Berzelius. Pesos Atomicos.eoriaDualistica.2017.2

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: HISTÓRIA DA QUÍMICA
Vida e Obra de Jöns Jacob Berzelius
Profa. Angela Almeida
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As limitações da Teoria Atômica de Dalton para determinar os Pesos Atômicos
O livro de Thomas Thomson “Novo Sistema de Filosofia Química”, publicado em 1808, foi traduzido para francês por Claude Louis Bertholet que denuncia a arbitrariedade das regras de máxima simplicidade propostas por Dalton. 
Mesmo na Inglaterra as opiniões sobre a teoria atômica não eram unânimes. William H. Wollaston, um dos discípulos de Dalton, decide substituir a expressão “pesos atômicos” por “pesos equivalentes”. Prefere determinar todos os pesos equivalentes em relação a unidade de base O = 100. Para a química analítica basta o equivalente, sendo o conceito de átomo supérfluo.
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As limitações do Princípio de Avogadro e sua rejeição até os anos de 1860
Princípio de Avogadro permite a determinação das fórmulas corretas de substâncias gasosas cujos elementos se apresentam também em forma gasosa ou volátil e, por conseqüência, junto com os pesos de combinação, pode-se estabelecer uma escala de pesos atômicos essencialmente correta tomando-se, obviamente, um dos elementos como padrão.
Para os químicos parecia absurdo considerar que as moléculas eram compostas de moléculas elementares ou átomos de mesma natureza, principalmente no quadro da Teoria Eletroquímica de Berzelius.
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Porque a maioria dos químicos rejeitou o Princípio de Avogadro? 
- Esse princípio se adequava ao estado gasoso.
- As densidades dos gases deveriam estar relacionadas com as massas moleculares, já que o número de moléculas num dado volume de qualquer gás deve ser o mesmo. Contudo se verificou exceções, tais como:
O gás perclorato de fósforo (PCl5) que ao ser aquecido se decompõe em PCl3 + Cl2, levando o volume a aumentar e a densidade diminuir.
Gás SO3 (anidrido sulfúrico) quando se aquece, essas moléculas podem se decompor, portanto, o volume aumenta e sua densidade diminui mais do que devia, isto é; a determinação do Peso Molecular, aparentemente, não segue o Princípio de Avogadro, sem levar em conta esse fator de dissociação; dá valores muito pequenos para os pesos moleculares. 
Por todas essas razões o Princípio de Avogadro não foi imediatamente aceito.
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Programa de Pesquisa de Jöns 
Jacob Berzelius (1779-1848) 
Determinar os Pesos Atômicos ou Pesos Equivalentes de cada substância elementar conhecida.
Este Programa de Pesquisa será desenvolvido pelos principais químicos da época.
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Berzelius nasceu na Suécia na casa dos avós maternos que eram agricultores. Seu pai era pastor e mestre escola. Eram as casas dos pastores e mestres escolas que formavam os núcleos de cultura na época.
Teve uma infância dura e durante sua adolescência e começo de carreira mantém luta constante contra a pobreza. Aos 4 anos o pai falece de tuberculose. Pouco anos depois morre a mãe também de tuberculose. Para sobreviver precisa ser tutor para os filhos de um modesto agricultor e também trabalhar na lavoura.
O encontro com seu tutor da infância muda sua perspectiva de vida, pois começa a estudar História Natural e sonha em ser médico. Entra na universidade de medicina, em 1797, mas tem de abandonar ao precisar aceitar um emprego como tutor. No ano seguinte consegue uma modesta bolsa de estudo.
No exame médico-filosófico não se saiu bem em Química, mas subitamente desperta interesse por essa ciência. Tem acesso a um livro baseado na teoria antiflogística de Lavoisier e se torna um seu discípulo.
Ao lado do seu quarto de estudante, instala numa cozinha um modestíssimo laboratório.
Dados Biográficos de Berzelius (1779-1848)
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A Obra de Bezelius
1 – Obra experimental
2 – Obra Teórica
3 – Obra de organização científica
4 – Obra literária
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Obra Experimental
Descoberta de elementos químicos isolando substâncias simples, tendo descoberto :
cério (1803) no minério denominado tungsten;
 selênio (1817) na lama da câmara de chumbo da fábrica de ácido sulfúrico;
Tório (1828) num mineral chamado por ele de torita.
No seu laboratório, sob sua supervisão, foram descoberto os elementos:
Lítio (1817) analisando diversos minerais contido numa mina de ferro.
Vanádio, térbio, érbio, etc.
Preparou no estado elementar o silício (1823), zircônio (1824), titânio (1825), tântalo (1825) e o tório, tendo inventado métodos analíticos que foram usados por outros.
Obteve os amalgamas de sódio e potássio, cálcio e bário, que por destilação Davy obtém os metais (após Berzelius comunicar o fato).
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Quase todos os metais e semimetais conhecidos na época foram analisados por ele.
Determinou a composição dos tiocianatos provando que contém um radical composto de carbono, nitrogênio e enxofre (SCN-). 
Nesse trabalho demonstrou a ausência de oxigênio nos sais e nos ácidos do tiocianato que o levou a abandonar a teoria de Lavoisier de que o elemento essencial de todos os ácidos é o oxigênio.
Bezelius publicava anualmente um livro com as suas últimas pesquisas analíticas denominado Jahresbericht (Tratado de Química). 
Química Inorgânica
Química Orgânica
Enquanto médico ele vai identificar inúmeras substâncias orgânicas e introduz a análise gravimétrica.
 
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A determinação dos verdadeiros pesos atômicos
Dedica-se ao estudo das proporções químicas.
Apresenta os primeiros resultados em 1810 com o título: Tentativa para encontrar as proporções definidas e simples, pelas quais os componentes da natureza estão combinados entre si, através de análise gravimétrica de óxidos, sulfetos, cloretos, sulfatos, nitratos, nitritos, carbonatos, oxalatos, etc.
Na primeira publicação resgata a divergência entre Louis Berthollet (1748-1823) que afirmava “corpos se podem combinar em imensamente muitas proporções definidas”, enquanto para Joseph Louis Proust (1754-1826) afirmava “não existem na natureza tais progressões infinitas, mas sim que todos os corpos compostos, definitivamente caracterizados, existe somente numa única e sempre invariável proporção de seus elementos (...) (RHEINBOLDT, 1988).
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Berzelius e a Teoria Atômica de Dalton
Toma conhecimento dos trabalhos de Dalton sobre a lei das proporções múltiplas através do trabalho de Wollaston (1808) sobre dois sais de oxalato e escreve:
“Essa idéia sobre a combinação de corpos de tal modo iluminaria a doutrina da afinidade que, se a hipótese de Dalton fosse verificada, isto deveria ser considerado o maior passo que a química, como ciência, jamais teria dado para a sua perfeição. (...) também não posso julgar se minhas experiências confirmam essa hipótese em toda a sua extrensão, ou se elas a modificam mais ou menos” (RHEINBOLDT, 1988, p.68).
 
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Berzelius assume a teoria atômica, diferente de outros filósofos naturais da época que postularam a divisibilidade infinita da matéria, a exemplo de Davy e Gay Lussac. 
“Se procurarmos sem preconceito em relação as doutrinas de qualquer escola filosófica, formar uma ideia sobre as causas das proporções químicas, apresentasse-nos como a mais provável e mais concordante com nossa experiência geral aquela de que os corpos são compostos de diminutas partículas que para serem sempre da mesma grandeza e do mesmo corpo, devem ser mecanicamente indivisíveis, e que se reúnem de tal modo que uma partícula de um elemento se combina com uma, duas, três, etc. partículas de um outro” (Berzelius, apud Rheinboldt, 1988, p. 96).
Traça seu plano de trabalho na ideia da “natureza corpuscular da matéria”. Busca com as suas analises corrigir os pesos atômicos de Dalton. 
Em 1818 publica sua “tabela dos pesos atômicos” que anualmente é revista pelo próprio.
A exigência experimental de Berzelius teve o papel de funcionar como critério de garantia, tendo sua tabela de pesos atômicos assumida como padrão internacional até cerca de 1840.
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Berzelius utiliza como elementosde referência o oxigênio, cujo peso atômico é escolhido como 100.
“O oxigênio reúne todas as vantagens em si mesmo; é por assim dizer o centro ao redor do qual gira toda a química” .
Em dez anos Berzelius analisou 2000 compostos químicos, obtendo determinações das massas relativas dos átomos, fundamentando as leis ponderais da Química. 
Ao analisar os pesos atômicos de Berzelius publicados em 1818 nota-se que os números atômicos relativos a muitos elementos tem o valor duplo e as vezes quádruplo.
O método consistia em determinar o oxigênio contido no óxido metálico, mas era preciso propor fórmula mínima, isto é, quantos átomos do metal e quantos de oxigênio estão contidos no óxido.
Como saber?
Ele busca leis para encontrar as fórmulas das substâncias. Em relação aos metais utiliza a Lei de Dulong e Petit dos calores específicos.
E em relação aos minerais obtém resultados a partir da cristalografia.
 
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LEI DE DULONG E PETIT
Para os sólidos, o produto do calor específico, a volume constante, pela massa atómica ou massa molecular é constante".
Premissa “átomos individuais têm o mesmo calor específico”.
Calor específico x peso atômico = constante (calor atômico),
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LEI DO ISOMOFISMO ( MITSCHERICH – 1794-1863)
O mesmo número de átomos combinando-se da mesma forma produz a mesma forma cristalina, sendo esta independente da natureza química dos átomos e estando determinada pelo número e maneira de se unir uns aos outros.
Exemplos de isomorfismo investigado por Mitscherich
Na2HPO4 e Na2HAsO4
NaH2PO4 e NaH2AsO4
Berzelius também descobriu os isômeros que significa compostos de partes iguais.
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Por que Berzelius tornou-se a principal referência em química analítica da sua época?
São diversos os motivos, entre eles podemos considerar o sistema de anotação química. São os atuais símbolos dos elementos químicos. As iniciais dos nomes latinos ou latinizados dos elementos, e quando necessário acrescido de uma letra minúscula. Tomou de propósito os símbolos dos elementos químicos de seus nomes latinos para poder criar uma notação química de compreensão universal.
Ficou indignado quando um escritor francês substituiu seus símbolos pelas iniciais das palavras francesas. Respondeu com a famosa frase de Humphry Davy.
“Ciência, tal como a Natureza ao qual pertence, não está limitada a espaço ou tempo, ela pertence a humanidade e não a um país ou a uma época” .
Cada símbolo representa um peso (massa) definido de matéria simples ou seu peso equivalente/peso atômico (confusão entre peso atômico e equivalente). 
Pela justaposição desses símbolos e eventuais acréscimos de índices obtêm-se as fórmulas dos compostos químicos que representam diretamente o resultado da sua análise quantitativa. Essa escrita ainda hoje está em uso.
Nas formulas dos compostos binários ele representa primeiro o símbolo do elemento eletropositivo seguido do elemento eletronegativo.
Exemplos: Superóxido de hidrogênio e se pergunta: Será HO ou será H2O2?
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Teoria Eletroquímica da Afinidade de Berzelius
A afinidade química está associada a força elétrica. 
Com a pilha de Volta descoberta em 1800, muitos químicos começaram a utilizar a eletrólise para identificar novas substâncias.
Utilizando a eletrólise Berzelius reconhece o cério, o selênio, o silicio, o zircónio, o tório, o lítio e o vanádio. 
 Com base em experiências de decomposição eletroquímica, Berzelius desenvolve, em 1810, uma teoria eletroquímica que dividia os elementos e compostos em eletropositivos e eletronegativos.
Série eletroquímica de Berzelius.
- O, S, N, F, Cl, Br, I, (.....) Al, Y, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K .....
Berzelius era um experimentador e não um teórico, daí ao apresentar sua teoria o faz com cuidado, apenas como possível explicação apontando constantemente seu caráter hipotético. Assegura que essa teoria lhe serve para fins de organização.
“Não dou grande valor às conjecturas a que me permiti, relativas a polaridade eletroquímica dos átomos; considerando-as nada mais que um jogo de fantasia, que proporciona uma certa probabilidade àquilo que sabemos, em geral, sobre as ações da eletricidade química (1818) (citado por Rheinboldt, 1988).
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Teoria Eletroquímica de Berzelius
Todos os átomos dos elementos são, por natureza, carregados de eletricidade; possuem dois polos opostos, nos quais se concentram as eletricidades opostas. O átomo de oxigênio é porém unicamente negativo; “por ser provável, segundo todos os fenômenos químicos até hoje conhecidos, que nenhum elemento de nossa terra possa ser mais eletronegativo, atribuímos-lhe uma negatividade absoluta”. (RHEINBOLDT, 1988, p. 103)
Os dois polos não têm, porém, intensidade elétrica igual (...) sendo que em alguns átomos predominam o polo positivo e em outro o negativo, de modo que eles são aparentemente eletropositivo ou eletronegativo.
A combinação química consiste na atração dos corpúsculos de cargas opostas e na neutralização da eletricidade entre polos de cargas opostas (...). O enxofre em combinação com o oxigênio é eletropositivo.
As forças da afinidade química são exclusivamente de natureza elétrica.
A eletrólise é exatamente o inverso da combinação química.
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Berzelius não foi o único que buscou estabelecer uma teoria de afinidades químicas. Afinal, como explicar os diferentes compostos que surgem de dois ou mais substâncias elementares?
No inicio da Química a tendências dos corpos em combinarem-se entre si foram explicadas por razões antropomórficas, como: amor, parentesco, afinidade.
O sistema eletroquímico de Berzelius encontrou dificuldades em explicar as moléculas de Avogadro, pois não admitia a existência de afinidades entre átomos da mesma espécie.
Contudo, o golpe mortal a sua teoria veio do fato de não conseguir explicar os compostos orgânicos, não eletrolisáveis, para a qual sua teoria não tinha sido elaborada.
 
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Bibliografia
Os Cientistas, Abril S/A Cultural e Industrial, São Paulo, 1972.
BENSAUDE-VINCENT, B, e STENGERS I. História da Química. Instituto Piaget: Portugal, 1996.
MAAR, J. H. História da Química: 2ª parte de Lavoisier ao Sistema Periódico. Florianopolis: Editora Papa Livros, 2011.
RHEINBOLDT, H. História da Balança: A vida de J. J. Berzelius. São Paulo: Nova Estela, 1988.
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