Texto 16 Primeiros Estudos Sobre as Propriedades Elétricas da Matéria

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Texto 16 – Primeiros Estudos Sobre as Propriedades Elétricas da Matéria – 
Fisquim II; prof. Ourides 
Os estudos sistemáticos sobre eletricidade remontam pelo menos até o século 
XVI, quando Sir William Gilbert, médico da rainha Elizabeth I, introduziu o termo 
elétrico, aplicando-o a corpos que, quando esfregados com peles, atraiam pequenos 
pedaços de papel e penas de aves. O termo elétrico vem do grego hlektrou (âmbar), 
palavra que designa uma resina vegetal que se carrega eletricamente ao ser friccionada 
com flanela ou lã. 
Em sua obra De Magnete (1600) Gilbert nega a possibilidade de a atração entre 
os corpos ocorrer por ação à distância e apresenta a seguinte explicação para o 
fenômeno, 
Um eflúvio é exalado pelo âmbar e libertado pelo atrito. Pérolas, 
cornalina, ágata, jaspe, calcedônia, coral, metais e similares são 
inativos quando esfregados, mas não haverá também algo emitido 
por eles pelo calor e pelo atrito? Existe na verdade, mas o que é 
emitido dos corpos densos é espesso e vaporoso (e desse modo não é 
suficientemente móvel para causar atrações). A exalação, então, [...] 
chega ao corpo a ser atritado e, tão logo ele é atingido, une-se ao 
elétrico atrativo. Como nenhuma ação pode ser realizada pela 
matéria senão pelo contato, esses corpos elétricos parecem não se 
tocar; todavia, necessariamente, algo é fornecido de um ao outro 
para entrarem em contato próximo, sendo, portanto, a causa que 
determina a ação recíproca. 
Investigação posterior revelou que materiais como o vidro, após serem 
esfregados com seda, exerciam forças opostas às do âmbar. Deste modo, distinguiram-
se duas variedades de fluido elétrico: o vítreo e o resinoso. Foram projetadas, então, 
máquinas de atrito para produzir elevados potenciais eletrostáticos e usados para 
carregar capacitores na forma de garrafas de Leyden (ver figuras 1 e 2). 
 
Figura1: à esquerda, máquina de atrito; à direita, esquema de uma garrafa de Leyden. 
 
Figura 2: à esquerda, detalhes de construção e operação da garrafa de Leyden; à direita, 
exemplar de 1745. 
Benjamin Franklin simplificou a questão do que seria a eletricidade em 1745, ao 
propor a teoria de que ela seria constituída por um só fluido, segundo a qual os corpos 
atritados entre si adquirem excesso ou uma deficiência de fluido elétrico, dependendo 
de suas atrações relativas pelo mesmo. A diferença de carga resultante determinaria as 
forças observadas. Franklin estabeleceu a convenção de que o tipo vítreo de eletricidade 
é positivo (fluido em excesso) e o tipo resinoso é negativo (deficiência de fluido). Note 
que essa escolha foi arbitrária, uma atribuição oposta não mudaria em nada nossas 
teorias ou resultados. 
Em 1791, Luigi Galvani colocou acidentalmente o nervo exposto de uma perna 
de rã parcialmente dissecada em contato com uma máquina de descarga elétrica. A 
nítida convulsão da perna conduziu à descoberta da eletricidade galvânica. Logo a 
seguir se verificou ser dispensável a máquina elétrica e que a contração poderia ser 
produzida simplesmente pondo em contato, por meio de uma tira metálica, as 
extremidades do nervo e da perna. A ação era aumentada quando dois metais 
diferentes completavam o circuito. Galvani, um médico, denominou o novo fenômeno 
de “eletricidade animal” e acreditava ser característica apenas dos tecidos vivos. 
Alessandro Volta, físico e professor de filosofia natural em Pavia, descobriu que 
a eletricidade poderia ter uma origem inanimada. Empilhando metais diferentes em 
contato com papel umedecido, foi capaz de carregar um eletroscópio. Em 1800 ele 
construiu sua famosa pilha, consistindo em muitas placas consecutivas de prata, zinco 
e pano umedecido em solução de ácido sulfúrico. Dos terminais da pilha, Volta 
conseguia obter os choques e as descargas até então observados apenas nos dispositivos 
eletrostáticos. 
 
Figura 3: à esquerda, pilha de Volta; à direita, um eletroscópio sendo carregado por 
indução. 
A novidade da pilha de Volta gerou entusiasmo e assombro. Em maio de 1800, 
Nicholson e Carlisle decompuseram a água por meio de corrente elétrica, isolando o 
oxigênio em um dos polos da pilha e o hidrogênio no outro. A seguir, foram 
decompostas soluções de vários sais até que entre 1806 e 1807, Sir Humphry Davy usou 
uma pilha para isolar sódio e potássio de seus hidróxidos. A teoria de que os átomos são 
mantidos num composto pela atração entre cargas de sinais opostos ganhou, 
imediatamente, larga aceitação. 
Em 1813 Michael Faraday contava com 22 anos de idade e era aprendiz de 
encadernador. Ele entrou para a Royal Society de Londres como assistente de 
laboratório de Davy. Nos anos seguintes realizou uma serie de pesquisas que 
constituíram os fundamentos da eletroquímica e do eletromagnetismo. Faraday 
estudou intensamente a decomposição de soluções de sais, ácidos e bases por meio da 
corrente elétrica. Com assistência de William Whewell, inventou a elegante 
nomenclatura utilizada nesses estudos: eletrodo, eletrólise, eletrólito, íon, cátion e 
ânion. O eletrodo para o qual os cátions se movem foi chamado de catodo e o eletrodo 
para o qual os ânions se movem foi chamado de anodo. 
Faraday prosseguiu estudando quantitativamente a relação entre a massa de 
uma substância produzida pela corrente empregada (quantidade de eletrólise) e a 
quantidade de eletricidade empregada. Seus resultados se resumem da seguinte 
maneira, 
A potência química de uma corrente de eletricidade está na 
proporção direta da quantidade absoluta de eletricidade que passa 
[...]. As substâncias em que estes eletrólitos se dividem, sob a 
influência da corrente elétrica, formam uma classe geral 
extremamente importante. São corpos que entram em combinação, 
estão diretamente associados às partes fundamentais da doutrina da 
afinidade química e cada um deles mantém uma proporção definida 
em que sempre se originam numa ação eletrolítica. Propus chamar 
[...] os números representando as proporções em que as substâncias 
são produzidas de equivalentes eletroquímicos. Assim, hidrogênio, 
oxigênio, cloro, iodo, chumbo e estanho são íons; os três primeiros 
são ânions e os dois metais, cátions; 1, 8, 36, 125, 104 e 58 são, 
aproximadamente, seus equivalentes eletroquímicos. 
Os equivalentes eletroquímicos não só coincidem como são os 
mesmos que os equivalentes químicos. Penso que não me iludo em 
considerar a doutrina de uma ação eletroquímica definida como da 
mais alta importância. Através de seus fatos, esta doutrina atinge 
mais diretamente e mais de perto, do que qualquer fato ou conjunto 
de fatos anteriores, a magnífica ideia de que a afinidade química 
ordinária é uma mera consequência das atrações elétricas de 
diferentes espécies de matéria. (Faraday, M.; Phil. Trans. Roy. Soc. 
London, Ser. A, 124, 77; 1834). 
Hoje em dia, reconhecemos que os íons em solução podem apresentar mais do 
que uma carga elementar e que o equivalente eletroquímico é a massa molar da espécie 
química (M) dividida pelo módulo de sua carga |z|. A quantidade de eletricidade 
constante sempre associada a um equivalente de reação eletroquímica é chamada de 1 
Faraday (1 F) e vale 96478 C (Coulomb). 
O fato de uma quantidade definida de carga elétrica, ou de um múltiplo inteiro 
pequeno da mesma, estar sempre associada a cada átomo carregado em solução sugere 
fortemente que a própria eletricidade apresenta natureza corpuscular. Por isso, em 
1874, G. J. Stoney dirigiu-se à British Association como segue, 
A natureza nos apresenta uma única quantidade definida de 
eletricidade, a qual é independente dos corpos particulares sobre os 
quais atua. Para deixar isto claro, expressarei a lei de Faraday nos 
seguintes termos [...]: para cada ligação química que é rompida num 
eletrólito, uma certaquantidade de eletricidade atravessa o 
eletrólito, a qual sempre é a mesma em todos os casos. 
Em 1891 Stoney propôs que esta unidade natural de eletricidade deveria receber 
um nome especial, elétron. Portanto, um mol de elétrons (e) seria igual a 1 Faraday de 
carga elétrica, isto é, 
1 F = N0e