Podemos definir que a química é o ramo da ciência que estuda as alterações e transformações sofridas pela matéria. Mas especificar a partir de qual momento o ser humano passou a ter consciência da química é muito difícil. Provavelmente, um dos primeiros fenômenos observados por nossos antepassados pré-históricos foi o fogo, provocado por algum fenômeno natural. O domínio do fogo no período paleolítico, há 400.000 anos, foi um grande salto tecnológico, pois permitiu ao homem se aquecer durante os períodos frios, caçar, iluminar as noites e espantar e os animais que o ameaçavam. A verificação da mudança no sabor e na durabilidade de pedaços de carne acidentalmente deixados perto de alguma fogueira provocaram mudanças nos hábitos alimentares.Todas estas mudanças que o fogo trouxe certamente provocaram uma melhoria das condições de vida.
A observação das transformações que a madeira, o solo e tudo que fosse atirado ao fogo sofriam enquanto eram queimados permitiu ao homem das cavernas produzir melhores ferramentas de cozinha: utensílios de barro cozido mais resistentes do que os de argila crua, pois tinham a superfície vitrificada pelo calor. No Neolítico o homem já produzia peças de cerâmica em fornos. O homem também aprendeu a produzir tintas primitivas a partir de carvão e minerais com diferentes colorações.
Por volta de 6000 a. C. o homem já conhecia o cobre e o ouro, que eram extraídos em seu estado metálico diretamente do solo e trabalhados pela técnica de martelamento. Entre o período que vai de 4000 a 3000 a. C. já se conhecia as técnicas de obtenção de cobre e chumbo a partir de seus minérios, encontrados então muitas vezes na forma de óxidos metálicos ou como sulfetos. O homem percebeu que a partir da mistura de algumas rochas obtia-se uma liga metálica com propriedades diferentes em comparação aos metais puros. Foi assim que se produziu o bronze (3000 a. C.), uma liga de cobre (90%) e estanho (10%). A nova liga era facilmente moldada e teve várias aplicações, sendo rapidamente difundida pelo Oriente Médio, Creta, Grécia e Mediterrâneo. A sua utilização foi tão importante neste período que passou-se a denominá-lo “Idade do Bronze”. Entre 2000 e 1000 a. C. foram fabricados os primeiros espelhos, que eram ligas de bronze com alto teor de estanho e refletiam muita luz. A partir de 2000 a. C. foi introduzido nas fundições o fole (que permitia a injeção de mais ar nos fornos) e teve início a utilização do ferro.
A difícil metalurgia do ferro explica a utilização tardia do metal, que era obtido a partir dos seus óxidos metálicos. A temperatura de fusão do ferro não era alcançada e o ferreiro necessitava de repetir o longo ciclo de aquecimento dos minérios com carvão, resfriamento e martelamento para expulsar as impurezas por várias vezes até se obter o metal relativamente puro. Por essa época aprendeu-se a controlar as impurezas do ferro, produzindo-se o aço, que contém até 1,7% de carbono, e era muito utilizado na fabricação de espadas.
A difícil metalurgia do ferro explica a utilização tardia do metal, que era obtido a partir dos seus óxidos metálicos. A temperatura de fusão do ferro não era alcançada e o ferreiro necessitava de repetir o longo ciclo de aquecimento dos minérios com carvão, resfriamento e martelamento para expulsar as impurezas por várias vezes até se obter o metal relativamente puro. Por essa época aprendeu-se a controlar as impurezas do ferro, produzindo-se o aço, que contém até 1,7% de carbono, e era muito utilizado na fabricação de espadas.
ALGUNS METAIS CONHECIDOS DESDE A ANTIGUIDADE: OURO, MERCÚRIO E FERRO.
Por volta do ano 1000 a. C. obteu-se mercúrio de seus minérios e descobriu-se que ele dissolvia vários metais, formando amálgamas. Um dos principais empregos das amálgamas naquela época era a aplicação de ouro sobre superfícies de bronze ou prata, técnica conhecida como douração. A partir do ano 700 a. C. desenvolveu-se a cunhagem de moedas, que auxiliaram na organização das sociedades e no intercâmbio entre os povos da época. Na química doméstica, desenvolveu-se as técnicas da salga e de defumação de carnes, que permitiu conservá-las por longos períodos de tempo, e a utilização dos produtos gasosos da queima de enxofre como desinfetante. A descoberta da fermentação permitiu a produção cerveja (6000 a. C.), de vinhos de tâmara e de uva (4000 a. C.) e de vinagre. A conservação de peles utilizando compostos vegetais era uma herança da pré-história. A tinturaria também já era conhecida a muito e o emprego de corantes minerais como cosméticos já era prática comum dos egípcios. A mumificação de cadáveres era uma técnica utilizada comumente no Egito, bem como a destilação e extração de produtos naturais a partir de plantas. Os egípcios também conheciam o gesso e dominavam a produção de vidro colorido desde o século XIV a. C..
A alquimia surgiu em cerca 300 d.C. em Alexandria, no Egito, e se espandiu pela Europa nos séculos seguintes, até cerca de 1400 d.C.. Seus praticantes, os alquimistas, se inspiraram nas concepções gregas sobre a constituição da matéria e do Universo para tentar buscar a Pedra Filisofal e o Elixir da Longa Vida.
Duas correntes de pensamento sobre a constituição da matéria dividiam os gregos. A primeira teoria (teoria dos elementos) propunha que a matéria seria divisível até o infinito, e que as substâncias eram formadas pela combinação dos quatro elementos fundamentais, terra, fogo, água, ar e, além dos quatro elementos, as qualidades quente, seco, frio e úmido. Cada par de qualidades definiriam um elemento:
Para se transmutar um elemento em outro seria necessário operar sobre uma das qualidades do par.
Para se transmutar um elemento em outro seria necessário operar sobre uma das qualidades do par.
A teoria atômica defendia que a matéria seria divisível até um determinado ponto e a partir deste ponto seria indivisível. Estes blocos indivisíveis seriam os “átomos” e as substâncias seriam formadas pela combinação dos átomos. Dessa forma, uma substância sólida é dura pois seus átomos estariam muito entrelaçados e presos por ganchos e uma substância líquida seria mole porque seus átomos seriam lisos e redondos.
Mas a Idade Média foi uma época em que o homem tinha seu espírito muito preocupado com a salvação e a divindade. A teoria atômica, por ser uma teoria materialista, não teve sucesso. Só no período da Renascença, quando o homem volta a ter um pensamento mais humanista, é que as concepções atômicas são valorizadas.
Os alquimistas eram pessoas com grandes conhecimentos práticos de metalurgia, química e astronomia e que buscavam nas teorias gregas as explicações para a transformação da matéria. Eles não tinham a intenção de investigar ou pesquisar, mas de buscar a revelação da Pedra Filisofal, que transformaria metais em ouro, e do Elixir da Longa Vida que curaria todas as doenças e daria a vida eterna.
Nessa busca por suas revelações, eles desenvolveram e melhoraram várias técnicas, como produção e fusão de ligas metálicas, destilação, sublimação, calcinação, dissolução, filtração e cristalisação. Nessa época foi inventado por uma alquimista, Maria de Alexandria, o “banho-maria”.
Entre as principais substâncias descobertas pelos alquimistas estão a potassa (KOH), cloreto de amônio, óxido de zinco e sulfatos de vários metais. Eles também preparavam o ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, água régia e etanol. Os alquimistas faziam geralmente ensaios por via seca, o que calcinava as amostras, de modo que somente a parte inorgânica das substâncias era trabalhada.
Dois Exemplos de “Experiências Alquimistas”
Em um cadinho feito com cinzas de ossos calcinados colocava-se um pedaço de chumbo. O cadinho era então aquecido ao ar e o chumbo se fundia e oxidava-se. No fundo do cadinho aparecia às vezes prata metálica. Para os alquimistas isto era prova de transmutação do chumbo em prata, mas na verdade trata-se do processo de copelação da prata, que aparece como um contaminante natural do chumbo. Quando o chumbo foi aquecido, formou-se o óxido de chumbo, que é um pó muito fino e se parece com cinzas. Quando se retira estas cinzas fica-se somente com a prata metálica.
Em uma solução de vítrolo azul (sulfato de cobre) colocava-se um pedaço de ferro. Após algum tempo, o ferro desaparecia e formava-se no fundo do recipiente um pó, que depois de filtrado e fundido verificava-se que era cobre metálico. Os alquimistas consideravam isto como a transmutação do ferro em cobre, pois eles não sabiam que o cobre já estava em solução, mas sabemos que se trata de uma reação de óxido-redução, onde o ferro foi oxidado e o cobre foi reduzido.
Reação de óxido-redução
Química no Brasil
O desenvolvimento tardio da química no Brasil tem raízes históricas. Em Portugal, no período dos descobrimentos, ao contrário do que estava ocorrendo em outros pontos da Europa, a alquimia não floresceu. A quantidade de ouro e outros bens de valor que os navegadores portugueses levaram para o Reino foram suficientes para desestimular qualquer aventura alquimista em busca da pedra filosofal. Mesmo a iatroquímica e o flogístico não despertaram interesse, e apenas em 1772 foi criado na Universidade de Coimbra o primeiro curso superior de química. Vários brasileiros frequentaram o curso nessa época, com destaque para o naturalista Alexandre Rodrigues Ferreira e para Vivente Coelho de Seabra Silva Telles, que em 1801 adaptou a nomenclatura química de origem latina criada por Lavoisier para a língua portuguesa e que basicamente é usada até hoje, com as devidas modificações trazidas pelo progresso da ciência.
Um dos alunos de Silva Telles foi José Bonifácio de Andrada e Silva, um dos personagens centrais do movimento da independência. José Bonifácio foi um dos mais importantes mineralogistas de sua época e é conhecido como o “patriarca dos químicos brasileiros”. Por volta de 1800 ele descobriu dois minerais, a partir dos quais descobriu-se em 1818 o elemento Lítio.
A vinda da família real para o Rio de Janeiro em 1808 trouxe a necessidade de se estabelecer uma nova capital para o Império, o que promoveu a criação de vários organismos culturais no Brasil. A Real Academia Militar, fundada em 1811, foi a primeira instituição de ensino de química. As aulas de química faziam parte de um curso para soldados e oficiais, que ainda assistiam a aulas de matemática, física, mineralogia, entre outros. No mesmo período foram criados cursos de medicina na Bahia e no Rio de Janeiro em que eram ministradas aulas de química e farmácia, mas a situação destes cursos era extremamente precária e raramente havia aulas práticas. Somente a partir da segunda metade do século XIX aumentou a importância dada às diciplinas químicas.
Em 1812 foi criado o Laboratório Químico-Prático no Rio de Janeiro, responsável pelas primeiras operações de química industrial no Brasil e por investigações da composição de minerais e vegetais, com resultados interessantes para a época. Mas pouco tempo depois as atividades do laboratório se limitaram apenas a pordução de alguns medicamentos. Um laboratório mais importante no período foi o Laboratório Químico do Museu Nacional, criado em 1818 no Rio de Janeiro. Neste laboratório efetuou-se as primeiras perícias toxicológicas, análises de combustíveis nacionais e investigações sobre a composição de amostras de pau-brasil vindas de várias regiões do país. O Laboratório Químico do Museu Nacional passou por períodos de relativa importância e esquecimento, relacionados à formação profissional do diretor do Museu Nacional e em 1931 foi extinto e suas atividades foram distribuídas entre outros laboratórios.
A Primeira Guerra Mundial tornou óbvia a necessidade de formação de químicos e a criação do ensino profissional técnico e do ensino científico voltado à pesquisa impulsionaram a criação de diversos cursos por todo o país de 1918 a 1930. Mas a criação da infra-estrutura necessária e manutenção de tais cursos não foi um processo contínuo e quase todos os cursos foram extintos antes de completarem 10 anos. A partir de 1930 foram criados cursos ligados às Faculdades de Ciências, dentro das Universidades, com um caráter mais investigativo. A profissão de químico foi regulamentada pelo decreto 24.693 de 12 de julho de 1934 e a criação do Conselho Federal e dos Conselhos Regionais de Química foi definida pela lei 2.800 de 18 de junho de 1956, data na qual se comemora o “Dia do Químico”. Os Institutos de Química criados com a Reforma Universitária de 1970, os Cursos de Engenharia Química e os cursos de técnicos químicos são responsáveis pela formação de grande parte dos profissionais em química atualmente.
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