de elétrons que podem variar nas diversas substâncias. Há, depois, alguns corpos que apresentam uma particular característica, isto é, a de emitir radiações constituídas de partículas de natureza corpuscular (denominada “alfa” e “beta”) e de natureza eletromagnética (chamada “gama”). 

     São, estas, as substâncias radioativas, como o rádio e o urânio: suas radiações propagam-se no lado externo e vão ferir as substâncias adjacentes. Se, num ambiente adequado, servido-nos de uma destas substâncias radioativas, deixarmos cair as radiações emitidas sobre outra substância, acontecerá que essas radiações irão ferir os átomos que constituem a substância que expusemos aos raios: algumas delas passarão através do “enxame” dos elétrons em movimento, mas outras irão ferir o núcleo. Este, quando ferido por uma radiação, quebra-se, e produz, por sua vez, duas novas radiações, que se transmitem no espaço circunvizinho e podem ferir outros núcleos, abrindo-os e produzindo novas radiações. Este, multiplica-se de radiações com o quebrar dos núcleos atômicos, chama-se “reação em corrente”, e os aparelhos em que se faz processar a reação são denominados “reatores”. 

     Devemos ter presente que a reação em corrente se desenvolve com uma indescritível rapidez e, portanto, o número dos núcleos que se abrem aumenta com extrema velocidade, desdobrando-se continuamente. Desta série de cisões nucleares, surge o espantoso desenvolvimento de energia, que caracteriza as explosões atômicas, já que este trabalho das partículas nos átomos provoca um enorme calor. Caso se consiga controlar a reação em corrente, ao invés de deixá-la livre de desenvolver-se, como no caso da explosão atômica, a energia produzida pode ser eficazmente explorada para fins pacíficos. 

     Os reatores empregados para realizar a cisão nuclear para fins pacíficos podem ser de dois tipos: reatores geradores de energia e reatores de pesquisa. Nos primeiros, a energia calorífica produzida pela reação atômica é transformada em energia mecânica ou elétrica, por meio de turbinas e outros aparelhamentos semelhantes. Um reator deste tipo, por exemplo, é o que está instalado no submarino atômico americano “Nautilus”, tornado célebre por haver realizado a travessia por baixo das geleiras do Pólo Norte. 

     Reatores idênticos podem ser empregados para mover navios, trens e aeroplanos, e já são utilizados para a produção de energia elétrica. Os reatores de pesquisa, porém, não tem o objetivo de produzir energia, mas servem aos cientistas para estudar o comportamento das substâncias mais variadas, quando submetidas a bombardeios das partículas radioativas. Nestes reatores, procura-se, ainda acelerar a velocidade de tais partículas, de modo a que cheguem a feriros núcleos atômicos com grande energia. Como se disse, a potência desencadeada nos reatores pela cisão nuclear pode ser controlada; isso ocorre introduzindo-se substâncias especiais, que possuem a propriedade de absorver a radioatividade (“moradores” a grafita, o boro, etc). 

     As substâncias que são atacadas pelo bombardeio radioativo mudam-lhe a estrutura, e os átomos, que são passados através deste desenvolvimento, são chamados “rádio-isótopos” (chamam-se isótopos, de uma certa substância com um núcleo de peso diverso, ao passo que o radio-isótopo é um isótopo radioativo). Os radio-isótopos foram obtidos, pela primeira vez, por Enrico Fermi, com sua “pilha atômica”, e, hoje, se os reatores geradores permitem obter-se os melhores resultados, como o de fazer mover um navio com poucas gramas de átomos em cisão, os resultados mais curiosos e inimagináveis obtêm-se, ao invés, com os radio-isótopos medicinais, sobretudo, servem-se dos radio-isótopos para combater a pior das doenças do nosso tempo: o câncer. 

     A “bomba de cobalto” é justamente um aparelho que traz uma pequena quantidade de cobalto radioativo, que desencadeia radiações, as quais, através de um tubo, são levadas até à parte enferma. O iodo radioativo é empregado para curar as afecções de tireóide, ao passo que o sódio radioativo é proficuamente usado no estudo das doenças do coração e dos defeitos de circulação. Os rádio-isótopos imitidos em um corpo servem para explorar os mais recônditos segredos: injetando-os nos bovinos, descobriu-se como os animais transformam em carne e leite sua forragem; introduzindo-os num carvalho, estuda-se o meio de reprodução de certos fungos parasitas das plantas.

     Resultados interessantíssimos forma obtidos no campo da agricultura, submetendo-se às radiações as sementes das mais variadas plantas, para se obterem tipos de vegetais, ou para melhorar a qualidade das plantas mais comuns. Parece, por exemplo, que as batatas “tratadas” com os rádio-isótopos se transformam em sua essência, aumentando notavelmente seu conteúdo de açúcar, tanto que, no futuro, será inútil recorrer-se às beterrabas para obter esse alimento fundamental, pois será suficiente extraí-lo das batatas radioativizadas. 

     Foram alcançados, também, tomates de novo tipo, uvas com os bagos sem sementes ou uma nova espécie de aveia, refratária a qualquer moléstia. Tais efeitos se obtêm preparando as plantas para submeter-se às radiações, dentro de sulcos em forma de círculo, em cujo centro é colocada uma fonte de cobalto radioativo. Mas outras transformações da natureza podem ser obtidas com a cisão do átomo, e estas se referem diretamente à própria estrutura atômica da matéria. Na natureza, existe, ao todo, 92 elementos diferentes, que constituem todas as substâncias existentes na terra (ferro, cobre, ouro, cálcio, etc). Pois bem, bombardeando-se (com os aceleradores de elétrons) os átomos, obtêm-se elementos novos, ou seja, substâncias que antes não existiam na natureza e que eram denominados elementos “transurâncios” (isto é, elementos “além do urânio”), que é o último elemento da série dos que se conhecem. 

     Os elementos transurânico, porém, além de serem fortemente radioativo, têm vida breve, pois se consomem rapidamente, ao emitir radiações. Além disso, já se pode, outrossim, reproduzir as transformações que ocorrem no espaço interplanetário, onde os terríveis raios cósmicos, quando ferem um átomo, o desintegram, libertando partículas novas, denominadas “mesons”. Foi justamente o grande Fermi quem obteve, em laboratório, os mesons, bombardeando, com núcleos de hélio, um alvo de carbônio. O elemento químico que pode dar os melhores resultados na produção de energia é o hidrogênio, ou melhor, uma espécie de hidrogênio, com átomo mais pesado com respeito ao hidrogênio normal: o “deutério”; pode-se obter um núcleo de deutério em cada seis mil núcleos de hidrogênio comum, e o hidrogênio comum encontra-se na água.

     De um litro d’água, pode-se obter, com este sistema, tanta energia quanto for necessária para fornecer 400 litros de petróleo, e tudo isso com custos infinitamente menores. O problema mais complicado que se deve resolver é, sem dúvida, o dos aparelhamentos onde se verifica a cisão nuclear, aparelhamentos que devem suportar altíssimas temperaturas (no laboratório inglês de Harwell, os cientistas que trabalham ao “sol artificial” têm alcançado temperatura de milhões de graus centígrados ...) e que devem, outrossim, evitar que as radiações atômicas, perigosíssimas para o homem, possam atacar pessoas. 

     Por esse motivo, hoje, não seria ainda possível construir um automóvel atômico, dado que se deveriam empregar, pelo menos, cinqüenta toneladas de metal para conter as radiações. Contudo, esses problemas são muitos secundários, e certamente se encontrará a maneira de resolvê-los. Mas é também muito certo que o átomo fornecerá energia à Humanidade para todas as suas sempre crescentes necessidades. Dentro de alguma as dezenas de anos, a eletricidade poderá difundir-se por todo o globo, chegando até às terras mais abandonadas e atrasadas, e levando, a preços baratíssimos, o benefício da civilização por toda parte, ao passo que as fábricas, os meios de transportes, todos os ramos da técnica, mesmo nas mais modestas aplicações, poderão utilizar-se da infinita potência que se oculta no íntimo da matéria.

O ZINCO

O zinco, esse interessante e útil metal, que tanto emprego tem em nossos dias, foi isolado como elemento apenas em tempos recentes, lá pelos fins do século XVIII. Os antigos, porém, desde a época dos Romanos, conheciam-no, ou melhor, usavam-no sob a forma de óxido para o preparo de ligas; misturando-o ao cobre e ao estanho, obtinham o oricalco, e, somente ao cobre, o latão. Desenvolveu-se, para a elaboração dessas ligas, uma florescente indústria, especialmente nos séculos XIV e XV, ao norte da Europa, na França e na Alemanha. Os principais minerais de onde se extrai o zinco, industrialmente, são a blenda, a calamina e smithsonite. 

     A blenda é um sulfeto de zinco, isto é, um sal de zinco e enxofre. De colorido quase sempre escuro, pela presença de impureza, era, outrora, confundido com a galena (sulfeto de chumbo), tanto verdade que, antigamente era chamada, também, galena inanis, galena “inútil”, pois que, não contendo porcentagem de chumbo, era posta de lado. Bastante fácil é distinguir a galena da blenda, por um meio muito simples, ou seja, com o auxílio de um canivete, raspando um pouco dos dois minerais. O pó da blenda, de fato, é claro, porque são as impurezas que lhe conferem a cor escura; o da galena, ao invés, é preto, como o mineral de onde provém. Um tal fenômeno (cor do pó diferente daquele do mineral em bruto) é muito freqüente no reino dos minerais, é também tem seu nome próprio, “alocroismo” e sua prática utilização para o reconhecimento dos minerais. 

      A calamina é um silicato de fórmula algo complexa, isto é, deriva de um ácido de silício, ao passo que a smithsonite é um carbonato. Para separar o zinco dos seus minerais, pode-se proceder segundo dois métodos bem diferentes: isto é, pode-se seguir a via química ou a via eletrolítica. 

     O primeiro método, na sua tradução prática, oferecia muitas dificuldades, tanto é certo que, até há algumas dezenas de anos, a metalurgia do zinco permanecera num estado quase primitivo. A extração processa-se da seguinte maneira: os minerais de zinco são “torrados”, ou seja, queimados com bastante ar, de modo a formar óxidos, compostos de metal, com o oxigênio do ar. Os óxidos de zinco são, depois, “reduzidos” com carvão, que retira oxigênio do óxido, para formar óxido de carbônio e libertar o zinco. 

     Este método de preparação é muito dispendioso, seja pelo alto custo do combustível e do material refratário dos fornos, seja pela necessidade de uma mão-de-obra bastante hábil. Bem mais econômico, especialmente em países que são ricos de energia elétrica, como o nosso, o método eletrolítico. Esta solução, com a passagem da corrente elétrica, cinde-se, e o metal deposita-se no pólo negativo. Além da vantagem de um custo menor, este método fornece à indústria um zinco puríssimo, que seria impossível obter-se pelo primitivo sistema. A possibilidade prática de preparar um metal tão puro deu novo impulso às aplicações, práticas do zinco e de suas ligas.

     Seu baixo preço torna-o frequentemente, um concorrente do alumínio, nos casos, naturalmente, em que não seja necessário um metal ultra-leve, como somente o alumínio pode ser. Ao ar, o zinco se recobre de uma pátina aderente de óxidos; esta finíssima camada, alterada, impede à oxidação que intervenha no interior da lâmina, que, assim, permanece intacta. Por isso, o zinco em folhas é usado para telhados e proteções especiais, expostas aos agentes atmosféricos. Pode-se, ainda, preparar o ferro zincado, recobrindo o ferro com zinco e aproveitando-se, dessa forma, suas propriedades antiferruginosas. 

     Entre as várias aplicações, diretas ou indiretas, deste metal, não podemos olvidar a “zincografia”, ou seja, a substituição da pedra litográfica pela folha de zinco, para a produção de desenhos ou fotografias. Ao invés de sobre a pedra litográfica (uma pedra especial, de estrutura porosa), o desenho é gravado, em relevo, sobre zinco, mediante ácidos. O trabalho, assim, pode ser mais expedito; os pedaços de zinco são mais leves, menos embaraçosos e muito mais manejáveis do que as pedras litográficas. 

     Muitos são os compostos de zinco, e particular importância, entre eles, possui o óxido, de muitas aplicações. É um pigmento de cor branca, também chamado “branco de zinco”, que apresenta vantagens, a respeito da alvaidade, também branca e usada para compor cores e vernizes, de não enegrecer em contato com os traços de hidrogênio sulfurado do ar. 

     O óxido de zinco (um sal que se obtém pelo ácido clorídico) é mole, transparente, que até é chamado pelo curioso nome de “manteiga de zinco”. Evaporando-se ao calor, liberta o ácido clorídico da superfícies metálicas que as oxidaram. Por esta sua característica, é empregado na soldadura dos metais. É útil, além disso, para preservar a madeira dos parasitas que a corroem. 

     O sulfato de zinco é empregado, em medicina, como colírio, mas o sulfúreo possui outro emprego, bastante interessante: basta que no composto estejam presente vestígios de cobre ou de outros metais pesados, para que ele assuma, após ter sido exposto à luz, uma fosforescência verde ou azulada. 

     É empregado, ainda, para pinturas luminosas, que tanto se usam na moderna publicidade. Os Estados Unidos conservam a primazia da produção do zinco, no mundo. Na Europa, é a Bélgica que notável produtora, seja de mineral em bruto, que domina o mercado deste metal.