Este é um espaço para divulgação dos trabalhos, interpretações, discussões, analises, reflexões e aprendizados desenvolvidos durante o curso de licenciatura em química.
Temos aqui, a terceira e última parte, das aulas que abrangem a História da Química na Europa medieval.
Nesse vídeo, mostro como se deu a transição entre a alquimia e química e, os responsáveis por essa mudança conceitual. Além disso, são apresentados os tradutores que tornaram os textos árabes compreensíveis para línguas europeias. Dentre eles temos Hermann - o Dalmata, Gerard de Cremona, Bartolomeu da Inglaterra, Vincent de Beauvais e Alberto Magnus (Santo Alberto).
Dentre os primeiros cientistas que trabalharam com química, em sua definição mais próxima de ciência, temos Roger Bacon e Paracelso, os quais já iniciavam uma exclusão de características mágicas dos compostos e, a levarem em conta, efeitos naturais como intrínsecos da matéria. Isso auxiliou na consolidação de uma nova forma de pensamento, na qual, os fenômenos ocorrem devido a existência de leis naturais. Entretanto, antes de chegar aos grandes cientistas formais de química, ainda é apresentado, talvez o último grande alquimista europeu, no caso Nicolas Flamel, que obteve contato com a alquimia pois era um comerciante de livros.
Nicolas Flamel (1330 d.C à 1418 d.C - França)
Roger Bacon (1214 d.C à 1294 d.C - Inglaterra)
Paracelso (1493 d.C à 1541 d.C - Suíça)
Uma das quebras paradigmáticas que essas vídeo aulas sobre a ciência na idade média tenta trazer, é o fato de que tem-se dito a muito tempo que no período houveram treva e, muito pouco desenvolvimento científico. Fica claro, em uma análise crítica que, a ciência começa a se formalizar e a sair do escopo ligado ao misticismo na idade média. Sendo desenvolvidas muitas inovações na área de medicina, engenharia, agricultura e belicismo.
Vale ressaltar que esse é um procedimento básico de tratamento de resíduos químicos, sendo que, existem outros processos para o tratamento de outros compostos. Nesse caso, temos o tratamento de Sulfato de Cobre dissolvido em uma solução aquosa básica, com outros sais e Fenolftaleína, o que torna-se simples o processo de remoção para descarte do Hidróxido de Cobre (composto precipitado no final). Dependendo do composto que possa se encontrar no meio, existe a necessidade de se adicionar carbonatos para forçar um precipitação mais brusca e depois fazer uma filtragem com pH baixo, para evitar que compostos que poderiam ser solúveis na presença de hidróxido, passem livre na fase aquosa pelo filtro e, assim, contaminem o meio ambiente.
O laboratório de química é um ambiente rodeado de material tóxico, sendo que existe grande necessidade de se proteger com o uso de alguns equipamentos, tendo finalidade, evitar o contato da pele, dos olhos e de um aspirar acidental de algum composto.
Entretanto, além de proteger o químico, também existe o fato de que, o material gerado após uma pesquisa, ou seja, o resíduo, tem que ser eliminado de maneira correta. Em geral, nas faculdades, existem laboratórios especializados para fazer o tratamento de material que será descartado. Obviamente, esse material tem que ser armazenado de forma correta e então encaminhado para a unidade que faz o tratamento. Nessas unidades de gerenciamento de resíduos os químicos podem aplicar diversas técnicas para conseguir evitar ao máximo o impacto ambiental que esses compostos causam.
Contudo é bom iniciar o tratamento de forma antecipada, levando para as unidades de tratamento de resíduos somente produtos que sejam bem identificados, por isso é importante sempre marcar nos galões de coleta aquosa quais compostos se encontram misturados naquele meio.
Nesse vídeo, mostro como se fazer um tratamento inicial de resíduos, filtrando a parte sólida da aquosa, que fica retida em papel de filtro. Esse material sólido pode ser incinerado ou, se estiver puro, reaproveitado e, disponibilizado para nova utilização.
O tratamento se baseia em aumentar o pH da solução, forçando assim a precipitação do composto suspenso. Dessa forma, existem duas formas para se remover a parte sólida da líquida, sendo uma a decantação e a outra a filtração. Com o aumento do pH, em geral se formam novos hidróxidos no meio (processo de deslocamento de íons), sendo que, os compostos solubilizados na solução começam a precipitar e ficar num aspecto de gel. O processo de decantação é um pouco demorado, pois, todo o composto necessita passar para o estado sólido afim de ser removido. Entretanto, com a filtração se pode ir passando diversas alíquotas da amostra pelo filtro, removendo mais rapidamente o sólido.
Existem formas diferentes de filtração, sendo que a mais comum para grande quantidades de amostra se baseia na filtração à vácuo. Nesse exemplo, eu uso a chamada filtração por gravidade, ou seja, a solução passa pelo filtro em um sistema verticalizado, tendo como ajuda somente a força da gravidade.
No fim do vídeo existe um bônus, onde mostro como ocorre o processo de decantação de uma solução rica em cobre e fenolftaleína. Esse experimento está com a filmagem acelerada, sendo que o processo todo de decantação leva em torno de uns 10 minutos. Devido a presença do indicador ácido-base fenolftaleína, mostra-se claro que a solução está básica, devido a coloração lilás da parte líquida, enquanto que a parte sólida se mantém em um verde claro.
No fim do ano, é normal que muita gente tente, realizar o sonho, de entrar em uma faculdade, seja a mesma uma faculdade pública, seja a mesma uma faculdade particular.
Entretanto, nem todos conseguem garantir uma vaga, pois é muitos cursos possuem um grande número de postulantes a uma vaga, ou seja, somente aqueles que estão mais acostumados com o ritmo de estudos que uma prova de vestibular cobra, vai conseguir se destacar.
O vestibular pode parecer algo injusto e frustrante, pois você, muitas vezes, vê seus amigos entrando na faculdade, enquanto você não. O que tenho a mostrar nesse vídeo, é uma experiência minha em relação ao processo de amadurecimento, frente a uma escolha.
Não estou ensinando como passar no vestibular, mas sim, mostrando que na maioria das vezes, quem faz com que, o vestibular se torne frustrante, é a nossa perseverança no estudo, ou seja, sempre temos que melhorar a qualidade de nosso estudo, buscar formas alternativas de estudo e também, deixarmos preconceitos de lado (busca por status) e fazermos o que somos bons.
Gostar de algo e projetar algo, não nos faz bons nesse algo... Então, é importante sabermos notar isso e, tomar coragem para modificar o rumo de nossas vidas. Comigo foi assim, com a maioria das pessoas é assim, pois isso é algo normal.
Nesse vídeo, é apresentado um experimento bastante interessante, onde pode-se estudar a condutividade de energia elétrica através de uma solução iônica.
No experimento, são usadas três soluções de Sulfato de Cobre com concentrações diferentes, sendo que o béquer menos concentrado o de coloração mais clara (0,001 mol/L), o intermediário o de coloração esverdeada (0,1 mol/L) e o mais concentrado o de cor azul anil (2,0 mol/L).
O objetivo do experimento é mostrar que o sistema aumenta a condutividade elétrica com o aumento da concentração de solução de Sulfato de Cobre, sendo que, pode-se observar que a relação concentração x condutividade interfere diretamente na intensidade do brilho de uma pequena lâmpada de LED ligada ao sistema.
O efeito ocorre, devido ao fato de que, o Sulfato de Cobre se dissocia em solução aquosa, formando íons Cu2+e íons sulfato SO42-que auxilia na condução elétrica. Os íons atraem os elétrons, ficando carregados e, por necessidade de maior estabilização na solução, os íons se aproximam e dessa forma cria-se um meio mais contínuo para a movimentação elétrica. Logo, com maior concentração de íon no meio, mais fácil se dá a aproximação e dessa forma mais simples a condução elétrica.
Dessa forma, a solução de Sulfato de Cobre age como se fosse uma emenda no fio que se encontra ligado ao sistema elétrico.
Dando continuidade a vídeo-aula sobre história da química, entramos agora no âmbito das invasões árabes no período da idade média.
Nesse período (711 a 1492 d.C.), os árabes rumaram para regiões mais férteis e invadiram partes do Magreb (norte africano), oriente médio, grande parte da península Ibérica e regiões do Mediterrâneo como um todo. Os reinos árabes (califados) duraram por mais de 600 anos, sendo que aos poucos começaram a perder força e sendo substituídos novamente por reinos cristãos.
A nível de ciência, uma das figuras mais importantes foi o califa Kalid ibn Yazid (dinastia Omíada), que ordenou a tradução de todos os documentos alquímicos do grego e latim para o árabe. Isso possibilitou que a alquimia européia se tornasse algo palpável aos árabes. Assim, personagens como al-Razi, Geber e Avicena despontaram como grandes expoentes.
Considerado o pai da alquimia árabe, Geber (721-815 d.C.) foi quem introduziu a ideia de transmutação de metais entre os muçulmanos. Além disso tentou fazer uma caracterização da matéria um pouco mais rebuscada, tentando caracterizar os elementos como dependentes da umidade, secura, calor e frio, ou seja, era baseado nos elementos gregos (água, terra, fogo e vento). Entretanto, a maior contribuição que Geber deu para a ciência foi o desenvolvimento de vidro transparentes, possibilitando assim, a criação de diversas vidrarias.
Outro alquimista muito importante para o mundo árabe foi al-Razi (825-925 d.C.), que estudou muitas frentes da ciência, como astronomia, filosofia, medicina, lógica e metafísica (além de poesia), ele conseguiu criar uma nova definição para os elementos, sendo que, esses agora eram baseados em espíritos (compostos voláteis), corpos (metais sólidos), vitríolos (sulfatos), pedras (rochas), boráxes e sais.
O alquimista árabe mais famoso foi Avicena (981-1037), também conhecido como o Aristóteles árabe. Dentre suas produções, existe o Cânone de Medicina, o qual foi usado até o século XIX, devido a sua descrição de anatomia e tratamentos ser muito precisa. Na alquimia, Avicena foi um dos primeiros a romper com a ideia de transmutação, ele acreditava em porcentagens de mercúrio (Hg) e enxofre (S) para compor os metais, sendo que, um metal puro seria aquele que fosse compostos pelas porcentagens específicas de Hg e S em suas espécies puras. Dessa forma, o ouro (Au), por ser considerado o metal mais nobre, ele seria composto por Hg e S de extrema pureza, sendo que não poderiam ser encontrados livres na natureza, assim, não seria possível produzir ouro, devido ao fato de não se ter possibilidade de trabalhar com o Hg e S o mais puros possíveis.
Nesse vídeo trago uma aula sobre história da química, onde falo sobre o início da idade média com a queda de Roma e o modelo de ciência que estava em vigor na época.
Os romanos foram grandes construtores, arquitetos e metalúrgicos, que beberam muito da fonte grega para o desenvolvimento de tecnologia. Conquistando uma certa tranquilidade no que tange à dominância pela força que a tecnologia trazia em relação aos outros povos da época, pode-se desenvolver características civilizatórias, como uma política embasada em direitos e deveres.
Entretanto, com uma crise política sem precedentes ocorrendo no império, facilitou a entrada de bárbaros no império, havendo o primeiro saque à cidade de Roma em 476 d.C., sendo esse um fato que formalizou a queda do império.
A característica científica da época se estabelecia em uma crença surgida na época de Platão, onde acreditava-se que existia um sábio denominado Hermes Trimegisto, o qual escreveu cerca de 42 livros, sendo que um deles, a Tábua Esmeraldina, continha a definição do que a alquimia estudava. Além disso, considerava-se também como digno de notoriedade, qualquer que fosse o documento que tivesse o selo de Hermes, ou seja, a referência do fato está mais ligada a importância do certificante do que do próprio fato.
Com o crescimento do cristianismo, os documentos certificados por Hermes tornaram-se hereges, uma vez que, a verdade suprema se encontrava nas sagradas escrituras. Obviamente, essa não foi uma medida para calar os pré-cientistas, mas sim, uma forma de cobrar maior notoriedade de um dado, em outras palavras, se for para acreditar em um documento que pode ter recebido um selo falso, então, é melhor acreditar nas sagradas escrituras.
Além disso, o que se desenvolvia nessa época era um processo cultural de defesa, ou seja, foi necessário tomar uma única cultura abrangente que servisse de base para manter a unidade social e regional. Dessa forma, o cristianismo tornou-se a cultura aceita dentro da Europa. Assim, evitava-se que culturas de fora chegassem nos reinos e levassem a uma ruptura da sociedade, ou seja, era uma grande estratégia de defesa popular.
Um outro fato interessante que deve ser ressaltado é que a Idade Média não foi a Era das Trevas como muitos dizem, mas sim, um período onde as pessoas desenvolviam ciência e o mais importante, começaram a organiza-la em temas, buscaram maior notoriedade dos fatos, procuraram desenvolver métodos para ensinar e também registrar os dados descobertos. Foi o período onde surgiram as primeiras faculdades e a criação de tecnologias que levaram ao desenvolvimento de máquinas complexas na idade moderna.
Nesse vídeo mostro duas maquetes bem simples, as quais retratam um sistema que gera eletricidade, em outras palavras, estamos falando de uma pilha e uma bateria.
Existem diversas maneiras de se preparar uma pilha, sendo que o mais importante é encontrar uma boa ponte salina para que ocorra a troca de íons entre as soluções. Para isso pode-se pensar em uma parede porosa que consiga separa duas soluções de um sal que possua o cátion da mesma espécie do ânodo e do cátodo respectivamente. É muito importante que essa parede tenha capacidade de manter uma troca entre as soluções, entretanto, que tenha alguma resistência para se manter íntegra por bastante tempo. Podemos usar para isso vários tipos de materiais, como uma cuba de cerâmica sem pintura e até mesmo um pedaço de mangueira em "U" com uma solução concentrada de algum sal fortemente iônico, sendo que, a ponta da mangueira deve estar tapada com algodão nas suas extremidades.
Esse esquema em "U" é o experimento típico dos cursos de química, mas nesse caso, existe uma vidraria específica para isso e, a solução não é mantida líquida, mas sim, na forma de gel, usando para isso Agar-Agar. No esquema mais caseiro podemos fazer isso com gelatina, solubilizando uma NaCl dentro da mangueira em "U". Essa mangueira pode ser feita desse jeito enrolando um arame maleável na sua superfície e assim dando a forma em "U". É importante ressaltar que o arame não pode entrar em contato com as soluções eletrolíticas. Depois o esquema da pilha é o mais trivial, sendo baseado na pilha de Daniell, ou seja, com células separadas, sendo ligadas pela ponte salina.
Vou deixar aqui o link do experimento que fiz durante o curso de química e que montei uma matéria para esse blog: Pilhas Galvânicas e de Concentração.
No caso da bateria montei com o uso de seringas como células, pois são pequenos tubos transparentes, o que possibilita todos verem a solução de Sulfato de Cobre e de Sulfato de Zinco junto com os metais que são Cobre e Zinco (cátodo e ânodo respectivamente) sendo ligados por uma pequena ponte salina. Essa pequena ponte salina é feita com um pedaço de mangueira ou então com a cobertura plástica de um cabo elétrico (cortei o plástico do cabo com um estilete, afim de desencapa-lo e poder remove-lo como se fosse um tubo). Dentro desse tubo coloquei algodão e cuidadosamente passei o algodão pela ponta das seringas (sem agulha), afim de conecta-las. Obviamente montei a pilha com ela seca ainda, ou seja, sem as soluções. Pelo outro lado da seringa, ou seja, no êmbolo (parte móvel), furando a borracha bem no centro e passando o fio pelo plástico do êmbolo. A borracha veda a seringa evitando que a solução vaze. Na ponta do fio, que fica na parte interna da seringa, deve ser soldado o metal que ira funcionar como eletrodo para aquela determinada célula. Antes de ser fechada a célula, introduzindo o êmbolo, deve-se adicionar a solução eletrolítica. Essa é a parte mais complicada da montagem do equipamento, pois, deve-se pensar na posição exata que a célula irá ficar, uma vez que, com o auxílio de uma agulha, faz-se um furo no plástico que fica virado para cima, para evitar vazamento.
Em outras palavras, podemos dizer que cada par de seringa compõem uma pilha. Afim de conseguir medir uma voltagem maior, ligamos todas as pilhas em série, soldando o fio do cátodo de uma com o fio do ânodo da outra, deixando o fio do cátodo do primeiro par e o fio do ânodo do último par sem serem ligados, tendo como finalidade conecta-los no voltímetro.
Vou deixar abaixo algumas fotos desse bateria que montei.
O equipamento que usei para mostrar que a corrente realmente passa por um sistema e pode ser medida pelo voltímetro é uma maquete com soluções de concentrações diferentes. Mais para frente farei um vídeo explicando mais especificamente como ele funciona.
Referente ao experimento, deve ficar claro que a voltagem gerada é de aproximadamente 4 Volts, mas não é possível gerar trabalho pois a amperagem é extremamente baixa, ficando em torno de 0,01 amperes. Uma bateria de moto por exemplo tem 12 Volts (para isso poderia ser feito um total de 12 pares de pilhas miniaturizadas como fiz com as seringas), entretanto, a amperagem é de 8 amperes, o que possibilita desenvolver trabalho. Uma pilha normal geralmente gera 1 A.
Existe um aparelhinho bastante simples que serve para aumentar a amperagem de pilhas fracas, esse equipamento se chama Ladrão de Joules, em breve trago um esquema de construção, entretanto, é muito simples de se encontrar tutoriais de construção do mesmo na internet.
Eis um adendo: No fim do vídeo eu falo que a bateria consegue produzir uma corrente de 4 V, mas isso não está certo, o correto é tensão em vez de corrente. Corrente se mede Amperes.
