CONSTRUINDO A PILHA DE DANIELL

INTRODUÇÃO

As pilhas eletroquímicas são artefatos que geram corrente elétricas mediante reações de oxirredução. Pode-se dizer que, numa pilha, ocorre a transformação de energia química em energia elétrica (FARIAS, 2009).

 Alessandro Volta (1745-1827), físico italiano, repetiu os expe­rimentos de outro físico italiano, Luigi Galvani (1737-1798), con­cluindo que as contrações da perna de uma rã se deviam ao contato entre dois metais diferentes e que o tecido animal atuava como um sensor de eletricidade, detectando uma corrente de fraca intensida­de. Volta detectou em um eletrômetro uma corrente elétrica ao pôr em contato lâminas de prata e zinco superpostas. Em seguida, empilhou diversos discos desses metais, separados por um papelão umedecido com solução salina. Ele notou que as tensões elétricas se somavam, surgindo assim a primeira pilha elétrica. Volta aumentou a intensidade da corrente elétrica substituindo os discos de prata por discos de cobre.

 A eficiência dessa pilha era li­mitada, devido ao fenômeno de polarização, resultante do surgimento de bolhas de gás (H₂) em torno dos discos de cobre, formando uma película não condutora sobre a superfície, reduzindo sua eficácia (SI LVA, 2010).

Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniel substituiu o ácido usado por Alessandro Volta por soluções salinas. Isso resolveu um sério problema no funcionamento das pilhas: as soluções salinas não geram gases tóxicos como as soluções ácidas.

Descrição da pilha preparada por  Daniell: um recipiente dividido em duas partes por uma membrana porosa, contendo um bastão de cobre metálico parcialmente imerso na solução 1 mol/L de CuSO₄ numa das partes e um bastão de zinco metálico parcialmente imerso na solução 1 mol/L de ZnSO₄ na outra parte. Os dois bastões metálicos ficam interligados por um fio metálico munido de um interruptor (FARIAS, 2009).

 Três anos depois, William Grove (1811-1896) substituiu o eletrodo de cobre da pilha de Daniell por platina circundada por um tubo poroso contendo ácido nítrico em seu interior.

A evolução da pilha desde seus primeiros modelos até a situação atual se deu em um período de 200 anos. Ao longo desse tempo, alguns sistemas ganharam importância, seja por motivos históricos ou pelo uso consagrado em diversas aplicações no cotidiano (SI LVA, 2010).

OBJETIVOS

Construir uma pilha e entender como ocorre a geração de energia.

PARTE EXPERIMENTAL

Materiais e reagentes

·      Bequeres;

·      Algodão;

·      Fio de cobre;

·      Lâmina de cobre;

·      Lâmina de zinco;

·      Pêra;

·      Pipeta:

·      Solução de sulfato de cobre 1 m/L;

·      Solução de sulfato de zinco 1 m/L;

·      Voltímetro.

Procedimento

Adicionou-se em um béquer, 100 mL de solução de ZnSO₄ até a sua metade mergulhando nesta solução parcialmente uma lâmina de zinco e em outro béquer, 100 mL de solução de CuSO₄ e nesta solução, mergulhado parcialmente uma lâmina de cobre, ambas as lâminas previamente lixada. Em seguida, foi preparada uma ponte salina, foi feita a medição da corrente elétrica com a ajuda de um voltímetro. Observou-se e anotaram-se os resultados.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na pilha de Daniell, o eletrodo de cobre metálico, que recebe elétrons, é chamado de cátodo ou terminal positivo, e a lâmina de zinco, que cede elétrons, é o ânodo ou terminal negativo.

A placa de zinco fornece elétrons, oxidando-se, através do fio, para a placa de cobre, que reduzirá íons de cobre na solução.

O experimento da pilha de Daniell forneceu 1,2 V no voltímetro digital e 3,32 mA. Os dois eletrodos foram ligados através de fios a um voltímetro, que fez a detecção ou uso da corrente elétrica gerada pela pilha.

Como afirma a Revista Química Nova (1998), tanto o fio como a ponte salina são condutores (um eletrônico e o outro iônico) que permitem a passagem de corrente elétrica entre os eletrodos metálicos; dos dois condutores, o que tiver maior resistência elétrica, usualmente a ponte salina, praticamente determinará o valor da corrente que poderá circular pela pilha. Daí a importância de que a resistência elétrica da ponte salina, conhecida como resistência ôhmica, seja a menor possível.

A reação envolvida no experimento e descrita nas equações 1, 2 e 3, respectivamente:

Equação 1  

Zn_(s) + CuSO_4(aq) ® ZnSO_4(aq) + Cu_(s)

Zn ® Zn²⁺ + 2e^-

A equação 1 representa de maneira global o que está acontecendo com as soluções e metais. O zinco metálico reage com o sulfato de cobre, produzindo sulfato de zinco e cobre metálico.

Equação 2 

Cu²⁺ + 2e^- ® Cu

A equação 2 mostra que isso decorre da oxidação do zinco, que perde 2 elétrons e transforma-se num íon. Estes elétrons são transferidos pelo fio por atração até o eletrodo de cobre, que recebe estes elétrons. Íons livres de Cu²⁺ na solução são então atraídos para o eletrodo de cobre carregado. Estes íons são reduzidos, transformando-se em Cu e depositando-se sobre a superfície do eletrodo, equilibrando as cargas. Os íons positivos Zn²⁺ criados pelo eletrodo de zinco passam para a solução de sulfato de zinco. Para cada átomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre, um átomo de zinco passa para a solução, doando dois elétrons para o eletrodo de zinco.

Equação 3 

Zn + Cu²⁺ ® Zn ²⁺ + Cu

A equação 3 representa o resultado, a dissolução de átomos de zinco para sua forma iônica, o que corresponde ao depósito de íons de cobre em sua forma metálica.

Deduz-se que com o tempo, íons Zn²⁺ vindos do eletrodo de zinco, combinados com cargas que passam através da ponte salina, aumentam a concentração de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-célula, enquanto que paralelamente haverá redução de concentração na solução de sulfato de cobre, por perda de íons Cu²⁺. Isso provocará diminuição gradual da corrente elétrica, até que a reação cesse e a pilha é considerada esgotada. Os íons Zn²⁺ acabarão alcançando o eletrodo de cobre, envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de íons Cu²⁺, polarizando este eletrodo.

Conforme Mahan e Myers (1995), a ponte salina permite o equilíbrio de cargas para os eletrólitos ou soluções. Para que elétrons saiam do eletrodo de zinco para o de cobre, é necessário o fornecimento desses elétrons também pela solução de sulfato de zinco, que por sua vez precisará de elétrons vindos da solução de sulfato de cobre, que estará com excesso de elétrons, para se equilibrar. A ponte salina permite a passagem dessas cargas entre as soluções ou eletrólitos.

A ponte salina consistiu em um tubo em U cheio de uma solução de iodeto de potássio. Na ponte salina os íons I^- migram em direção ao ânodo e os íons K⁺ em direção ao cátodo, à medida que a célula é descarregada.

              Segundo Russell (1994), a ponte salina preenche três funções: separa fisicamente os componentes eletrólitos, provê a continuidade elétrica (um caminhos contínuo para a migração dos ânions e dos cátions) na célula e reduz o potencial de junção líquida, uma diferença de potencial produzida quando duas soluções diferentes são postas em contato entre si. Esta diferença se origina pelo fato do ânion e do cátion migrarem através da região de contato ou junção líquida, com velocidades diferentes. Se o ânion e o cátion na ponte salina migrarem com velocidades praticamente iguais, o potencial de junção líquida é minimizado, e isto simplifica a interpretação da medida da tensão de uma pilha.

Logo, a função da ponte salina é evitar que ocorra a acumulação de cargas em ambos os lados, pois ela permite a difusão dos íons negativos do béquer da direita para o da esquerda e vice-versa. Se está troca de íons não fosse possível, imediatamente, haveria um acúmulo de cargas em ambos os lados. Consequentemente, o fluxo de elétrons através do circuito externo seria interrompido e a reação de oxidação-redução, também seria interrompida. Portanto, embora a ponte salina não participe dos processos químicos, ela é imprescindível para o funcionamento da célula.

As lâminas de zinco e cobre foram lixadas a fim de se remover impurezas e óxidos das lâminas, que atuarão como bloqueadores para a passagem de elétrons.

A lâmina de zinco fornece os elétrons, pois na combinação de zinco e cobre, conforme a fila de reatividade, o zinco tenderá a ceder elétrons para o cobre.

A lâmina de cobre possui o maior potencial de redução, pois esta se reduz na pilha de Daniell, passando de Cu²⁺ para Cu.

De acordo com Russell (1994), as semi-equações segundo a tabela de potenciais padrão de redução para os metais zinco e cobre são:

Equação 4

Zn²⁺_(aq) + 2e- ® Zn_(s)      E° = -0,76 V   (Anodo)

Equação 5

Cu²⁺_(aq) + 2e- ® Cu_(s) E° = 0,34 V    (Catodo)

Equação 6

E° = + 0,34 - ( - 0,76 )

E° = 1,1 V (Valor de tensão teórico para todas as pilhas).

Como o potencial de redução do cobre é maior do que o do zinco , ele vai se reduzir (cátodo) e o zinco, se oxidar (ânodo).

CONSIDERAÇÕES

Ressalta-se que, a pilha ou célula eletroquímica é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica. Uma reação de oxi-redução é estabelecida, estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes, de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus elétrons através de um fio ou circuito externo. O experimento da pilha de Daniell permite a compreensão do mecanismo que gera eletricidade nesse tipo de pilha.

REFERÊNCIAS

Experimentação no Ensino de Química. Experimentos sobre pilhas e a composição do solo. Revista Química Nova na Escola, número 8, novembro, 1998.

FARIAS, Daniel. Eletroquímica: pilhas eletroquímicas. Dom Bosco. Matesc, Curitiba-PR, 2009.

MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química um curso universitário. 4ª edição São Paulo: editora blucher, 1995.

RUSSELL, Jhon B. Química geral. Volume II, segunda edição. São Paulo: Person Makron Books, 1994.

SILVA, B. O da; CÂMARA, S.C; AFONSO, J.C. Série histórica da composição química de pilhas alcalinas e zinco-carbono fabricadas entre 1991 e 2009. Revista Química Nova, volume 34, número 5, 2011.



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Será se o amor tem algo a ver com a Química? 

  EXPLICAÇÃO CIENTÍFICA: o amor é causado por um fluxo de substâncias químicas fabricadas no corpo da pessoa apaixonada. Essa quadrilha de hormônios são: adrenalina, noradrenalina, feniletilamina, dopamina, oxitocina, a serotonina e as endorfinas. 

O AMOR É PURA QUÍMICA! 

Como explicar as mãos suando, coração acelerado, respiração pesada, olhar perdido, o ficar vermelho quando se está perto do ser amado?

Com tantos peixes no oceano por que escolhi você? (strike)

Todos temos um modelo de parceiro ideal escondido em algum lugar de nosso subconsciente. É esse modelo de amor que vai decidir qual pessoa, em uma multidão, vai chamar nossa atenção.

   A sensação de perder o controle quando surge o amor é comum.mas poucos sabem que essa emoção pode ser explicada pela química, aquela ciência que se aprende na escola com tantos nomes difíceis de se pronunciar.

   A humanidade tem, através da história, atribuindo ao coração o centro do amor. Mas os cientistas nos mostram que o amor representa tudo em nossas mentes e cérebro. E ele é alimentado pela nossa química. Quando duas pessoas se sentem atraídas, ocorre uma explosão de substâncias químicas e de adrenalina neurais por todo o corpo.

   Tudo começa quando você se sente atraído por alguém, o corpo passa a produz feniletilamina, uma substância que causa a sensação de euforia e alegria. O corpo também libera a noradrenalina e a acetilcolina que causa uma aceleração no metabolismo , ou seja ,deixa o organismo agindo mais rápido, isso ocorre na primeira etapa, a da aproximação.

   Depois quando os indivíduos se conhecem melhor, outra substância passa a ser produzida pelo corpo, a endorfina, mas a sensação é a oposta provocada pela feniletilamina.  pois causa a sensação de tranqüilidade é nessa fase que geralmente começa o desinteresse por um dos parceiros ou ambos já que o corpo não consegue produzir uma quantidade suficiente de substâncias (feniletilamina, noradrenalina e acetilcolina)  encerrando por vezes o fim de um relacionamento. 

As pessoas apaixonadas têm níveis mais baixos de serotonina e os circuitos nervosos associados à avaliação dos outros são reprimidos. Esses níveis mais baixos de serotonina são os mesmos encontrados em pessoas com transtorno obsessivo-compulsivo, o que pode ser a explicação da obsessão que os apaixonados têm por seus parceiros.

No amor romântico, quando duas pessoas fazem sexo, a oxitocina é liberada, o que ajuda a unir os parceiros.

O hormônio oxitocina está "associado à habilidade de manter relacionamentos interpessoais e laços psicológicos saudáveis com outros indivíduos". Quando é eliminada durante o orgasmo, ela começa a criar um laço emocional: quanto mais sexo, mais forte o laço. A oxitocina também está ligada aos laços afetivos entre mãe e filho, nas contrações uterinas durante o parto e na "descida" do leite para amamentação.

As endorfinas, os analgésicos naturais, são importantes nos relacionamentos duradouros. Elas produzem uma sensação de bem-estar, incluindo um sentimento de calma, paz e segurança. Assim como a dopamina e a norepinefrina, as endorfinas são eliminadas durante o sexo; elas também são liberadas durante o contato físico, exercícios físicos e outras atividades. as endorfinas induzem a uma "dependência semelhante à das drogas". 

Meu cúpido usa drogas!

Existem várias substâncias químicas correndo em seu sangue e em seu cérebro quando você está apaixonado. 

• A dopamina produz a sensação de felicidade, é considerada o "elemento químico do prazer".

•  A adrenalina causa a aceleração do coração e a excitação.    A noradrenalina é o hormônio responsável pelo desejo sexual entre um casal, nesse estágio é que se diz que existe uma verdadeira química, pois os corpos se misturam como elementos em uma reação química.

• A norepinefrina é semelhante à adrenalina e causa a aceleração do coração e a excitação.
• A vasopressina é um hormônio antidiurético, é outra substância associada à formação de relacionamentos duradouros e monogâmicos.

• O estrogênio e a testosterona agem na questão sexual.

• A dopamina e a norepinefrina, estes dois elementos juntos, causam elevação, energia intensa, falta de sono, paixão, perda de apetite e foco único.

• A tontura inicial que surge quando estamos nos apaixonando inclui um aceleramento do coração, rubor na pele e umidade nas mãos. isso ocorre por causa da dopamina, norepinefrina e feniletilamina que eliminamos.

• Os altos níveis de dopamina também estão associados à norepinefrina, que aumenta a atenção, memória de curto prazo, hiperatividade, falta de sono e comportamento orientado. Em outras palavras, casais nessa fase se concentram muito no relacionamento e deixam de lado todo o resto.

•    A oxitocina e a vasopressina interferem nas reações químicas da dopamina e norepinefrina, o que pode explicar por que o amor romântico se apaga quando o relacionamento se fortalece.

Você já chegou a pensar em classificar esse sentimento como um vício?

Se sim, você estava certo. 

Os cientistas estão descobrindo que o mesmo processo químico que ocorre nos viciados, ocorre quando nos apaixonamos por alguém.O amor é um estado mental químico que faz parte de nossos genes e é influenciado pela nossa criação. 

 Quem inventou o amor me explica por favor! (Renato russo) 

      O amor romântico nos estimula e motiva. Ele também é essencial para a continuidade de nossa espécie. Sem os laços do amor romântico, viveríamos em uma sociedade completamente diferente, que lembraria uma sociedade primitiva, dos animais (mas não todos). As substâncias químicas que percorrem nosso cérebro quando estamos apaixonados têm várias finalidades, mas seu objetivo primordial é a continuação de nossa espécie. São estas substâncias que nos fazem querer formar famílias e ter filhos. Depois que temos filhos, estas substâncias mudam para nos encorajar a permanecermos juntos e criar as crianças. De certa forma, o amor é apenas um vício químico que existe para que continuemos nos reproduzindo.

Etapas do amor

Desejo ou paixão erótica

O desejo e o amor romântico são coisas diferentes, causadas por fundamentos diferentes. O desejo desenvolveu-se com o propósito da união sexual, enquanto o amor romântico desenvolveu-se pela necessidade de laços para a criação dos filhos. Então, ainda que tenhamos desejo sexual por nossos parceiros românticos, há vezes em que não temos, e não há problema nenhum nisso. Ou, talvez, tenhamos desejo por nosso parceiro e por outras pessoas. Feromônios, aparência e nossa própria idéia do que buscamos em um parceiro também são fatores importantes para definir nossos desejos. Sem desejo, talvez nunca encontremos aquela pessoa especial. Mas, se por um lado, é o desejo que nos faz "procurar", é a nossa necessidade de romance que nos leva à atração.

Atração ou paixão romântica

Os sentimentos iniciais podem vir ou não do desejo, mas o que acontece se o relacionamento progredir é a atração. Quando a atração ou a paixão romântica entra em cena, é comum perdermos nossa capacidade de pensar racionalmente, pelo menos no que diz respeito à pessoa pela qual estamos atraídos. O velho ditado "o amor é cego" aplica-se a este estágio. Fazemos vista grossa a todos os defeitos dos nossos parceiros. Nós os idealizamos e não conseguimos tirá-los da cabeça.

União ou compromisso.

A fase da união ou compromisso é o amor que dura. Vocês já passaram da fase do amor fantasioso e estão entrando no amor real. Esta fase do amor tem que ser muito forte para suportar uma série de desafios e problemas. A idealização existe para manter as pessoas juntas e felizes em seus casamentos.

"O amor existe acima da cintura, o desejo, abaixo. O amor é lírico. O desejo é obsceno." (John Money)

Eles não são “galinhas” são apenas viciados no amor!

Os chamados “galinhas”, meninos e meninas que ficam com mais de um parceiro, e trocam de namoradas (os) como trocam de roupas, precisam da sensação da dopamina, norepinefrina e feniletilamina, tão parecida com a sensação gerada pelas anfetaminas. Como o corpo adquire uma certa tolerância a essas substâncias, é necessário uma dose cada vez maior. Essas pessoas pulam de relação em relação, sempre em busca de mais.

Olhe nos meus olhos!

O Professor Arthur Aron, da Universidade do Estado de Nova York, em Stonybrook, estudou o que acontece quando as pessoas se apaixonam e descobriu que olhar nos olhos da outra pessoa tem um grande impacto. Em uma experiência, o Professor Aron colocou desconhecidos de sexos opostos juntos por 90 minutos e pediu que eles conversassem sobre detalhes íntimos. Ele então pediu que eles olhassem nos olhos uns dos outros por 4 minutos, sem falar. Os resultados? Muitos participantes sentiram atração por seus parceiros após a experiência, e dois acabaram se casando 6 meses depois.

O teu olhar no meu olhar estremese e faz efeito, e tudo acontece se for daquele jeito!(strike)

E agora será que acabou?

A velocidade em que a paquera evolui geralmente determina o sucesso do relacionamento. O que eles descobriram é que quanto mais longo o tempo de paquera, mais forte será o relacionamento.

Os sentimentos de amor apaixonado acabam enfraquecendo com o passar do tempo. Estudos mostram que o amor apaixonado perde a força rapidamente e praticamente desaparece depois de 2 ou 3 anos. As substâncias responsáveis pelo sentimento de amor (adrenalina, dopamina, norepinefrina, feniletilamina, etc.) definham. De repente, seu parceiro começa a ter defeitos.

Mas acontece que essa sensação pode não durar muito tempo, neste ponto os casais têm a impressão que o amor esfriou. Com o passar do tempo o organismo vai se acostumando e adquirindo resistência, passa a necessitar de doses cada vez maiores de substâncias químicas para provocar as mesmas sensações do início. É aí que entra os hormônios ocitocina e vasopressina, são eles os responsáveis pela atração que evolui para uma relação calma, duradoura e segura, afinal, o amor é eterno!

O amor é cego?

Você fica se perguntando por que ele mudou?

Na verdade, ele provavelmente não mudou nada; é você que agora consegue enxergá-lo racionalmente, sem o filtro dos hormônios do amor cego e apaixonado. Nessa fase, ou a relação é forte o suficiente para durar, ou termina.

Se o relacionamento prossegue, outros elementos químicos entram em cena. As endorfinas, por exemplo, ainda garantem a sensação de bem-estar e segurança. Além disso, a oxitocina ainda é eliminada quando você faz sexo, produzindo sentimentos de satisfação e união. A vasopressina também continua a agir.

DEPOIS DESSA EXPLICAÇÃO, ROLA OU NÃO ROLA UMA QUÍMICA?

REFERÊNCIAS

1 A química do amor. Disponível em www.brasilescola.com/quimica/a-quimica-amor.htm.

2 Globo repórter exibido em 05 de fevereiro de 2010.

3 Ano internacional da química. Disponivel em quimica2011.org.br/images/stories/AIQ2011_Amor.

Um químico chamado...

LORENZO ROMANO AMEDEO CARLO AVOGADRO

                    Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro Di Quarequa e Di Cerreto nasceu em Turim, Itália em 09 de agosto de 1776 e viveu até 9 de julho de 1856. Em 1789 (com 13 anos) licenciou-se em filosofia e em 1792 (com 16 anos) bacharelou-se em jurisprudência. Em 1800 inicia sérios estudos em matemática e física. Em 1820, recebe o título de Professor Emérito da Universidade de Turin. Seus trabalhos mais importantes foram publicados entre 1811 e 1821.

          Do ponto de vista histórico, ficou conhecido pela hipótese, afirmada em 1811, de que nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais de diferentes gases contêm igual número de moléculas.

      Foi ele que demonstrou pela primeira vez que muitos gases são formados por moléculas que contém mais de um átomo como por exemplo H2, O2 e Cl2, fundamental para a compreensão de sua hipótese.

         A partir das relações entre os volumes de O2 e H2 para formar a água conclui que a proporção entre seus átomos é de 2:1. Até então a fórmula da água éra considerada como sendo HO e não H2O.

        Foi um dos fundadores da físico-química, mas não foi reconhecido em sua época por ser uma pessoa muito retraída, considerado como pouco preciso e publicar em revistas pouco reconhecidas pelos cientista de sua época. Somente dois anos depois de sua morte, seus colegas reconheceram o quanto sua hipótese ajudava na resolução de problemas de química.

          A constante que nós dá o número de partículas (átomos, moléculas, íons, elétrons, etc) presentes em um mol de tais partículas recebe o nome de CONSTANTE DE AVOGADRO em sua homenagem.

           O valor utilizado para fins didático da Constante de Avogadro é de 6,02x1023 mol-1. A primeira determinação de seu valor aproximado foi feita por Robert Brown em 1827.

Avogadro - a sua contribuição para a Química

     Para se compreender a contribuição de Avogadro, são necessárias certas considerações das idéias que estavam se desenvolvendo naquela época. A própria Química estava começando a se tornar uma Ciência Exata. A Lei das Proporções Definidas e a Lei das Proporções Múltiplas eram bem aceitas por voltas de 1808, quando John Dalton publicou o seu "Novo Sistema de Filosofia Química". Lá ele propunha que os átomos de cada elemento possuía um peso atômico característico, e que eram os átomos que seriam as unidades das combinações químicas. Entretanto Dalton não tinha uma forma de determinar os pesos atômicos de uma forma precisa, de modos que ele fez, erroneamente, a proposição que, no composto mais simples entre dois elementos, existiriam apenas um átomo de cada elemento. Assim sendo, a água, por exemplo, seria HO. Seguramente essa proposição foi imposta a Dalton pelo seu profundo caráter religioso, pois era um Quaquer convicto, e obrigado por isso a levar a vida de uma forma o mais simples possível - daí a idéia que os compostos deveriam também ser os mais simples possíveis.

          Nessa época, Gay-Lussac estudava rações químicas de gases, e achou que as razões entre os volumes dos gases reagentes eram números inteiros pequenos. Imagine: um volume de oxigênio reagindo com dois volumes de hidrogênio para produzir dois volumes de vapor d'água - relação de 1:2 entre os gases reagentes! esse fato teria providenciado um método lógico de medição de pesos atômicos, mas o próprio Gay-Lussac não percebeu a profundidade do seu achado, e não levou adiante os seus estudos nessa direção. Foi Dalton que sentiu que uma relação simples, de números inteiros dos volumes dos gases que reagem, implicam uma igualmente simples relação entre as partículas que reagem. Entretanto, como Dalton pensava em partículas como sendo átomos, ele não conseguia entender em como uma partícula de oxigênio poderia produzir duas partículas de água! e daí, tratou de detonar o trabalho de Gay-Lussac, pois o que ele dizia era uma ameaça direta para a sua nascente Teoria Atômica.

        Em 1811 Avogadro publicou um artigo num jornal científico na época obscuro, o "Journal de physique", onde ele fazia a distinção clara entre moléculas e átomos. Ele mostrava que Dalton confundia os conceitos de átomos e moléculas. Afirmava que os "átomos" de hidrogênio e oxigênio eram na verdade "moléculas" contendo dois átomos cada. Assim, uma molécula de oxigênio reagiria com duas moléculas de hidrogênio, produzindo duas moléculas de água. Simples, não? Não para aquela época! daí Avogadro sugerir que:

          "Volumes iguais de todos os gases à mesma temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas" o que é hoje em dia conhecido como Princípio de Avogadro.

        Entretanto, como Avogadro trabalhava só, escrevia em jornais obscuros, era muito religioso (sem ser piegas) e muito modesto, o seu trabalho foi largamente negligenciado, ainda porquê estava na moda a nascente Eletroquímica, que estudava a decomposição de sais pela eletricidade. Essa ciência, desenvolvida por Galvani e por Volta, veio a ter na época o seu mais criativo pesquisador, Berzélius, que não podia aceitar as idéias de Avogadro, pois acreditava que um composto deveria conter uma porção positiva combinada com uma porção negativa, tipo Na+Cl- - como então imaginar dois átomos iguais tipo H e H se combinando para estarem juntos numa mesma molécula? Impensável, como que o hidrogênio poderia ser, ao mesmo tempo, H+ e H- ? Assim, o trabalho de Avogadro foi completamente negligenciado, permanecendo na obscuridade por 59 anos!

         Dessa forma, o conceito que prevaleceu por quase sessenta anos após a publicação dos trabalhos de Avogadro era de que uma composição química deveria ser formada pela atração de partículas contendo cargas opostas. Esse conceito atrapalhou tanto o desenvolvimento de uma química centrada em um conceito único, sólido, que os químicos acabaram por se reunir em um grande conselho, a Conferência de Karlsrue, na Alemanha, em 1860, para debater principalmente assuntos como a natureza da água - era ela HO ou não?                Nessa conferência, Stanislao Cannizarro teve que forçar a apresentação do seu compatriota Avogadro, mostrando que suas idéias permitiriam não só a determinação das massas atômicas das moléculas, mas também, indiretamente, dos seus átomos constituintes. Estava ali a chave para a determinação da molécula de água como H2O e, subsequentemente, da unificação da química em torno de uma base única, de um conceito firme e sólido.

O número de Avogadro

           Só muito depois de Avogadro é que o conceito de mol foi introduzido: desde que o peso molecular em gramas (mol) de qualquer substância contém o mesmo número de moléculas, então, de acordo com o Princípio de Avogadro, o volume molar de todos os gases deve ser o mesmo (de fato, 22,4 L nas CNTP). O número de moléculas em um mol é hoje conhecido como Número de Avogadro, mesmo que ele próprio nunca o tenha, ele mesmo, o determinado.

            Como sabemos muito bem, o número de Avogadro é inimaginavelmente grande, muito difícil de se compreender, o seu valor aceito atualmente sendo 6.0221367 x 1023. Existem muitas formas de se tentar visualizar o tamanho de tal número, por exemplo:

- Se você cobrir a superfície do Brasil de caroços de milho de pipoca, o país ficaria coberto com uma camada de caroços com uma altura de aproximadamente 12 quilômetros.

-Se você conseguisse contar átomos numa velocidade de dez milhões de átomos por segundo (1 x 107 átomos/s), você levaria dois bilhões de anos para contar os átomos de um mol.

-Se você tivesse o número de avogadro de moedas de 1 Real, quanto você acha que elas pesariam? Algo como 2 x 1018 toneladas.

-O número de Avogadro de uma pilha de papel de arroz de 1/4000 centímetro de espessura cada teria uma altura 100 milhões de vezes maior que a distância terra-sol.

A determinação do número

           Cannizarro, por voltas de 1860, utilizou as idéias de Avogadro para obter um conjunto de pesos atômicos, baseado no fato de que um volume de oxigênio era 16 vezes mais pesado do que o mesmo volume de hidrogênio. Em 1865, Loschmidt utilizou uma combinação de densidade líquida, viscosidade gasosa e a teoria cinética dos gases para estabelecer, aproximadamente, o tamanho de uma molécula, e portanto o número de moléculas em 1 cm3 de um gás. No século 20, as experiências de gotas de óleo de Mulliken (ou Millikan, como escrito em muitos livros em português) deu bons valores, que foram utilizados por muito tempo (dica: procure-as no seu livro de Química Geral). O método moderno envolve a medida da densidade de um cristal, o tamanho de sua cela unitária, e da massa relativa do átomo que o constitui. São portanto empregados Medidas muito boas foram feitas por esse método no National Institute for Standards and Technology (NIST).

           Hoje, o Número de Avogadro não é mais chamado de "número", mas sim de Constante de Avogadro, pois o mol é agora reconhecido como sendo a constante universal de medida de quantidade de substância.

“Os sujeitos de qualidades extraordinárias dependem do tempo em que vivemos.

Nem todos tiveram a época que mereciam e muitos que tiveram não souberam aproveitá-la.

Alguns merecem tempos melhores, pois nem tudo o que é bom triunfa sempre. Todas as coisas têm suas estações e até os valores estão sujeitos à moda. Os sábios tem uma vantagem: é eterno.

Se este não é o seu século, muitos outros serão.”

Referências

FARIAS, Robson Fernandes. Para gostar de ler a História da Química. Campinas, SP: Editora Átomos 3ªedição, 2008. P 77-78.

BENSAUDE-VICENT, Bernadette; STENGERS, Isabelle. História da Química. Instituto Piaget: Lisboa, 1992. P 102, 172-175, 185, 196,200, 213, 329, 342.

Disponível  http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/br.