Revista TriploV
de
Artes, Religiões e Ciências

Carlos A. Filgueiras
(Universidade Federal de Minas Gerais)

A EVOLUÇÃO DA QUÍMICA DO SÉCULO XVI AO SÉCULO XIX
ATRAVÉS DE TEXTOS ORIGINAIS

INDEX

CAPÍTULO III: A QUÍMICA NO SÉCULO XVIII

O século XVIII começou com uma química mais amadurecida, distinguindo-se não só da alquimia moribunda como daquela química totalmente subordinada à medicina e à farmácia. Aqui já se vê uma ciência da natureza de pleno direito. Sua melhor expressão foi a formulação da Teoria do Flogisto pelo químico e médico alemão Georg Ernst Stahl, seguidor de Becher. Stahl, um médico e professor de medicina, tratava a química como uma ciência independente, sem nenhuma sujeição à medicina. Ele considerava a existência de uma distinção fundamental entre a química de laboratório e aquela que ocorria nos seres vivos. A Teoria do Animismo, mais tarde denominado Vitalismo, surgiu com ele e durou até o século XIX. Muito já se escreveu sobre sua teoria mais famosa, a do flogisto, de modo que só se falará dela aqui de forma breve. A partir do conceito becheriano de "terra pinguis", ou "terra gorda", um dos componentes dos compostos químicos, de acordo com Becher, Stahl desenvolveu o conceito de inflamabilidade, ou "flogisto", do grego, para denominar aquilo que se desprende quando uma substância arde. A madeira, o azeite, o carvão são todos materiais ricos em flogisto, pois queimam-se quase totalmente, restando apenas um pequeno resíduo de cinzas. Os metais também se "queimam", embora o termo apropriado neste caso seja que eles se calcinam, originando "cais", aquilo que mais tarde Lavoisier viria a denominar óxidos. A teoria de Stahl foi a primeira teoria química de aplicação ampla, capaz de explicar um enorme número de fenômenos. Se um metal, ao se calcinar, perde flogisto, então se se conseguir devolver flogisto ao produto da calcinação, a cal, será possível regenerar o metal original. Esta é a reação de redução, familiar a todos os metalurgistas. Por exemplo, tanto a cal de ferro ou de estanho, quando aquecidas com carvão, dão os metais respectivos. Então a teoria de Stahl era capaz de explicar muitos fenômenos, compreendendo tanto as reações diretas como as inversas. Por isso ela logrou aos poucos uma enorme aceitação e dominou toda a química da maior parte do século XVIII, até ser substituída pela química lavoisiana no último quartel do século. A Teoria do Flogisto foi publicada por Stahl em várias de suas obras desde o final do século XVII. Todavia, a versão francesa de seu livro de 1718, traduzida pelo enciclopedista Barão Dietrich d´Holbach (1723-1789) com o título de Traité du Soufre, ou Tratado do Enxofre, publicada em 1766, é considerada por muitos a melhor exposição da Teoria do Flogisto feita por seu autor. Ele está apresentado aqui na Figura 25.

Ele mostrou de forma inequívoca que se tratava de um gás diferente do ar atmosférico e pela primeira vez ficou demonstrada a existência de um gás distinto do ar.

O nome ar fixo foi cunhado por Black em virtude de aquele ar estar fixado num sólido, a magnesia alba, e poder ser liberado por uma ação química. Com o decorrer do século XVIII vários outros gases foram descobertos: o ar inflamável, ou hidrogênio, por Henry Cavendish (1731-1810), em 1766; o ar mefítico, ou nitrogênio, por Daniel Rutherford (1749-1819), em 1772; e o ar do fogo, por Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), em 1772, chamado em 1774 de ar desflogisticado por Joseph Priestley (1733-1804), e de ar vital, mais tarde oxigênio, por Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794), em 1776. Em suma, havia uma grande atividade em vários países europeus envolvendo o estudo dos gases.

Uma obra de grande importância nesse desenvolvimento da química dos gases foi a publicação de Joseph Priestley (1733-1804) intitulada Experiments and Observations on Different Kinds of Air, publicada em três volumes em 1777. O químico inglês foi um dos mais notáveis experimentalistas do século XVIII, tendo-se notabilizado em muitas áreas, sobretudo na química pneumática. Ele aperfeiçoou os métodos para a obtenção de vários gases e foi um dos descobridores do oxigênio, como se relatará mais adiante. Ele o obtinha pela decomposição térmica do óxido de mercúrio, um método de laboratório muito conhecido até hoje. Um pormenor curioso da carreira de Priestley foi a reação que ele executou ao fazer dois gases, a amônia e o cloreto de hidrogênio, passarem por um longo tubo de vidro, cada gás vindo de uma extremidade.

Fig. 28. Priestley, 1790, vol 1, Prancha I

Fig. 29. Priestley, 1790, vol.1, Prancha II, mostrando parte do laboratório do químico inglês

Fig. 30. Priestley, 1790, vol.1,  Prancha VIII

Como ilustração de que a química da segunda metade do século XVIII já estava bastante desenvolvida e bem próxima de nós, até mesmo antes do final da revolução lavoisiana, mostra-se aqui um livro monográfico sobre o estanho, em que a química deste elemento é analisada extensamente. O livro, intitulado Recherches Chimiques sur l´Étain, de autoria de Pierre Bayen (1725-1798) e Louis Charlard (? - 1798) surgiu de um projeto de pesquisa encomendado pelo governo francês, que desejava saber se era verdade que o estanho usado nos utensílios usados à mesa pelos soldados do exército continha arsênio, como se propalava. Os autores executaram um magnífico projeto de investigação, que os levou a demonstrar a inexistência de arsênio no estanho.

Muito próximo de Bergman encontramos um outro notável químico sueco, um dos maiores experimentalistas do século XVIII, Carl Wilhelm Scheele (1742-1784). Este modesto boticário, lutando a vida inteira com a pobreza que o assolava, conseguiu, não obstante, construir um edifício magnífico de realizações científicas de primeira grandeza. Sem mencionar os inúmeros compostos por ele descobertos, basta apontar sua experiência de 1772, em que ele descobriu que o dióxido de manganês, ao ser aquecido, libera um ar, por ele denominado ar do fogo, com propriedades inusitadas. Este ar fazia com que uma brasa ardesse até consumir-se completamente e o carvão em pó se inflamasse espontaneamente. Scheele também produziu o mesmo ar por uma série de reações químicas, como o aquecimento do óxido de mercúrio, do carbonato de prata, do nitrato de magnésio e do nitrato de potássio. Como ele só viria a publicar seus resultados vários anos mais tarde, por muito tempo não foi considerado o verdadeiro descobridor do oxigênio.

Nas últimas décadas do século XVIII a química estava portanto em plena efervescência, com uma plêiade de grandes nomes, alguns deles já abordados aqui, produzindo trabalhos brilhantes. Destes, o nome mais celebrado é o de Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), pela abrangência de sua obra e pelo rumo novo que ele imprimiu à química, assim como por sua enorme influência sobre o pensamento químico. A mudança na química ao final do século XVIII, contou com um grande número de protagonistas, mas teve em Lavoisier seu ator mais destacado. Este fenômeno histórico é  conhecido como Revolução Química. Na verdade ela foi a culminação daquele longo processo iniciado no século XVI com Paracelso, mas que teve em Lavoisier seu grande final. O que, pois, constituiu a obra do químico francês? Como já escrevi em outra ocasião, Lavoisier encarnou o auge de um longo processo de transformação da química, desde que ela se distanciou da alquimia, no século XVI, emergindo como uma ciência autônoma, sobre bases empíricas e racionais, no início do século XVIII. Em que consistiu esse processo e qual é sua importância? Lavoisier não foi um descobridor de novas substâncias, o que surpreende muitas pessoas. Ele soube mostrar como as substâncias interagem, o que é preciso para que as interações ocorram e o que acontece nessas interações. Ele dotou a química de uma enorme coerência interna, mostrando que é essencial descrever os fenômenos não só qualitativamente como quantitativamente. Para isso tornou-se um mestre nas determinações de massa e de volume. Conseguiu resolver de uma vez o grande enigma do século XVIII e de todos os séculos anteriores sobre a natureza da combustão. Mostrou que este fenômeno está ligado a inúmeros outros de natureza semelhante, como a oxidação dos metais, a respiração dos animais, a redução dos minérios a metais, a síntese e a decomposição da água. Estabeleceu uma forma operacional para o princípio de conservação da matéria e um conceito moderno de elemento químico, retirando o caráter elementar de misturas como o ar atmosférico ou de compostos como a água. Foi um pioneiro da química orgânica, da físico-química e da análise química; criou com Laplace a calorimetria e delineou alguns aspectos da química biológica.

A ênfase lavoisiana em medir e pesar tudo levou-o a bater de frente com a teoria stahliana do flogisto, substituíndo-a pela teoria da combustão pelo oxigênio, que é a nossa teoria atual. De acordo com Stahl, como se viu, o processo de combustão ou de calcinação consiste na perda de flogisto pelo corpo que arde ou que se calcina. Enquanto os químicos se contentassem com explicações qualitativas apenas, a teoria funcionava. Ora, alguns materiais, como o carvão ou a madeira, ardem com diminuição de massa, ao passo que o antimônio, o estanho ou o chumbo se calcinam dando um produto mais pesado. Como conciliar estes dados com a idéia de que em todos esses casos havia a perda de alguma coisa, o flogisto? Lavoisier inovou, pois além de levar em conta os aspectos qualitativos, também pesou meticulosamente todos os reagentes e produtos, fossem eles sólidos, líquidos ou gases. Assim fazendo, resulta que a combustão ou a calcinação levam sempre a um aumento de massa. Sua conclusão foi de que no processo algo se liga quimicamente ao corpo que arde. Suas pesquisas o levaram a demonstrar que aquilo que se une ao corpo inflamável é o oxigênio, que representa cerca de 21% do ar atmosférico. Finalmente estava resolvido o enigma multimilenar da natureza da combustão.    

A seguir serão mostradas mais algumas das excelentes ilustrações que acompanhavam as edições originais das obras de Lavoisier em vida e que foram fielmente reproduzidas na edição póstuma do século XIX.

A Figura 37 consiste no desenho feito por Madame Lavoisier, ilustradora de todo o Traité e colaboradora científica do marido, para a Prancha VI do livro, que reproduz o calorímetro inventado por Lavoisier e Laplace. A Figura 38 mostra um pormenor da mesma figura, com a assinatura da artista, Marie-Anne Pierrette Paulze Lavoisier.

Fig. 37. Lavoisier, Prancha VI do Traité Élémentaire de Chimie, como o calorímetro de Lavoisier e Laplace, desenhado por Mme. Lavoisier, que assina em baixo, à direita

Fig. 38. Pormenor da Figura 37, mostrando a assinatura de Madame Lavoisier

Fig. 39. Lavoisier, Oeuvres, vol. II, Prancha III, 1862. Reprodução de ilustração da memória de Lavoisier e Meusnier sobre a decomposição da água, lida na Academia em 1784 e por ela publicada, com o título de Mémoire où on prouve, par la décomposition de l´eau, que ce fluide n´est point une substance simple, et qu´il y a plusieurs moyens d´obtenir en grand l´air inflammable qui y entre comme principe constituant

41. Lavoisier, Oeuvres, vol. III, 1865, Prancha IX. Experimentos executados nos anos 1770, com uma enorme lente convergente para concentrar os raios do sol

Fig. 42. Lavoisier, Oeuvres, vol. IV, Prancha I, 1868. Ilustração da Mémoire sur une nouvelle Méthode distillatoire appliquée à la distillation des eaux-de-vie et à celle de l´eau de mer, 1775. Esta ilustração seria utilizada pelo Abbé Rosier em obra de 1781, a qual foi traduzida no Brasil por José Pinto de Azeredo, acrescida de muitas notas e publicada por João Manso Pereira na forma do livro Memória sobre uma Nova Construção do Alambique, Lisboa, 1805