20

O na - cienciamao.usp.br · a lista das substâncias obtidas em esta- do elementar: por sua grande reativi- ... fazendo-se dewsitar, wr via alstroli- tica um mctil sobre uma forma

  • Upload
    ngohanh

  • View
    222

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

' rnspuisArcownuLroat*: Roi simio MUhia' Onivnridded#Sõ Pmlo

TEXTO ikkulo): CoIsbxac& & Carlol V. de M&

(luinzanelmenti. i c o l i d o ''Os CkntisteI" aprasanta um tasckdo. u m "Kit" p a n awii(Lnciase um Manual de I n s t ~ C b i s . O prfmeim c o n u d k vida e e obra de um grande homemdo mundo ciintMco. O "Kit" parmil id que vocó n i l l ze axpaiiOnclar. que cornpmvim na odtica alaumasdas mais i m w n e n t s s d e m k n a s ou 1ii8eatibe1a;idas palo cientin;foeailudo. O Manualde I n s t ~ ã i i i . al6mdaotienth-10 na nallzecdodas a ~ d ô n c i a r , leva-10-6. em cada passo. e conclulr sszinho os ptinclploe que arco wndo dernon~rados. Ao final da c o l i d o . v o d ter6 formado u u piqueno iaborat6iio - pamit indo a ~al iZ0*0 de in6mens erpei!4ncias no oampo da Flsiu: (lulmica s Biolople -, a16m de t a s v o l u n w ~ compostos Nu b l o g d i i s encadernadas dos cientistas. Cada f ~ i c l c u l o t e d vinte p6pinI i . quatro capa1 e d e u s u l 1 plginas intimas: apenas em11 devedo u r snciaim1d.r. Rstiradi1 11 CIPI d01hr lcu io i . .ncadirn.-os em u a u n c i a cronolbdca. m u i n d o a 0d.m de - - - - - . - . ~ ---- - - - - - - - -~-.---- ~- - - -

numorIcdo das pbpin11. AI c e p a u n o ponasb vendi nas bsnc.slogo ip4s o U l imo h u k u l o d e c d e volume.

V c d pod. compiii nurn(ms mnudos denr col@o p l o pngo do oltimo h r b u l o aui astivi, nas banu. ..Peu-o ao uu iom.ldm ou mo dlmtibuldoi a n v i i i * ~ b t i i na w i siriad.. E. v& mon sh bulo pdid m m - tni Qualguir nGmm i t n u d o no* u p u i n a ndinçoi: Rui Idp id i im ToMm 773 1-ntml: Ru i Anmnbd. Ianos 435 IPmhal: Rw Jolo hnl- n. 197 1hp.I: Rua Joiguim Rotiaw.427 1J.dIn.l: iam 111- Nonmbm. 10) i a n t e ~ n d 6 1 . N. = i r i a O MO * ~ i n e i m oi n(imm. amwios 1 e m i i r ancontrados na Rui Sacadum hhl. 141. NOimml i t n u d o i #dom tamwm ser mnmmindadosdint.nwnte b AbN SA. Cdtunl i I n d u ttiil. sdxa ponil945 ou 3-20, €40 Piulo, M i n t a oenvlo de um chmw nadv.1 am Slo Paulo. Oualouir bnco b u sldid. m&d wndn-lh. o I

A gaivinop~astia consiste no depósito. mr via eimro~itics, de camadasde mnal sabis a supemcisds um objeto. Canrfifui uma dar imponanteiaplicaFdea pratislirdaderfilise. na medida em que melhora as propiedades de canos msrenais. aumentando, por exemplo. sua rasinenoia d coriwüo. NBRS kit. VOE& vai revesir~ewao de uma camadrde cobre S. em semida. retirar e o ~ a camada. Vai ainda cobrear um prwo. srincai um outro. Racairendoa uma iolu@o debguacom limdo. tesa* a resist8ncia desses pregos galvanizados A comaio. tomando. como reierencia. um prego que não tenha sofrido qualquer tratamento.

Essa calxa da Expariãicias nBo pode seivendida s w a n d e m n t e do hscleulo. do qual faz p a m .

JAROSLAV HEYROVSK

N o fmal do século XVIII, os mis- térios do pouco conhecido e mal defmido fluido elétrico

ainda desafiavam a curiosidade dos pesquisadores. Os químicos já sabiam, no entanto, que a corrente elétrica podia decompor certas substâncias. Em 1789, A. Paets van Troostwijk e J. R. Deiman decompuseram a água pela eletricidade, embora não tivessem notado o desoren-

Volta sobre sua descoberta fosse publi- cado na revista da Royal Society de Londres, em 1800, William Nicholson e Anthony Carlisle - que dele tiveram conhecimento por intermédio de um amigo - haviam estudado a decom~o- si& da água pela pilha e, a seguir, des- crito a eletmlise de soluç5es aquosas de vários sais com libertacio de oxiaènio e

dimento do oxigênio e do hidrogênio E; 1803, J6ns Jacob Berrelius e Wil- nos wlos da máquina eletrostática que liam Hisinger realizam experiências se- empregaram. As pesquisas nesse campo melhantes i descobrem que, na eletró- esbarravam, porém, ante uma dikicul- lise dos sais, se formam bases no pólo dade: não existia um aparelho capaz de negativo e ácidos no positivo. Deduzem produzir eletricidade com a intensidade assim que ácidos e bases transportam e a continuidade necessárias. cargas elétricas opostas.

A situação muda a partir de 1794, A observação dos fenómenos produ- suando Alessandro Volta descobre a zidos nas substhcias pela Dassaaem da pilha que toma seu nome. corrente elétrica revol"cioia a ~Üimica

Antes mesmo que o relatório de da primeira metade do século XIX. Sur- 701

,%;6p@em novas teorias sobre a &idade quí. ?<*.'.I;. ica, e diversos elementos são desce <.i ~%-?Los. OS químiws, no entanto, , interessam-se exclusivamente pelos as- ;II Dectos aualitativos da eletrólise.

["*h& a um fiico, Michaei Faraday, unciar as primeiras leis quantitativas

do fenômeno eleaolítico. Em 1832. ele estabelece que a quantidade de elc&lito decomposta pela elnrólise C pmpor- cional à duracão e à intensidade da wr-

B - -2kendo incorporados à nomenclatura ele-

@Etroquhica. O GRANDE FUTURO

DOS "CAMINHANTES" I Os conhecimentos oriundos da eletró-

lise de~am grande impulso à Química A observação indireia do comporta- mento dos íons nermitiu uma nova interpretação da afiidade química e forneceu dados para o entendimento da organização da molécula

Não foram menos valiosas as wntri- buições à Química aplicada Já em 1807, Humphry Davy miara isolar, por eletrólise, os wmponentes de uma solução aquosa de sais alcaliios. Não obtivera êxito, embora tivesse empre- gado uma pilha de Volta wm 250 pa- tas (uma das mais potentes até a t a 0 construídas). No entanto, ao repetir a experiência, wm sais fundidos, conse- gue isolar o sódio e o potássio.

A asportância do trabalho de Davy

Os conhecimentos sobre elenólise, acumulados ao longo dos séculos XVI I I e XIX, deramforte impulso d Qulmica. No nlvel teórico. permitiram a reinter~retacão dos conceitos de &idade e de estrutura molenrlar. No c-o diiS a~lfcacões aráticas, ~ r o ~ l c t a r a m o desenwlvimento de val&s&cnic<rF indistriis, enm elas; a galvanoplastla (exemplficada na foto acima. onde, numa c4lula elenolitica. uma chave d revestido decobre). Por volta de 1920. o volume de informa-es parecia dar wr encerra& diversas pesquism eletroquimic&. A descoberta do polarogr&a, por Jaroslav Heyrovsky (ao lado), iria, porem, r$ormular essa opinião, provocando o chamado "rmascimento"da elenoquimica 703

não se reduz ao fato de ele ter ampliado a lista das substâncias obtidas em esta- do elementar: por sua grande reativi- dade, o sódio e o potássio possibili- taram síntesui até então impossíveis. O próprio Davy usou o potássio para reduzir o ácido bóriw a boro, método depois repetido por outros químicos para isolar vários metais. Recorrendo ao processo eletrolítico, Davy isola também o cálcio, o magnésio, o bário e o estroncio.

Na indústria, a eletrólise encontra importante aplicação na galvanoplastia. Consiste no depósito, por via eletrolí- tica, de fmas camadas de metal sobre a suprrfície de um .objeto. O primeiro experimento bem sucedido a esse res- peito deve-se a Luigi V. Brugnatelli,

amigo de Volta. Em 1802, numa carta dirigida a H. van Mons, Brugnatelli anuncia ter conseguido a douração de medalhas de prata, fazendo-as funcio- nar como cátodo na eletrólise de uma solução amoniacal de ouro.

Por volta de 1840, começa a aplica- ção da galvanoplastia em grande escala, quase simultaneamente na Inglaterra e na Alemanha. O método reduz-se. porém, à prateação e douração.

Em 1842, Bottger obtém a primeira niauelacão. aue Dassa à fase industrial em torno de i870, nos Estados Unidos.

A galvanoplastia com o zinco é pro- duzida pela primeira vez em 1890. e só em &&as tiosteriores comecaram a ser exploradas 'outras técnicas 'de revesti- mento eletrolitico, como a cromagem.

Com opolmogr4&mmou-sr possivel o vlpuoiizqão esqmemdtlco do comportamento dos íons duronte o eletldlise. e o o&. rhfda e preclsa, de.pequenas &m;tidodes de omostro. A gronde inovo& do

uso im e/&io dde' corocter&tlcas partlnilmes,

ImUável - o elPwodo o goro f T " . e manino. Ao /&. esquema de um polmo'gr~o com reghtrador fotogr$io: I. N& ele~roKtlco; 2. reservol6rb de mercúrio: 3. tmnbor gboiório: 4. motor elétrico: 5. boterio; 6. cliindro com filme: 7. noivanômem &

utra ti

que consiste na reprodução dc objetos fazendo-se dewsitar, wr via alstroli- tica um mctil sobre uma forma a i a supérfície interna funciona como c&o - foi descoberta por A. A. de Ia Rive, no decorrer de nesauisas sobre o de&- sito de cobre n; pE.10 positivo da piiha de Daniell.

Em 1838. Moritz Hermsnn J m b i tem a idéia de aplicar essa tknica para reproduzir medalhas por via galv8nica. e comunica OS resultados de &s experi- mentos H Academia de Ciências de São Pctersburgo (atual hingrado).

Segundo o processo ortginal de Jsco- bi, prepara-se inicialmente, por c 1 6 lise, um negativo do objeto que se quer reproduzir. O negativo 6 entãa utilizado 706

nocátodo como molde para reproduções sucessivas. O depósito galvânico, no entanto, destacava-se com dificuldade de sua matriz. O inconveniente foi con- tornado em 1840. quando J. Murray demonstrou que se pode tornar eletrica- mente condutora a superficie de qual- quer material, recobrindo-a com pó de grafita. Abrie-se assim caminho para um grande número. de aplicações da galvanoplastia Hoje em dia, reprodu- zem-se, por via galvânica, composiçÒes tipográficas. clichSs, estatuetas, discos. Pelo mesmo método, preparam-se tubos metálicos sem solda e espelhos parabó- licos, e metalizam-se, para fins decora- tivos ou técnicos. objetos de vidro. ceri- mica e plástico. , Na indústria pesada. processos ele- & tro~íticos s. empregdos num dos mé-

Em 1925, Heyrovsky constrói. com a ajuda de um assistente japonh.

Masuzo Shikata, o primeiro I ~olarómdo com re~istrador I - "

mrtomdtico: um tambor rorativo, com filme fotogr@co. Ate essa data. rodos os dados recolhidos eram

manualmente anotados. Os modernos polarÓgrq!os dispõem. em geral, de

registradores depena - que marcam sobre papel milimetrado a curva

correspondente ò variação da intensidade da corrente com o

~orencial a~licado nos eldtrodos. 1 cima; moderna aparelhagem: ao lado.

imagens de seu elbtrodo agora. I

todos de obtenção do alumínio a partir de seus minérios, e na purüicação do cobre.

NUMA GOTA DE MERCÚRIO, UM MUNDO

Por volta de 1920, os estudos de diversos camiros da eletroauímica eram considerado< encerrados: 'os conheci- mentos obtidos permitiam interpretar o fenômeno da eletrólise, empregada tam- btm na análise auímica -NO entanto. uma descobmta i r i mostrar que muitos problemas eletroquímicos estavam ainda em aberto. aue alguns conceitos deveriam ser refbrmulad;>s, que os co- nhecimentos sobre a cisão das molécu- las e a migração de suas partes mnsti- tuintes, durante a eleuólise, eram insuficientes. Esse processo revolucio- nário foi apolamgrqfii.

No campo da técnica, o polmdgrqfo permitiria a visualização esquemática do comportamato dos íons na eletró- lise. bem como análises rbidas e ~reci - sas. mesmo de quantidades de &ostra inferiores a I mililitro. Isso, nos níveis qualitativo e quantitativo.

A polarografia foi descoberta pelo cientista tchecoslovaa, Jmslav Hey- rovsky, quando estudava certa anoma- lia no n r á k o aue traduz a variacão da correnk elhrica com o aumento da tcn- são, num procuiso eletrolitico em que se usa como cátodo o mercúrio gotejante.

Em sintese, a nova modalidade de eletrólise utiiua uma célula eletmlítica de constituição especial: o cátodo d o mercúrio oue cai de um caoilar com a freqüência de 3 a 6 gotas po; segundo; o ânodo pode ser a camada de mercúrio demsitada no fundo da célula: a fonte de'energia é uma baietia de 2 V ou 4 V. Um potenciômetro faz variar contínua e uniformcmentc, por meio dc um motor e uma resistência o mtacia l elétrico aplicado aos el&odos. Um registrador traça a curva da variação da intasi- dade da corrente com avoltagem apli-

cada. Como na ekhóliee de uma solu- ção contendo sais de dilueata metair, cada metal d começa a depositar-se no cátodo quando a força elcwomotriz atinge certo limite @ o l b ~ ~ i a i & &com- pogEçáoj, a curva traçada pelo regis- trador pennitc i den t i f t os wnsti- tuintes da solução. Com o artiticio da gota de mucluio, o cátodo C sempre

I

1 movado, evitando-se a sua "polariza- cão". isto é. aue dnum vroduto da I &trólise se d&sh Lbre 'ele, m d i - cuido-lhe as propriedades.

li A TEDIOSA E TRABALHOSA TAREFA I

Jaroslav Heyrovsky nasceu a 20 de derabro de 1890, em Praga. Seu pai era professor de m i t o m a n o na I Universidade Carlos Ferdinando, na capital tcheca

No curso secundário, o jovem laros- lav manifesto int- especial pela Matemática e oela Fisica. Ao inmessar na ~niversid& em 1909. seu h--se estende-se à Química, particulannentc a Físico-Ouimica No MO seguinte, trans- fere-se para Lod~es, &aí& pelos tra- balhos de Willim Ramsay, o @o- bridor do hélio. Maaiculii9e então no Wniversity Cdlege, onde sofre fone inClu*icia do fisico-químico F. G. Don- asn, aicessor de Ramiay.

b i s de obter o mau de bachrinl. em 1913. inicia, robohentaçia de ~ o n l nan, a tese de doutoramuito, a w i t o da detenninwio do potencial do e16

Dcvi i aos fe&nenos de pmivi. d d e obmpdos no d&i Donnan suncre a seu discimilo o uso de um db Vódo de amálgmi gotejante. O próprio DOMM jl havia usado um elhodo semelhante, em m u i r a s sobre a aivi- dade do ion ródw. A sugestão de Don- nan jntroduz HeymnLy mpmbkmaa de udi tipo de dhmdo que vuia a ocu- par sua &enção duranteioda a csmira cientaica - o elétiodo a gota.

&n mmertdos de 1914, Heyrovsky

encontra-se an Priya, visitando os ph.. quando estoura a Primeira Guerra Mundial.

Durante alguns meses, pode wnti- nuar os trabalhos expetimentais, nq úie titnto de pumiica da Universidade de Praea Em ianeiro de 1915. norém. C chakado a d ç o militar no exército austro-húngaro. Devido à sua delicada constituição fisica, trabalha durante a maior pme do tempo de wn- flito como quimiw e radiologista num howital militar. Nessas condiiões, ek dH prosseguimento aos trabalhos de pes- quis* e, no segundo semesire de 1918, defende tese de doutormento na Uni- versidade & Prana Nela aborda omble- mas sobre o ácido aluminico, a'wnsti- tuição dos duminatos e as substâncias

Perseguindo o aperfeiçoamento

ndtodo criara. imvsky odur o ilosedpio na pisa zrogrgFca. O ~Itado 6 , d o

- ~

permitc a h e de imenos muito

do Instituto de Pol<~>gr&ade

mf6tera oe~cem "duplo pipci", reppuido ora como ki- dos ora como base.

Como requisito para a obtenção do mau de doutor. Hevrovskv submeteu-se iam* ao exime dc fisiia, campo que influenciou prohuidamente sua carreira científííe Seu examinador. o ~rofefsor

mente o estudo do problema que lhe fora apresmtrdo por Kuccra, pesando o

I I mercúrio que escoava do détrodo capi- lar mn diversos potenciais.

Não satisfeito com os ruultadw que vinha obtendo em seu t e d w trabalho

1 I 1 * A I

de pesagem, resolve cmamt~ar as ob- Z seívacões na corrente aue ~ a s s & duran-

B. Kuccra, chamou-lhe a ata& para te a eiurólise. entre o ck&do a gota de certas anomalias notadas na curva que mercúrio e um dçvodo tomado como

tródo a gota de ~mereúrio, quando mcr- gulhPdo numa cuba contenda uma solu- c& diluida de elenúiii. . Heymvxky passa a ensinar Físico- Química na Universidade Cwlos Fedi- nando, primeiro como assistente e, a partir de 1920, como docmte. Ao mesmo tempo, continua persistente-

referência No decom desses exmri- mmtos. descobre os princípios da &I& rografir Os resultados de suas expe- riências são expostos em trabalhos publicados em 1922, na Tchccoslo- váquia, e apresentados num simpósio sobre as reqões e os fenômenos ocorri- dos nos elétrodos, promovido pela Fa- raday Society, em 1923. 709 3

i. r1