Resumindo as leis das reaçreações químicasões químicas
As leis estudadas até aqui referem-se às relações entre as massas dos reagentes e produtos, e por isso, ficaram conhecidas como leis ponderais das reações químicas. Delas podemos estabelecer as seguintes relações:
Se a substância A A reagir com a substânciaBB, formando as substânciasCC e DD, as massas das substâncias em diferentes experimentos comportar-se-ão conforme os esquemas: A + B →→ C + D 1a exp.: m A mB mC mD 2a exp.: m A’ mB’ mC’ mD’
Pela Lei de Lavoisier:
mA + mB = mC + mD
mA’ + mB’ = mC’ + mD’
Pela Lei de Proust: mA /(mA’) = mB /(mB’) = mC /(mC’) = mD /(mD’)
Sendo ainda que a substância A reaja com a substância B, podendo produzir a substância E ou F, então teremos:
A + B →→ E 1a exp.: m A mB mE A + B →→ F 2a exp.: m A mB’ mF
Pela Lei de Dalton: mB /mB’ = n o inteiro D I V U L G A Ç Ã O P N L D
C A P Í T U L O 4 D o a t o m i s m o a o s m o d e l o s a t ô m i c o s
33 A elaboração do modelo A elaboração do modelo
atômic
atômico de o de DaltonDalton
C
C
om a Revolução Industrial, surgiram várias indústrias químicas. Nessas, os conhecimentos advindos da experimentação química começaram a ser aplicados para resolver problemas técnicos de produção.As indústrias começaram a investir na construção de laboratórios e na
investigação científica. Para o industrial capitalista, o fundamental era aumentar
a produtividade, ou seja, produzir cada vez mais com redução de custos. Assim, foram feitos enormes investimentos científicos, os quais geravam resultados de aplicação imediata, aumentando o lucro dos empresários. Nesse período, a técnica e a ciência passaram a caminhar juntas, de modo que os resultados do conhecimento científico começaram a ser aplicados na indústria, e, por sua vez, esta começou a exigir o estudo de outros problemas. Com o desenvolvimento de novas técnicas, mais conhecimentos surgiram e, assim, a tecnologia foi influenciando o desenvolvimento da ciência e vice-versa.
Dentre os problemas que surgiram na época da Revolução industrial estava o desafio enfrentado pela indústria metalúrgica, que tinha de produzir obtendo maior rendimento em suas reações. Buscava-se maior quantidade possível de metal a partir dos minerais, economizando carvão e demais materiais que reagiam com os minérios no processo metalúrgico.
Nesse sentido, o estudo que vinha sendo desenvolvido pelas leis ponderais poderia fornecer informações relevantes no processo de determinação dos cálculos químicos feitos nas indústrias. Daí surgiu a necessidade de elaborar um modelo que explicasse a natureza da matéria e permitisse previsões mais precisas das reações químicas. Foi nesse contexto histórico que surgiu a teoria atômica de Dalton, o qual estava muito envolvido com estudos metereológicos. Não se sabe, exatamente, como Dalton desenvolveu sua teoria e tem até quem considere que ela foi resultante mais de ideias intuitivas do seu autor, do que de deduções rigorosas. Há historiadores que demonstram que Dalton tomou como referência os estudos de gases do químico inglês William Henry [1774-1836], com o qual Dalton trabalhou em investigações de solubilidade de gases em água. William Henry desenvolveu suas investigações com objetivo de produzir água gaseificada para a indústria química de sua família. Mesmo que tenha sido por intuição, certamente os vários estudos da época contribuíram
para a formulação de sua teoria e após a sua publicação, os que a defenderam,
como o seu próprio autor, em algum momento evocaram as leis ponderais para justificar a teoria atômica de Dalton, inicialmente proposta em 1803, tendo sido desenvolvida, de forma mais completa, com rigor, no seu livro “Novo Sistema de Filosofia Química ”, publicado em 1808.
Modelos são representações. O modelo elaborado por Dalton, com a contribuição de vários cientistas, pode ser representado por
bolas de bilhar,
bolas de bilhar,em que átomos diferentes teriam tamanhos diferentes..
Se o átomo não é visível mesmo com
instrumentos ópticos, como Dalton pode demonstrar que a matéria é formada por átomos?
PARE E PENSE PARE E PENSE A n t o n i y a G . K o z h u h a r o v a / S h u t t e r s t o c k D I V U L G A Ç Ã O P N L D
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Apesar da existência anterior de teorias corpusculares e atomistas para explicar o comportamento da matéria, foi a teoria de Dalton que encontrou condições históricas e sociais favoráveis para que fosse, posteriormente, consagrada pela comunidade científica. Porém, a aceitação científica da teoria atômica de Dalton não foi imediata e nem tão tranquila; ela dividiu opiniões da comunidade. Exemplo dessa controvérsia pode ser ilustrado pelo químico francês Jean-Baptiste-André Dumas [1800-1884], que foi um dos primeiros a aceitar as ideias de Dalton, mas depois disse que se pudesse apagava a palavra átomo da ciência. Isso porque considerava o átomo uma ideia especulativa, sem confirmação experimental.
Assim, o trabalho de Dalton foi amplamente debatido pela comunidade científica, com apoiadores e opositores tanto químicos quanto físicos famosos da época. Somente a partir da segunda metade do século XIX é que a comunidade de químicos começou a reconhecer que tal modelo era bastante plausível. O que teve papel importante para isso foram os resultados do famoso congresso de Karlsruhe.
A história da controvérsia em torno da teoria atômica de Dalton ilustra bem a influência de fatores sociais e políticos, presentes nas decisões da comunidade científica. O influente químico francês Marcelin Pierre Eugène Berthelot [1827-1907] combateu o atomismo. Ele foi também um influente político, que ocupou cargos de destaque no governo e com sua influência política afastou atomistas que ocupavam postos de destaque no governo, bem como influenciou a adoção de nomenclaturas vinculadas às suas teorias. Por outro lado, noBoletim da Sociedade Química de Paris , registrava-se, na época, que os químicos franceses se dividiam entre adotar a nomenclatura dos atomistas e dos contrários ao atomismo. Metade dos que defendiam o atomismo era alunos do atomista francês Charles Adolphe Würtz [1817-1884]. No congresso de Karlsruhe, predominaram rivalidades entre nacionalidades. Enquanto os franceses tinham uma posição conservadora contra o atomismo, os químicos alemães tomaram uma postura mais progressista, aceitando as ideias atomistas.
Com a aceitação do modelo de Dalton ao final do século XIX, ele passou a constituir a base dos demais modelos usados na química. Vejamos como podemos interpretar o modelo de Dalton, para a constituição da matéria, derivado de sua teoria atômica.
No experimento “Há espaço vazio na matéria?” do capítulo 3 (p. 91), chegamos à conclusão de que a matéria provavelmente é constituída por partículas, ou seja, por pequenas porções de matéria separadas por espaços vazios. Da mesma forma, na época de Dalton, muitas evidências científicas já tinham sido observadas, e diversos cientistas haviam proposto que a matéria era constituída por partículas, denominadas de corpúsculos ou átomos.
Pela teoria atômica de Dalton, pode s e demonstrar que se nas reações químicas há conservação de massa é porque as massas dos reagentes não são destruídas; logo, algo se conserva durante a reação. Supondo, portanto, que a matéria é constituída por partículas, pode-se admitir que a massa é uma propriedade dessas partículas. Se a massa se conserva, significa que as partículas s e conservam durante a reação.
Esse modelo gerava uma indagação: por que as substâncias são diferentes se elas são todas formadas por partículas?
Dalton respondeu a essa questão propondo que as partículas das substâncias diferentes teriam massas diversas, ou seja, o que caracterizaria as propriedades das substâncias seria a massa de suas partículas. Para ele, substâncias variadas seriam constituídas por partículas de massas diferentes.
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