O Ano Internacional da Química e a hipótese de Avogadro

Prévia do material em texto

149 
 
O Ano Internacional da Química e a hipótese de Avogadro 
Miriam de Magalhães O. Levada¹ 
Ana Laura Remédio Zeni Beretta² 
Celso Luís Levada³ 
 
Resumo: AVOGADRO será um dos homenageados durante as cerimônias do Ano 
Internacional da Química (2011), promovido pela Unesco e pela União Internacional da 
Química Pura e Aplicada. Amedeo Avogadro nasceu em 09 de junho de 1776, em Turim. 
Graduou-se em Direito e exerceu a profissão de advogado. Posteriormente estudou 
Matemática e Física e tornou-se professor na Academia de Turim. Ele é famoso por ter 
estabelecido, em 1811, o que hoje é chamada Hipótese de Avogadro em que volumes iguais 
de todos os gases, nas mesmas condições de temperatura contêm o mesmo número de 
moléculas. Infelizmente, isso teve pouca repercussão na época e, somente depois de 50 anos, 
no Congresso Karlsruhre (1860), foi reconhecida a grande utilidade de tal Hipótese. 
Palavras chaves: Avogadro, gases, Ano Internacional da Química. 
 
Abstract: AVOGADRO is one of those honored during ceremonies for the International Year of 
Chemistry (2011), sponsored by UNESCO and the International Union of Pure and Applied 
Chemistry. Amedeo Avogadro was born on June 9, 1776 in Turin. He graduated in law and 
worked as an lawyer. Later he studied mathematics and physics and became a professor at 
Academy of Turin. He is famous for having established in 1811, which is now called Avogadro's 
Hypothesis that equal volumes of all gases, under the same conditions temperature contain the 
same number of molecules. Unfortunately, only after 50 years in Congress Karlsruhre (1860), 
recognized the great utility of his hypothesis. 
Keywords: Avogadro, gases, International Year of Chemistry 
 
 
Introdução 
Não temos a pretensão que este texto seja enquadrado na área de história da 
Ciência, apenas temos como objetivo enaltecer o trabalho seminal de Avogadro 
que, de acordo com NOGUEIRA et al (2009) é pioneiro, sendo uma referência 
importante para o nascimento da teoria cinética dos gases. 
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, ainda muito jovem, tornou-se um 
bacharel em direito, obtendo inclusive o doutorado por volta de 1796. Seus 
interesses mudaram a partir de 1800, quando estudou Ciências exatas e optou 
pelo fantástico mundo da Química, ao estudo dos gases e descobriu 
importantes propriedades sobre esse estado da matéria (ALVES, 2010). 
Em 1809, GAY-LUSSAC mostrou que todos os gases se expandiam com o 
aumento da temperatura. A partir deste artigo, Avogadro, então, sugeriu que 
150 
 
todos os gases, a certa temperatura e pressão, deveriam conter o mesmo 
número de partículas por unidade de volume. 
 
No ano de 1811 o Journal of Physique, número 73, publicou o artigo de 
Avogadro intitulado “Essay on a Manner of Determining the Relative Masses of 
the Elementary Molecules” , que discute entre outras coisas a constituição 
molecular de gases. É uma data importante para a história da Química, pois, é 
uma referência sobre um conceito relevante, incompreendido por quase 
cinqüenta anos que, ainda hoje, depois de dois séculos continua a ser 
estudado. 
 
 
A Constante de Avogadro 
Quem nunca ouviu falar sobre o Número de Avogadro? Quem fez o ensino 
médio sabe que o número 6,02 × 1023 é uma constante física fundamental, 
conhecida como Constante de Avogadro, sendo um número padrão para 
representar um Mol de quaisquer entidades elementares de átomos, moléculas, 
íons, elétrons. O que muitos não sabem é que esta constante faz parte de um 
enunciado que demorou 50 anos para ser aceito. 
Segundo FELTRE (1996), a controvérsia teve início quando Avogadro enunciou 
sua famosa Hipótese, em 1811, sugerindo que volumes iguais de quaisquer 
dois gases na mesma temperatura e pressão contêm o mesmo número de 
partículas. De acordo com o enunciado acima é possível determinar o número 
de partículas em uma molécula de qualquer substância gasosa. Uma 
decorrência das idéias em questão foi o estabelecimento de uma constante 
importantíssima na Química que, inicialmente, recebeu o nome de Número de 
Avogadro e, posteriormente, substitui-se por Constante. 
Só em 1860, CANNIZZARO conseguiu mostrar, ao mundo científico, a 
importância do conceito de molécula, que ligada à Hipótese de Avogadro 
completaria brilhantemente a Teoria Atômica. Para OKI (2009), tanto o trabalho 
de Avogadro como o de Gay-Lussac foram rejeitados, especialmente por 
DALTON e BERZELIUS. Uma das principais razões que justificava seus 
151 
 
descréditos pela hipótese, se deve ao fato dela não estar relacionada com a 
teoria Dualística de Berzelius, amplamente aceita na época. Se o 
reconhecimento dos referidos trabalhos tivesse acontecido logo após sua 
formulação, provavelmente a distinção entre os conceitos de átomo e molécula 
teria acontecido antes, antecipando a compreensão das implicações do 
atomismo. 
De acordo com FILGUEIRAS et al (2009), o modelo de átomo de Dalton 
decorre da necessidade de explicar as proporções observadas nas reações 
químicas. O conceito central introduzido por Dalton, o peso atômico 
apresentava uma grande dificuldade. Como determiná-lo? Esta era a questão. 
Então, a hipótese de Avogadro completaria a teoria atômica, mas Dalton não 
concordava com a idéia de que volumes iguais de gases diferentes continham 
o mesmo número de partículas. Então, o período compreendido entre a 
proposta de Avogadro e o Congresso de Karlsruhe foi caracterizado por 
divergências metodológicas e conceituais entre esses estudiosos da Química. 
 
Na Alemanha, em 1860, o químico CANNIZZARO apresentou um artigo no 
Karlsruhe Congress, onde introduzia um novo sistema atômico, inteiramente 
baseado no trabalho de Avogadro, que foi um sucesso e tornou Avogadro 
famoso (MINATTI 2009). Posteriormente, RUDOLF CLAUSIUS, com a teoria 
cinética dos gases, deu mais uma confirmação da Lei de Avogadro. 
Finalmente, VAN 'T HOFF mostrou que a teoria de Avogadro é válida em 
soluções diluídas. A partir disso, Avogadro é saudado, por alguns estudiosos, 
como um dos fundadores da teoria atômica. 
 
CHAGAS (2003) diz que os textos de Química, Física e de História destas 
ciências não mencionam claramente as origens da introdução do nome 
constante de Avogadro, que teria sido proposta em 1909 por JEAN PERRIN, 
em seu artigo Mouvement brownien et réalité moléculaire. PERRIN associa 
também a constante de Avogadro a outras constantes físicas, como a carga do 
elétron, a constante de Boltzmann, k, e a constante de Faraday, F, 
estabelecendo que F = N e. 
 
152 
 
Determinação da Constante de Avogadro 
O primeiro cientista a medir o número de moléculas em qualquer substância foi 
LOSCHMIDT (1865), que usou a então nova Teoria Cinética dos Gases para 
calcular o número de Avogadro. O número obtido, com muita imprecisão, foi 
algo em torno de 2.6 1019. 
As primeiras medições precisas do Número de Avogadro só começaram a ser 
feitas quando Einstein publicou o artigo sobre o movimento Browniano. No 
artigo de Einstein (1905) sobre o movimento browniano há propostas para a 
estimativa do número de Avogadro, isto é, a elaboração de um método para 
obtenção de tal constante. Jean Baptiste Perrin, usando a teoria do movimento 
Browniano desenvolvida por Einstein, realizou várias experiências, a partir de 
1908, com o intuito de determinar o valor do número de Avogadro, obtendoum 
valor de 6, 82 x 1023 moléculas em cada mol. Com isso, Perrin ganhou o 
Prêmio Nobel de Física no ano de 1926. 
Em termos de uma experiência de ensino básico, JONES E CHILDERS (1984) 
comentam que a constante de Avogadro pode ser determinada com razoável 
precisão por eletrólise. Então, prosseguem os autores, de acordo com a 
hipótese de Avogadro, um peso molecular de um grama, ou mol, de uma 
substância conteria um número definido N de moléculas. 
Sabe-se que, durante uma eletrólise, o número de Faraday, F, deve ser o 
produto do número N com a unidade elementar de carga elétrica, isto é, F = N 
e. Como F é conhecido com grande precisão, a Equação dada por F = N e, 
torna-se importante porque ela pode ser usada para determinar o número de 
Avogadro (N) com o conhecimento da carga elementar. 
 
 
Considerando que F = 96522C e que a carga elementar vale 1,6. 10-19C, 
fazendo o quociente obtemos 
 
153 
 
Existem várias outras maneiras para determinação da constante de Avogadro, 
sendo que atualmente a técnica mais utilizada para tal finalidade é chamada de 
método de densidade cristalina por raios-X. 
Em termos de ensino médio, um experimento proposto por RICCHI (2001) usa 
materiais simples e de baixo custo como; azeite; carvão em pó; etanol; água; 
uma bandeja ou uma assadeira retangular grande; um conta-gotas; uma régua. 
Prepara-se uma a solução, de concentração adequada, do azeite em etanol. 
Coloca-se água a bandeja e, no centro aplica-se uma pequena quantidade do 
carvão em pó. Pinga-se uma gota da solução alcoólica do azeite sobre o 
carvão, de uma altura de, aproximadamente 20 cm. Observa-se a formação de 
um filme de azeite, sobre a superfície da água, delimitado pelo carvão. 
Considerando-se este filme como sendo monomolecular e constituído de ácido 
oléico calcula-se o número de moléculas do ácido graxo na gota da solução e, 
daí na massa molar. Os resultados obtidos são muito bons, ficando na ordem 
de 1023, o que é satisfatório, levando-se em conta a simplicidade da 
experiência e as aproximações feitas. 
 
Considerações finais 
 
A intervenção de CANNIZARO, no congresso de 1860, tornou Avogadro uma 
referência na Química, sendo que, em 1911, uma reunião em Turim 
comemorou o centenário da publicação do seu trabalho clássico e sua grande 
contribuição à Química foi reconhecida. 
O trabalho científico de Avogadro não é limitado à teoria molecular, pois, 
durante a carreira, ele propôs idéias originais sobre a estrutura dos dielétricos, 
o comportamento dos ácidos e bases, as relações entre afinidade química, 
eletricidade e magnetismo, o calor específico de gases, capilaridade. Como 
assessor científico academia de patentes de Ciências de Turim, ele analisou 
mais de cem pedidos de patentes sobre as mais diversas questões. 
AVOGADRO considerava que o progresso da pesquisa estava estreitamente 
relacionado com o ensino e tinha um interesse especial no problema da difusão 
do conhecimento científico em relação à preparação básica dos alunos nas 
154 
 
escolas primárias e secundárias. E neste sentido, ele era ativo na Universidade 
de Turim como professor de Física, divulgando conhecimentos principalmente 
destinados a formar professores do ensino médio (CIARDI, 2006). 
Com esses relatos podemos contribuir para exemplificar a importância de 
História da Ciência e sua inclusão na Educação Básica, motivando os alunos 
sobre questões científicas que podem ser abordadas em sala de aula. 
Como curiosidade, para ilustrar da magnitude da constante de Avogadro, 
imagine um computador contando de um até um bilhão em um segundo. Esta 
máquina levaria 20 milhões de anos para contar até 6 x 1023. Finalizando, 
informamos que durante as solenidades comemorativas do Ano Internacional 
da Química (2011) está previsto uma homenagem a Amedeo Avogadro pelo 
bicentenário da formulação de sua hipótese sobre o estado molecular dos 
elementos gasosos. 
 
Referências 
ALVES, L. Equipe Brasil Escola- Sobre Amadeo Avogadro, disponível em 
http://www.brasilescola.com/quimica/amedeo-avogadro.htm, acessado em 
20/11/2010. 
AVOGADRO, L.R. A., Essay on a Manner of Determining the Relative Masses 
of the Elementary Molecules , Journal de Physique, n. 73, p. 58-76, 1811, 
disponível em web.lemoyne.edu/~giunta/avogadro.html, acessado em 
20/11/2010 
CAMARGO, A. J. et al. A Hipótese de Avogadro. Trabalho do curso de 
Química. Universidade Estadual de Goiás, campus de Anápolis, 2005, 
disponível em http://www.cursodefisica.com.br/11-constante-de-avogadro.pdf 
CHAGAS, A. P. As origens históricas da constante de Avogadro. 29a Reunião 
Anual da Sociedade Brasileira de Química. 
CIARDI, M. Amedeo Avogadro e la POLITICA DELLA SCIENZA. In: Italia, LA 
CHIMICA NELLA STORIA, p. 103-107, Anno XXVIII, n. 2, Marzo – Aprile, 
2006, disponível em http://www.didichim.org/download/2006-2_0.pdf acessado 
em 12/01/2011. 
FELTRE, R. Química. vol. 1, 4.ª ed., São Paulo: Moderna. 1996. 
FILGUEIRAS, C. A. et al. Química Nova na Escola, v.32, n.2, 2009. 
155 
 
MINATTI, DR. Amedeo Avogadro: uma entrevista do além!. Revista 
eletrônica do Departamento de Química da UFSC, disponível no endereço 
http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/entrevistas/avogadro.html, acessado 
em 10/11/2010 
OKI, M.C.M. Controvérsias sobre o atomismo no século XIX. Química Nova na 
Escola, vol.32 n.4 São Paulo 2009. 
RAMOS; B. e MENDES, W. T. , A Hipótese de Avogadro e a Lei dos Gases 
Perfeitos, Universidade Estadual de Goiás, Campus de Anápolis, 2005, 
disponível em http://www.cursodefisica.com.br/termofisica/11-constante-de-
avogadro.pdf 
RICCHI , R.A. et al. Determinação do Número de Avogadro através de um 
experimento de fácil execução. Anais do X congresso interno de Iniciação 
cientifica da Unicamp, realizado em Setembro de 2001, disponível em 
http://www.prp.unicamp.br/pibic/congressos/ixcongresso/cdrom/pdfN/650.pdf 
acessado em 18/10/2010. 
SMITH, E.C. Amedeo Avogadro. Nature, n. 2196, Vol. 88, Nov. 30, 1911, pp. 
142-3. 
SZÉLL, T. et al. An approximate determination of Avogadro’s constant. 
Journal of Chemical Education, v. 57, n. 10, p. 735, 1980.