Uma breve historia da quimica... cap. 1

Uma breve
HISTÓRIA DA QUÍMICA
da alquimia às ciências moleculares modernas

Uma breve
HISTÓRIA DA QUÍMICA
da alquimia às ciências moleculares modernas
ARTHUR GREENBERG
Tradução:
Henrique Eisi Toma
Paola Corio
Viktoria Klara Lakatos Osório

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4º andar
04531-012 – São Paulo – SP – Brasil
Tel 55 11 3078-5366
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Segundo Novo Acordo Ortográfico, conforme 5. ed.
do Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa,
Academia Brasileira de Letras, março de 2009.
É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer
meios, sem autorização escrita da Editora.
Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blücher Ltda.
FICHA CATALOGRÁFICA
Greenberg, Arthur
Uma breve HISTÓRIA DA QUÍMICA – da alquimia
às ciências moleculares modernas / Arthur Greenberg;
tradução da primeira edição inglesa: Henrique Eisi Toma;
Paola Corio; Viktoria Klara Lakatos Osório. – São Paulo:
Blucher, 2009.
Título original: A chemical history tour: Picturing
chemistry from alchemy to modern molecular science
Bibliografia.
ISBN 978-85-212-0491-6
1. Química I. Greenberg, Arthur. II. Toma, Henrique
Eisi. III. Título.
04-5936 CDD-621.402
Índices para catálogo sistemático:
1. Química: História 621.402
A Chemical History Tour
Picturing chemistry from alchemy to modern
molecular science
copyright © 2009 by John Wiley & Sons, Inc.
Uma breve História da Química – da alquimia
às ciências moleculares modernas
© 2009, Editora Edgard Blücher Ltda.
1ª reimpressão – 2013
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Agradecimentos
Acredito que minha ideia para este livro foi estimulada pelo livro Chemistry ima
gined
(Smithsonian, 1993), escrito por Roald Hoffmann em colaboração com a artista
Vivian Torrence. Sou grato ao Professor Roald Hoffmann por sua gentil res-
posta a meu manuscrito parcial, e por suas generosas atividades em seu favor,
bem como ao Doutor Jeffrey Sturchio pelo encorajamento inicial a este projeto.
Agradeço a minha filha, Rachel, por escanear meticulosamente a maioria das
figuras deste livro, e por seu saudável ceticismo que colaborou para minha pró-
pria motivação. Os esforços artísticos de meu filho David foram outro estímulo,
e eu agradeço a minha amorosa esposa Susan por uma vida de apoio e indulgên-
cia, e pelos comentários nas leituras matinais dos meus ensaios. Sou grato pelos
comentários e sugestões do meu colega e amigo de longa data, Professor Joel F.
Liebman, e do meu novo colega do Departamento de Química da Universidade
da Carolina do Norte em Charlotte, Professor Daniel Rabinovich; e também pe-
los comentários e sugestões de meu pai, Murray Greenberg, que teve uma longa
e produtiva carreira na química industrial. A colega do Departamento de Artes,
Rita L. Shumaker, forneceu dois trabalhos de arte interpretativa originais para
este livro, e também fez proveitosas leituras. A Professora Susan Gardner, do
Departamento de Inglês, renovou minha confiança neste projeto, e foi a leitora
que eu tinha em mente ao escrever. Ela gentilmente encorajou minhas tentativas
de escrever de maneira criativa, fez acréscimos à perspectiva multicultural deste
livro, editou meus manuscritos de maneira gentil, porém firme, alertou-me para
erros e neologismos não-intencionais em inglês e francês, e foi coautora do en-
saio “Lavoisier apaixonado”. Também sou grato à Doutora Barbara Goldman,
da John Wiley and Sons, pelas sugestões iniciais a este projeto e por sua fé nele;
bem como a Jill Roter, da Wiley, e Ron Lewis, da Universidade da Carolina do
Norte em Charlotte, com quem foi uma alegria trabalhar. A menos que haja
uma observação em contrário, as figuras são de livros ou obras de arte de minha
própria coleção.

vi n Sugestões para leituras adicionais
Sugestões para leituras adicionais
Eu não sou um historiador químico. Felizmente, há muitos livros verdadeiramen-
te maravilhosos que tratam da história química. O principal deles é a inspiradora
obra de referência em quatro volumes, A history of chemistry (McMillan, 1961,
1964), de James R. Partington. Trata-se de uma obra rigorosa, amplamente refe-
renciada, escrita de forma atraente, e agradavelmente ilustrada; foi uma grande
fonte de informação e de ideias para mim. Também me baseei bastante no livro
de Aaron J. Ihde, The development of modern chemistry (Harper & Row, 1964), e no
livro, mais recente, de William H. Brock, The Norton history of chemistry (Norton,
1993). Estes dois livros são muito apropriados como livros-texto em um curso
de história da química, embora o livro de Ihde tenha mais de 35 anos. Gosto
muito do livro de 1927 Old chemistries (Van Nostrand, 1927) escrito por Edgar
Fahs Smith. Sinto-me como se estivesse no gabinete do Professor Smith em
uma noite fria de inverno, com ele me mostrando sua coleção de livros antigos
e amavelmente lendo passagens selecionadas, enquanto a lareira nos aquece. Eu
gostaria muito de ter conhecido o erudito e entusiástico John Read. Sua trilogia,
A prelude to chemistry (McMillan, 1937), Humour and humanism in chemistry (G. Bell,
1947) e The alchemist in life, literature and art (Thomas Nelson and Sons, 1947),
fornece ao leitor saudáveis doses de risos e aprendizagem. Em Humour and hu-
manism, Read nos dá o placar de um Jogo de Críquete Alquímico das estrelas
de todos os tempos: da Bíblia (Noé, Moisés), mitologia greco-romana (Júpiter,
Netuno, Afrodite), culturas antigas (Cleópatra, Aristóteles), Renascimento (Pa-
racelso, Maier), e do início da história de nossa ciência (Boyle, Lavoisier). Os tro-
cadilhos são deliciosamente infames. Ele também escreve uma peça em um ato,
The Nobel prize (“A chemic drama in one act”), e nos brinda com os momentos
mais indecentes da peça de 1610 de Ben Jonson, The alchemist. O Professor Read
também incentivou a primeira apresentação da música alquímica seiscentista de
Michael Maier (pelo “Coral Chimico” do St. Andrews College, em 1935). Reco-
mendo também dois outros livros recentes: Women in chemistry: their changing roles
from alchemical times to the mid-twentieth century, de M. Rayner-Canham e G. Rayner-
Canham (American Chemical Society e Chemical Heritage Foundation, 1998);
e A dictionary of alchemical imagery, de Lyndy Abraham (Cambridge University
Press, 1998). As omissões desta minha sucinta lista não devem ser entendidas
como críticas, elas apenas refletem a limitação de meus próprios estudos.

PREFÁCIO À EDIÇÃO BRASILEIRA
A história da Química está intrinsecamente ligada à história do desenvolvimento
da humanidade – e vice-versa. Química e desenvolvimento são indissociáveis.
Para qualquer momento da história que se olhe, lá está presente a Química, per-
mitindo avanços nos processos produtivos, proporcionando descobertas para a
medicina ou oferecendo mais segurança e conforto para a sociedade.
Uma breve História da Química: da alquimia às ciências moleculares modernas, do
Professor Arthur Greenberg, traz esta rica coleção de experiências, iniciada com
a alquimia e os remotos estudos sobre os quatro elementos fundamentais da
natureza – água, fogo, terra e ar – chegando às descobertas mais recentes, que
tornam esta ciência um verdadeiro vetor de qualidade e duração da vida, bem
como da democratização do consumo.
É uma obra de extrema importância para o meio acadêmico de todos
os países de língua portuguesa. E também capaz de atrair a atenção de leigos
interessados em encontrar respostas ou fazer novos questionamentos, fatores
essenciais para o aperfeiçoamento do conhecimento humano. Neste sentido, é
um repositório de curiosas histórias seculares sobre os mistérios da natureza que
fascinaram o Homem em sua trajetória pelo universo, desde a pré-história até
os tempos modernos.
Para a Braskem, poder contribuir para difundir todo esse conhecimento
é consequência natural de sua visão sobre a importância do relacionamento
entre as empresas e o meio acadêmico, fazendo convergir senso prático e rigor
científico com benefício para ambas as partes. Nesse contexto, a Braskem tem
larga tradição de parceria com escolas e centros de pesquisas, incluídos aqueles
dedicados à Engenharia Química e à Química, orgulhando-se de ter contribuído
para o avanço do conhecimento nessas áreas por meio de projetos conjuntos
de pesquisa, seminários e pela promoção de prêmios para reconhecimento dos
melhores talentos.

viii n Prefácio à edição brasileira
A inovação, confirma a leitura das próximas páginas, move a história e
molda o futuro. A Braskem, por sua vez, tem sua trajetória estreitamente ligada
à inovação e agora, com o Plástico Verde, está prestes a desencadear uma evolu-
ção em seu setor melhorando a vida das pessoas – e a Química é mais uma vez
ator importante nesse enredo. Mas esse é um novo capítulo para fazer parte de
um futuro livro sobre a história da Química.
Boa leitura.
Bernardo Gradin
Presidente da Braskem

PREFÁCIO À EDIÇÃO AMERICANA
Amigo leitor, o objetivo deste livro é oferecer a você um descompromissado
passeio por momentos selecionados da história da química. Espero fornecer um
recurso divertido e atraente, porém informativo, para professores de química,
profissionais da ciência e da medicina, bem como para o público leigo que se
interessa pela ciência e aprecia trabalhos de arte e ilustrações. Este livro foi pla-
nejado como um livro de imagens, com texto suficiente para explicar detalhes e
contexto. Como qualquer passeio, ele é idiossincrático na escolha das atrações
que mostra aos turistas.
Nossa intenção é que Uma breve História da Química: da alquimia às ciências
moleculares modernas seja tanto folheado como lido. Ele começa com as raízes prá-
ticas, médicas e místicas da química, e traça em imagens e palavras a evolução da
química até se tornar uma ciência moderna. O passeio começa com o metafórico
frontispício da edição de 1738 de Physica subterranea, a última edição do texto de
Becher que introduziu o conceito de flogístico, e termina com um “curral quânti-
co” formado por 48 átomos de ferro dispostos um a um por meio de um micros-
cópio de força atômica. O pós-escrito do livro consiste nas imagens contidas em
três obras curtas do poeta moderno Seamus Heaney. Acompanhamos a evolução
dos conceitos alquímicos até se transformarem na ideia de flogístico, e exami-
namos passagens críticas para o desenvolvimento da química moderna. Nossa
abrangência torna-se mais limitada no século XIX e, intencionalmente, menor
ainda ao tratar do século XX.
Um tema importante desse passeio reflete nossa necessidade muito huma-
na de pictorializar a matéria: quatro elementos, três princípios, sólidos platôni-
cos como o cubo, corpúsculos de átomos com e sem ganchos, aglomerados bi-
dimensionais de átomos, moléculas bidimensionais, moléculas tridimensionais,
fadas dando-se os braços, modelos de “bolas e palitos” e de “preenchimento

x n Prefácio à edição americana
espacial”, átomos como sistema solar, átomos cúbicos com elétrons nos vér-
tices, estruturas de ressonância, átomos ligados por molas, orbitais atômicos e
moleculares, contornos de densidade eletrônica em telas de computador. Tais
imagens serão recorrentes ao longo do livro.
A química tem a história mais interessante entre todas as ciências. Suas ori-
gens são tanto místicas como práticas. Qual é a origem da matéria? Ela surgiu do
“nada”, ou de partículas subatômicas, ou de alguma matéria primitiva fundamental
(Prima Materia)? O que dizer da estrutura subjacente à matéria? Ela é infinitamente
divisível? Sua divisão atinge limites fundamentais? Ainda hoje, pode-se pergun-
tar se um único átomo de ouro é realmente ouro. Quantos átomos de ouro são
necessários para fazer um agregado submicroscópico que conduza eletricidade e
que tenha brilho? “Átomos” de ácido têm pontas afiadas? “Corpúsculos” de água
são lisos e escorregadios? A matéria evolui? O que é o Elixir da Vida? E a Fonte
da Juventude? Combatemos um veneno (e a doença) com um veneno mais forte,
ou tentamos neutralizá-lo? Por um lado, a acidez estomacal pode ser neutralizada
com o bicarbonato de sódio, que é alcalino. Por outro lado, doenças venéreas
podem ser tratadas com substâncias metálicas tóxicas, da mesma forma como
tratamos câncer com medicamentos tóxicos que atacam nosso DNA.
A abordagem superficial do século XX certamente chamará a atenção de
alguns críticos menos cordiais. Eu justifico essa reconhecida fraqueza obser-
vando que a explosão exponencial de informações nos tempos modernos faria
transbordar os conteúdos deste livro. Além disso, as descobertas modernas que
se destacam estão incluídas nos livros de química atuais. Uma breve História da Quí-
mica: da alquimia às ciências moleculares modernas pretende complementar e estímular a
abordagem de um curso moderno. Este livro não tem a pretensão de ser comple-
to. Entretanto, incluímos as descobertas da estrutura subatômica, a cristalografia
de raios X, a representação de Kossel-Lewis-Langmuir da ligação química baseada
na regra do octeto, o desenvolvimento da mecânica quântica – a base subjacente à
Tabela Periódica –, e a teoria da ressonância. A dupla hélice do DNA foi incluída
porque é uma conquista da química estrutural, e sua estrutura imediatamente ex-
plicou sua função. De fato, a função do DNA – a duplicação – implicava que sua
estrutura provavelmente teria “duplicidade”.
Concluímos o passeio pictórico com dois exemplos da química estrutural do
fin-de-millenium. Um deles é a síntese de poliedros nanoscópicos usando-se “peças
de montar” pré-construídas (moléculas bifuncionais lineares ou dobradas; molé-
culas trifuncionais trigonais planares ou trigonais piramidais). Basta misturá-las
na proporção certa para formar os poliedros com quase 100% de rendimento,

Uma breve HISTÓRIA DA QUÍMICA – da alquimia às ciências moleculares modernas n xi
em cerca de 10 minutos. O truque consiste em copiar a natureza, recorrendo a
ligações fracas que se formam – se quebram – se reformam, até que o sistema
se autoarranja na estrutura desejada. Um dodecaedro nanoscópico assim obtido
lembra a visão dos pitagóricos do elemento celeste, ou quinto elemento (“éter”),
postulada há 2.500 anos. O outro exemplo é o uso do microscópio de varredura
por tunelamento (STM*
e suas modificações) para ver átomos individuais, e até
mesmo para pinçá-los e movê-los um por um. A esse respeito, outro tema do
nosso passeio é a relutância em relação à realidade dos átomos, que prosseguiu por
mais de cem anos depois que a teoria de Dalton foi enunciada em 1803. De fato,
nos “minutos” que antecederam a aceitação universal dessa teoria, pouco depois
de iniciado o século XX, Ludwig Boltzmann cometeu suicídio – acredita-se que,
em parte, devido a seu fracasso em convencer a todos os físicos e químicos da rea-
lidade dos átomos. Os 48 átomos individuais de ferro que foram “enlaçados” pelo
microscópio de força atômica para formar o “curral quântico” fornecem mesmo
uma imagem STM direta da dualidade onda-partícula.
Antecipo as justificadas críticas a este passeio idiossincrático por não visi-
tar numerosos lugares. Sinceramente, admito que existem inúmeros outros ca-
minhos que atravessam a história da química, e peço antecipadas desculpas pelas
descobertas que foram omitidas ou tratadas rapidamente. Contudo, quero que
este livro seja útil; e para cumprir essa missão, ele deve ser lido e apreciado pelos
não-especialistas. Uma abordagem mais completa ou enciclopédica não ajudaria
a alcançar esse objetivo. Embora eu tenha tentado dar reconhecimento às con-
tribuições vindas de fora da cultura ocidental, estou ciente da fraca cobertura
às antigas ciências das culturas chinesa, indiana, africana, muçulmana, e outras
– e peço desculpas. Isso, na verdade, é mais um resultado da disponibilidade de
livros impressos do que da intenção.
Embora nosso passeio pretenda ser tanto despreocupado como fácil de ler, ele
lida com alguns aspectos importantes que, muitas vezes, são abordados de maneira
muito superficial ou confusa em cursos introdutórios, e que são difíceis de ensinar.
Nós, porém, tentamos usar o humor e um pouco da mundanalidade tão evidentes
nos trabalhos renascentistas de Chaucer e Rabelais. Por que não incluir a receita de
Van Helmont para punir os “desleixados” anônimos que deixam excrementos na
porta de entrada dos outros? Ao fornecer tais ornamentos, espero envolver nova-
mente os químicos e outros cientistas com a história do nosso campo, sua maneira
de se expressar e se ilustrar, e seu entrosamento com a cultura mais ampla. Espero
*
n
N.T.: Esta sigla é comumente usada também por cientistas brasileiros, e se refere ao
nome em inglês: scanning tunneling microscope.

xii n Prefácio à edição americana
fornecer aos professores de cursos introdutórios de química alguma orientação em
áreas difíceis de ensinar, e algumas anedotas que animem uma aula eventualmente
cansativa. E se alguns estudantes forem flagrados rindo de uma página de saber quí-
mico rabelaisiano, ou de algum trocadilho infame, isso será assim tão ruim?
Arthur Greenberg
Charlotte, Carolina do Norte, EU*

Legendas das pranchas coloridas
Figura 32 n Reprodução em preto-e-branco de fotografia colorida da tela pinta-
da a óleo “O alquimista” (1671), de Hendrick Heerschop, pertencente à Coleção
de Isabel e Alfred Bader. O autor expressa sua gratidão ao Doutor Bader pela
permissão de reproduzir a imagem, e também por sua valiosa discussão do de-
senho de Bush (vide Fig. 30).
Figura 112 n Essa bela figura colorida à mão (vide pranchas em cores) é da edi-
ção de 1857 do livro de Edward Youmans, Chemical atlas (Nova York, primeira
edição em 1854).
Figura 114 n Prancha do Chemical atlas, de Youmans (Fig. 112). A organização
da “Floresta Primitiva” da química orgânica, feita por Laurent e Gerhardt, in-
cluía o conceito de homologia. As unidades de homologia são CH2
, e não C2
H2
,
como é mostrado. A confusão resultou de discrepâncias nos pesos atômicos dos
elementos, e nas fórmulas postuladas. Essas discrepâncias seriam esclarecidas
em breve, no Congresso de Karlsruhe em 1860.
Figura 115 n Prancha do Chemical atlas, de Youmans. Embora Wöhler e Liebig
tivesse descoberto que o fulminato de prata e o cianato de prata eram isômeros
(termo criado por Berzelius em 1830), e se suspeitasse de que a origem desse
fenômeno fosse o diferente arranjo dos átomos, o conceito de valência ainda
viria a ser descoberto. Nesta prancha, Youmans representa os isômeros como
diferentes arranjos de átomos. Porém, ele postula que sua história química tem
sentido. Por exemplo, como os arranjos atômicos nos alótropos de carbono,
grafite e diamante, são diferentes (presumivelmente, diferentes tipos de carvão
seriam também alótropos), então isômeros de hidrocarbonetos (butano e isobu-
tano, por exemplo) manteriam os diferentes arranjos de átomos de carbono dos
alótropos dos quais eles (presumivelmente) se derivavam.

xiv n Legendas das pranchas coloridas
Figura 116 n Ilustração do Chemical atlas de Youmans (original em cores) re-
tratando as três principais teorias estruturais da química orgânica aplicadas à
reatividade, anteriores a Karlsruhe.
Figura 129 n Uma ardente chama da edição de 1857 do Chemical atlas de You-
man (vide Fig. 112; os erros nas fórmulas, como HO para a água, são discutidos
no texto).
Figura 136 n Páginas do primeiro caderno de anotações de Maxfield Parrish.
Cortesia da Coleção Quacre, Biblioteca de Haverford College.
Ilustração da capa n A ilustração da capa deste livro é de uma pintura a têm-
pera de ovo (original colorido; coleção particular do autor), assinada em 1845,
sendo uma versão do trabalho seiscentista de Davied Teniers, o Jovem (J. Read,
Prelude to chemistry, Nova York, The MacMillan Co., Prancha 29; J. Read, The
alchemist in life, literature and art, Londres, Thomas Nelson and Sons Ltd., 1947,
Prancha 21 e p. 72-79). Há uma travessura aí: a perna da mesa tem uma boca e
um olho, que lembram os de uma tartaruga ou dragão – ambos poderosos sím-
bolos alquímicos. A pintura é assinada “las voy” (“les noy”, ou algo parecido)
com alguns símbolos, e desconhecemos a identidade do artista.

Conteúdo
Seção i
Química prática, mineração e metalurgia 1
Que diabos é isso? 1
A essência da matéria: quatro elementos (ou cinco); três princípios (ou dois); ou três
partículas subatômicas (ou mais) 4
Unificando o infinito e o infinitesimal 8
Semeando a terra com metais 10
Caracteres químicos 12
Química prática: mineração, análise e refino 15
Seção ii
Alquimia espiritual e alegórica 20
A pedra filosofal não pode mais ser protegida por patente 20
As doze chaves de Basílio Valentim: Primeira Chave, o lobo dos metais
e o rei impuro 28
Ratso Rizzo e o poeta Virgílio como agentes da transmutação? 31
Cerâmica dos índios catawba: quatro cores e um milagre de sobrevivência 37
Dragões, serpentes, e ordem a partir do caos 40
Os especiais de hoje: óleo de escorpião e creme “pró-manchas”
para senhoras 44
“Erros grosseiros e comuns” 49
O que há de errado nesta imagem? 50
Protegendo as divisas do Império Romano contra a arte negra 52
Geber e Razes: alquimistas das terras bíblicas 56
Os alquimistas como temas de artistas 57
Alegorias, mitos e metáforas 60
O livro mudo 67

xvi n Conteúdo
Seção iii
A iatroquímica e as preparações espagíricas 77
Paracelso 77
O time dos sonhos da alquimia 80
Destilação pelo fogo, água quente, areia ou esterco de javali cozido no vapor 81
Seção iv
A química começa a emergir como uma ciência 89
O primeiro livro de química pesava cinco quilos 89
Uma árvore cresce em Bruxelas 95
Curando ferimentos pelo tratamento da espada com pó de simpatia 97
Um transeunte anônimo defecou na sua porta? Eis uma solução 98
Uma casa não é um lar sem uma banheira e um destilador 99
Boyle contra Aristóteles e Paracelso 101
A atmosfera é pesada 102
A Lei de Boyle 107
Quem iria querer um antielixir? 108
A carruagem triunfal do antimônio 111
Uma conversa picante 113
O alquimista na boca do meu estômago 116
Um alquimista formado em Harvard 118
Flogístico: a primeira teoria científica abrangente da química 120
Pólvora, raios e trovões, e o espírito nitroaéreo 124
O “moderno” conceito de flogístico 126
O que são “eflúvios”? 129
Belos textos de química do século xvii 132
Afinidade química 139
Copelas com fundo falso, baguetas ocas e outras fraudes 143
As ervilhas produzem bastante gás 144
A magia de Black 148
Cavendish pesou a Terra, mas pensava que havia prendido o flogístico em uma garrafa 149
Produzindo água com gás 154
Se você realmente encontrar a Pdra Filosofal: “Trate de perdê-la novamente”
– Benjamin Franklin 156
Salitre, Abigail. Alfinetes, John 158
Seção v
Nasce a química moderna 159
Air ígneo (oxigênio): quem soube o quê, e quando eles souberam? 159
Bom para os camundongos dele 162
Onde está a injúria de antigamente? 165

Uma breve HISTÓRIA DA QUÍMICA – da alquimia às ciências moleculares modernas n xvii
Começa la revolution chimique 166
Simplificando a Torre de Babel química 170
Hidrogênio + oxigênio → água Água → oxigênio + hidrogênio 173
A cobaia como um motor de combustão interna 179
Uma atração eletiva simples (deslocamento simples) 182
Uma atração eletiva dupla (deslocamento duplo) 185
A fênix era fêmea? 185
A química no cano de uma espingarda 189
Um experimento sem furos 191
Gás hilariante para todos! 194
Lavoisier apaixonado 198
Alguns problemas de última hora antes da alvorada da Teoria Atômica 201
O paradigma atômico 203
“Estamos aqui! Estamos aqui! Estamos aqui! ” 207
A Hipótese de Avogadro foi uma descoberta prematura? 211
A química não é física aplicada 213
Seção vi
A química começa a se especializar e auxilia a agricultura e a indústria 217
A eletricidade como um bisturi químico 217
Os bisturis químicos ao longo das eras 220
Davy salva a Revolução Industrial 221
A teoria dualística da química 225
Adams se opõe aos átomos 227
O poder químico de uma corrente elétrica 230
Uma floresta tropical primitiva 233
Dominando a floresta primitiva 236
O peso atômico do carbono e confusões relacionadas 240
Por que o átomo de nitrogênio é azul, mamãe? 242
Não posso reter minha água – eu posso fazer ureia 242
Duas correntes na floresta primitiva 246
Quer uma grande teoria química? Deixe Kekulé adormecer sobre ela 249
“Meus pais foram a Karlsruhe e tudo que eu ganhei foi esta camiseta imprestável” 255
O ícone na parede 257
A química do povo 261
Tinta de amendoins e o melhor açúcar do sul 264
Seção vii
Ensinando química para as massas 267
A primeira professora de química de Michael Faraday 267
“Química sem mistério” 271

xviii n
História química de uma vela 274
No coração da chama 277
Poof! Agora você sente o cheiro! Agora não! 279
Fadas cloro? 285
O “traiçoeiro” flúor: uma fada com presas? 288
Sonho de uma noite do meio do semestre 289
E agora volte à página 3 do nosso livro de salmos de química 291
Por favor, sentem-se 293
Mecânica molecular no ano 1866 294
Seção viii
Tratamentos modernos da ligação química 297
Cavalgando Pégasus para visitar a química no espaço 297
O Archeus é canhoto? 301
John read: estereoquímico 302
Encontrando uma agulha invisível num monte de feno invisível 303
Mas o argônio é um gás monoatômico – e existem outros! 307
Quantas substâncias diferentes existem de fato no ar atmosférico? 309
Átomos do éter celestial 310
Non-atomus 313
Cristais podem difratar raios x 314
Dois prêmios Nobel? Que bom para a academia de ciências! 316
É o número atômico, Dmitry! 321
Os raios x medem a distância entre os átomos ou íons 323
De onde desenterramos o mol? 325
Xenônio é ligeiramente ignóbil e criptônio não é invencível 327
O átomo como sistema solar 331
É uma dádiva ser simples 334
Transmutando mecânica quântica em química 335
Mercúrio pode ser transmutado em ouro 338
Os alquimistas modernos procuram Atlantis 340
A química do ouro é nobre, mas não é simples 344
O “princípio biológico perfeito” 345
“Paraísos” nanoscópicos 349
Movendo a matéria átomo-por-átomo 355
Seção ix
Pós-escrito 361
Terminando em fantasia 361
Índice remissivo 362
Conteúdo

SEÇÃO I
QUÍMICA PRÁTICA, MINERAÇÃO E METALURGIA
QUE DIABOS É ISSO?1
O que esta figura alegórica (Fig. 1) representa? Esta figura calva e musculosa tem
os símbolos dos sete metais originais arranjados em torno da cabeça (e, pos-
sivelmente, incluindo-a no arranjo). A cabeça, perfeitamente redonda, parece
remeter ao círculo perfeito que corresponde ao ouro.
Os elementos, que incluem o antimônio e o enxofre, também se encontram
enterrados nos intestinos da figura – literalmente, suas entranhas – e, assim, temos
uma pista sobre sua natureza. Quaisquer tentativas de interpretações mais apro-
fundadas encontram-se mais no reino da psicologia do que no reino da ciência.
De fato, o famoso psicólogo C. G. Jung possuía uma valiosa coleção de livros e
manuscritos alquímicos, e escreveu extensamente sobre esse assunto.2
Em seu cerne, a alquimia postulava uma matéria ou estado fundamental,
a Prima Materia, base para a formação de todas as substâncias. As definições2
de
Prima Materia são amplas, em parte químicas, em parte mitológicas: azougue,
ferro, ouro, chumbo, sal, enxofre, água, ar, fogo, terra, mãe, lua, dragão, orvalho.
Em um nível mais filosófico, foi definida como Hades ou como Terra. Outra
figura de um livro alquímico do século XVII foi identificada por Jung como a
Prima Materia – uma Terra também musculosa sendo amamentada pelo “filho
dos filósofos”.2
Esta figura também tem os seios de uma mulher; tal ser herma-
frodita remete à criação de Eva a partir de Adão, e à subsequente semeadura da
espécie humana.
Voltemo-nos à analogia com a Terra, pois ela parece nos ajudar a entender
a presença dos elementos em suas entranhas. A pequena figura na parte superior

Uma breve HISTÓRIA DA QUÍMICA – da alquimia às ciências moleculares modernas
2 n
do abdômen pode ser considerada como um tipo de Espírito da Terra, acalen-
tando o crescimento dos seres vivos (vide vegetação abaixo dele) e a “multi-
plicação” dos metais. As posições de destaque do ouro (a cabeça, bem como
o nível mais elevado nos intestinos) implicam a transmutação – a conversão dos
metais comuns em metais nobres. A figura segura uma harpa, que representa a
harmonia, e um triângulo isósceles, que representa a simetria. Trata-se de uma
metáfora para a unidade que os verdadeiros alquimistas notavam entre sua arte
e a natureza.
Esta prancha é o frontispício do livro Physica subterranea, editado pelo quí-
mico e físico alemão Georg Ernst Stahl em 1738.3
É a última edição do famoso
livro publicado por Johann Joachim Becher em 1669. Becher desenvolveu a pri-
meira teoria unificadora da química, a Teoria do Flogístico, a partir de conceitos
alquímicos, e que posteriormente tornou-se útil pelas mãos de Stahl. Assim,
nesta prancha encontram-se temas de transmutação alquímica, crenças espirituais,
e ciência química antiga, que darão início ao nosso passeio.
1
n
Pedindo desculpas à escritora Dorothy Parker. [N.T.: O título original desta seção, em in-
glês, é: “What fresh hell is this?”. Essa é uma expressão de descontentamento criada pela
escritora norte-americana Dorothy Parker (1893-1967), e que deu título a sua biografia,
escrita por Marion Meade.]
2
n
N. Schwartz-Salant, Jung on alchemy, Princeton, NJ, Princeton University Press, 1995, p. 25-
30; 44-49.
3
n
Uma interpretação diferente para esta figura, como Saturno, pode ser vista em C. A.
Reichen,A history of chemistry, Nova York, Hawthorne Books, 1963, p. 8.

Química prática, mineração e metalurgia n 3
Figura 1 n Frontispício da última edição de Physica subterranea, de Johann
Joachim Becher (Leipzig, 1738). A figura pode representar a Matéria
Fundamental (Prima Materia).

4 n
A ESSÊNCIA DA MATÉRIA: QUATRO ELEMENTOS (OU CINCO); TRÊS
PRINCÍPIOS (OU DOIS); OU TRÊS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS (OU MAIS)
Os antigos filósofos gregos não eram cientistas. Eram, entretanto, pensadores
originais, que tentaram explicar a natureza sobre uma base lógica, em vez de re-
correr aos caprichos de deuses e deusas. Considera-se que o pai desse movimento
foi Tales de Mileto, que, no século VI a.C., concebeu que a água seria a essência
de toda a matéria. (Observaremos mais adiante que, em meados do século XVII,
Van Helmont teve uma opinião até certo ponto semelhante.) Tales tem a fama de
haver previsto o eclipse solar total de 585 a.C., que consta ter ocorrido durante
uma batalha naval – embora não haja evidências de que ele tivesse o conhecimen-
to necessário para fazer tal previsão.1
Um dos seus sucessores na Escola de Mileto
foi Empédocles de Agrigento (ca. 490-430 a.C.).1
Empédocles teria sido o primei-
ro a propor que toda a matéria seria composta de quatro elementos primordiais
de igual importância,2,3
embora ideias semelhantes tenham surgido no Egito, na
Índia e na China (cinco elementos) por volta de 1500 a.C.2
A Figura 2 representa
os quatro elementos terrestres. Ela aparece em De responsione mundi et astrorum ordi-
natione (Augsburgo, 1472), um livro baseado nos escritos de Santo Isidoro, bispo
de Sevilha durante o século VII d.C.4
Figura 2 n Os quatro elementos dos antigos: Fogo, Ar, Terra e Água. Imagem
reproduzida de Santo Isidoro, De responsione mundi et astrorum or-
dinatione (Augsburgo, 1472) (cortesia de The Beinecke Rare Book
and Manuscript Library, Universidade Yale).

Embora Empédocles tenha escrito sobre a estrutura física real da matéria,
foi somente no século V a.C. que dois filósofos da Escola de Mileto enunciaram
uma cosmologia atômica coerente. Nenhum dos escritos de Leucipo chegou até
nós, mas é amplamente aceito que ele existiu; e alguns dos escritos de seu aluno
Demócrito (ca. 460-ca. 370 a.C.) são conhecidos. Para esses pensadores, existiriam
duas realidades na natureza: Átomos (do grego atomos, que significa não-divisível)
e Vácuo (derivado de vacuus, que significa vazio).3
Considerava-se que o Vácuo
seria tão real quanto os Átomos. Pensava-se que os átomos de água eram lisos e
escorregadios, e que átomos de ferro eram providos de ganchos.
Aristóteles (384-322 a.C.) é considerado como um dos dois maiores pensa-
dores da Antiguidade, ao lado de Platão.1
Aristóteles propôs a existência de uma
espécie de elemento celeste primordial, o “éter”, e a cada um dos quatro ele-
mentos terrestres atribuiu um par de “qualidades” opostas ou contrárias (úmido
versus seco; quente versus frio). As relações entre os elementos e suas qualidades
podem ser representadas por um quadrado, no qual as qualidades contrárias
encontram-se elegantemente situadas em arestas opostas. O quadrado é um dos
símbolos fundamentais que aparecem com frequência em manuscritos e livros
alquímicos, avançando mesmo pelo século XVIII. Assim, um líquido (rico em
água) é frio e úmido, enquanto seu vapor (rico em ar) é quente e úmido. Para va-
porizar um líquido, basta adicionar calor – deslocar-se da aresta frio para a aresta
quente do quadrado. Para dissolver um sólido (rico em terra), adicione úmido;
para queimar o sólido, adicione quente. O fogo não seria sólido, líquido nem gás,
mas uma forma de energia interna – semelhante, talvez, ao conceito setecentista
de “calórico” proposto por Lavoisier.2
AR
ÁGUA
FOGO
TERRA
Quente Frio
Seco Úmido
Aristóteles era antiatomista, em parte por não acreditar que o espaço pu-
desse ser vazio. Essa visão foi adotada pelo grande matemático e filósofo Rene
Descartes (1596-1650), que propunha apenas dois princípios na matéria (ex-
tensão e movimento), e rejeitava as quatro qualidades aristotélicas. A ideia de
extensão o levou a rejeitar a ideia de átomos finitos, e ele considerava ridículo

6 n
o conceito de vácuo (“A natureza tem horror ao vácuo”).5
Assim, nos séculos
XVII e XVIII houve conflito intelectual entre os cartesianos (a escola de Des-
cartes) e a escola corpuscular (corpúsculos seriam conceitualmente similares aos
átomos), que incluía Robert Boyle e Isaac Newton.6
Sal
Enxofre Mercúrio
Durante o Renascimento, as concepções gregas clássicas sobre a natureza
foram finalmente contestadas por pessoas como Paracelso.7
Paracelso expandiu
uma antiga concepção de matéria segundo a qual esta seria uma união entre um
sublime enxofre dos filósofos (“Enxofre Sófico” – frequentemente caracteriza-
do como masculino) e um sublime mercúrio dos filósofos (“Mercúrio Sófico”
– frequentemente caracterizado como feminino). Estes não estão relacionados
com os elementos químicos que hoje reconhecemos como enxofre e mercúrio.
A eles Paracelso juntou o Sal como o terceiro Princípio. Assim, o Mercúrio é o
Espírito, o Enxofre é a Alma, e o Sal é o Corpo Material. A relação entre eles é
representada por um triângulo – outra grande metáfora encontrada em manus-
critos e livros alquímicos até o século XVIII.
Toda a matéria seria composta desses três princípios em proporções va-
riadas. Mais adiante (Fig. 43) veremos dois triângulos simbólicos como esse na
Basilica chymica de Oswald Croll. Croll apresentou a alquimia paracelsista: o triân-
gulo de baixo apresenta Vida, Espírito e Corpo (ou Fogo, Ar e Água; ou ainda,
Animal, Vegetal e Mineral). Símbolos de triângulos e quadrados são abundantes
na alquimia. Os Sioux*
viam o círculo como seu mais elevado ideal: “o círculo da
Vida”, o tipi,**
a fogueira.8
Em sua sátira Flatland, escrita no século XIX, Edwin
Abbot retrata o crescente aperfeiçoamento através das sucessivas gerações à
medida que um triângulo gera um quadrado, que gera um pentágono, e assim
por diante. Um megágono se aproxima da perfeição de um círculo – uma espécie
de transmutação geracional.
A visão moderna do átomo é de que ele é divisível, e que as partículas
fundamentais constituintes de todos os átomos de todos os elementos são: os
prótons (carga positiva), os nêutrons (carga zero) – em um núcleo inimagina-
velmente denso, que ocupa uma fração minúscula do volume do átomo – e os
elétrons (carga negativa).9
O núcleo positivo e os elétrons negativos são nos-
*
n
N.T.: Nação indígena da América do Norte.
**
n
N.T.: Tendas de forma cônica, usadas pelos índios nômades das Grandes Planícies da
América do Norte.

sos “contrários” modernos. (Aliás, foi Benjamim Franklin quem introduziu a
nomenclatura positivo-negativo no contexto da eletricidade.)10
Os elétrons são
considerados partículas fundamentais com tempo de vida infinito, e de fato
são uma das seis partículas subatômicas chamadas léptons. Prótons e nêutrons
não são consideradas fundamentais, e pertencem a uma classe muito complexa
de partículas subatômicas chamadas de hádrons. Fora do núcleo, um nêutron
livre tem meia-vida de apenas 17 minutos, e decai em um próton, um elétron
(partícula ß) e um antineutrino – outro lépton.9
Assim, com base nessa visão
moderna, podemos desenhar um triângulo no estilo paracelsista – mas não um
triângulo equilátero, na medida que o nêutron pode dar origem aos outros dois.
A Prima Materia moderna poderia ser uma densa estrela de nêutrons.
Nêutron
Próton Elétron
1
n
Encyclopedia Brittanica, 15. ed. Chicago, 1986, v. 11, p. 670.
2
n
J. Read, Prelude to chemistry, Nova York, MacMillan, 1937, p. 8-11.
3
n
B. Pullman, The atom in the history of human thought, Nova York, Oxford University Press,
1998, p. 2-47.
4
n
I. MacPhail, Alchemy and the occult, New Haven, Yale University Library, 1968, v. 1,
p. 3-4.
5
n
Duas fontes de citações simplesmente registram esta frase (Natura abhorret vacuum) como
sendo um provérbio latino. [B. Evans, Dictionary of quotations, Nova York, Delacorte Press,
1968, p. 720; e Dictionary of foreign quotations, R. Collison e M. Collison (ed.), Nova York,
Facts on File, 1980, p. 241]. Uma fonte a atribui a Gargantua, de 1534, mas a partir de uma
fonte latina antiga [A. Partington (ed.), The Oxford dictionary of quotations, 4. ed., Nova York,
Oxford University Press, 1992, p. 534]; Bartlett’s familiar quotations, 16. ed., J. Kaplan (ed.),
Boston, Little, Brown, 1992, p. 277, atribui a frase a Spinoza em 1677. Achei que você iria
gostar de saber disso para contar no próximo happy hour.
6
n
B. Pullman, op. cit., p. 140-142, 157-163.
7
n
J. Read, op. cit., p. 21-30.
8
n
J. Lame Deer e R. Erdoes, Lame Deer seeker of visions, Nova York, Simon and Schuster, 1972,
p. 108-118.
9
n
B. Pullman, op. cit., p. 343-353.
10
n
J. R. Partington, A history of chemistry, Londres, MacMillan, 1962, v. 3, p. 66.

8 n
UNIFICANDO O INFINITO E O INFINITESIMAL
Faz parte da natureza humana tentar harmonizar nosso universo – tentar uni-
ficar o infinito com o infinitesimal. Pitágoras e seus seguidores desenvolveram
uma concepção puramente matemática do universo. Conforme observado por
Pullman:1
“De fato, os pitagóricos afirmavam que os números eram a essência de
todas as coisas. Os números seriam a fonte do real; eles próprios constituiriam as
coisas do mundo”.
Mendeleev desenvolveu a Tabela Periódica cerca de 2.400 anos após a morte
de Pitágoras. Ele jamais poderia compreender a origem de seu ordenamento. Porém,
em 1926, a nova mecânica quântica de Schrödinger explicou a Tabela Periódica re-
correndo a apenas quatro números quânticos (n, l, ml
e ms
), que hoje os estudantes
aprendem no ensino médio. Pitágoras teria ficado satisfeito, mas não surpreso.
A Figura 3 é de Harmonices mundi (1619), de Johannes Kepler. Os extrava-
gantes desenhos no centro, à direita, representam os cinco sólidos platônicos
– poliedros cujas faces são constituídas uniformemente por triângulos, quadrados
ou pentágonos. Geralmente se atribui ao pitagórico Filolau de Tarento (480 a.C.-?)
a correlação dos quatro elementos terrestres a esses poliedros.1
A partir do cen-
tro e do alto, e no sentido anti-horário, temos o tetraedro (fogo), o octaedro (ar),
o cubo (terra) e o icosaedro (água). Platão acrescentou o quinto sólido, o dode-
caedro, para representar o universo (semelhante ao éter de Aristóteles). O tetrae-
dro é o mais pontudo desses poliedros, e o fogo é, portanto, o elemento “mais
penetrante”. O dodecaedro é o mais parecido com uma esfera, o mais perfeito.
Seus pentágonos são também peculiares – não se pode ladrilhar um piso com
pentágonos como se pode fazer com triângulos, quadrados e hexágonos. Além
disso, Platão imaginou que os próprios quatro elementos terrestres seriam cons-
tituídos de triângulos fundamentais: um triângulo retângulo isósceles A (obtido
dividindo-se ao meio a face quadrada do cubo) e um triângulo retângulo B (obti-
do dividindo-se a face triangular equilátera do tetraedro, octaedro ou icosaedro).
A terra seria constituída pelo triângulo A. O ar, o fogo e a água seriam constitu-
ídos pelo triângulo B e, portanto, poderiam ser interconvertidos.1
Em seu livro de 1596, Mysterium cosmographicum, Kepler propôs um sistema
solar no qual as órbitas dos seis planetas conhecidos estavam localizadas em
esferas concêntricas inscritas e circunscritas nesses cinco poliedros, organizados
concentricamente.2
Nas palavras de Jacob Bronowski:3
“Toda ciência é a busca
pela unidade nas semelhanças ocultas”. Ele também afirmou: “Para nós, as ana-
logias pelas quais Kepler ouviu o movimento dos planetas na música das esferas
são forçadas. Contudo, seriam elas mais forçadas do que o arrojado salto por
meio do qual Rutherford e Bohr, em nosso próprio século, fundaram um modelo
para o átomo baseado não em outra coisa, mas no sistema planetário?”

Figura 3 n Os poliedros no livro Harmonices mundi (Linz, 1619), de Johannes
Kepler. Observe os cinco sólidos platônicos no centro dessa figura, à
direita, representando os quatro elementos terrestres: Ar, Fogo, Água
e Terra, e também o quinto (celestial) elemento Éter (cortesia da
Divisão de Coleções Raras e Manuscritas, Biblioteca Carl A. Kroch,
Cornell University).
1
n
B. Pullman, The atom in the history of human thought, Nova York, Oxford University Press,
1998, p. 25-27, 49-57.
2
n
O modelo poliédrico de Kepler é belamente ilustrado e descrito na página 95 do livro de
Istvan e Magdolna Hargittai, Symmetry – a unifying concept, Bolinas, CA, Shelter, 1994. Este
livro também me inspirou o uso dos poliedros de Harmonices mundi, de Kepler.
3
n
J. Bronowski, Science and human values, edição revista, Nova York, Perennial Library Harper
& Row, 1965, p. 12-13.

10 n
SEMEANDO A TERRA COM METAIS
A química começou a emergir como uma ciência no início do século XVII. Suas
raízes incluíam a química prática (mineração e purificação de metais, criação
de jóias, cerâmica e armas de fogo), a química médica (uso de ervas e de vários
preparados feitos a partir delas), e crenças místicas (busca pela Pedra Filosofal
ou Elixir Universal).
A Figura 4 é o frontispício da última edição alemã (1736) do livro de La-
zarus Ercker, Aula subterranea..., publicado pela primeira vez em Praga, em 1574.
Diferentemente de tantos outros livros do século XVI, esse importante tratado
sobre minérios, análises e química mineral foi escrito de maneira simples e clara
por um indivíduo que tinha experiência própria nas artes da mineração. Por esse
motivo (e por sua beleza), o livro foi reeditado muitas vezes por um período
de mais de 160 anos. As pranchas da edição de 1736 foram feitas com os mes-
mos blocos de impressão usados na edição de 1574; a gradual, porém ligeira e
acumulativa, deterioração dos blocos é evidente nas várias edições.1
Imagine o
valor atribuído a esse trabalho para fazer com que os impressores conservassem
cuidadosamente os blocos por séculos.
Esta bela prancha representa a semeadura dos metais na terra (onde se
acreditava que eles se multiplicassem) feita por Deus, e o árduo trabalho humano de
minerá-los, purificá-los e analisá-los. Embora reconheçamos sete metais (ouro,
prata, mercúrio, cobre, chumbo, estanho e ferro), além de arsênico e enxofre,
como os nove elementos conhecidos pelos antigos, eles certamente não eram
reconhecidos na época como elementos no sentido moderno. Em vez disso,
eram considerados combinações místicas de, por exemplo, sal, mercúrio sófico
e enxofre sófico.
1
n
A. G. Sisco e C. S. Smith, Lazarus Ercker’s treatise on ores and assaying (traduzido da edição
alemã de 1580), Chicago: The University of Chicago Press, 1951.

Figura 4 n
Frontispício da última edição de Aula subterranea... de Lazarus
Ercker (Frankfurt, 1736), representando Deus semeando a terra com
metais, e sua colheita e refinação pelas pessoas. (A primeira edição
desse livro foi publicada em 1574; os blocos de impressão originais
foram utilizados para imprimir as pranchas em todas as edições
subsequentes.)

12 n
CARACTERES QUÍMICOS
A tabela de símbolos químicos da Figura 5 pertence ao livro intitulado The royal
pharmacopoea, galenical and chymical, according to the practice of the most eminent and
learned physitians of France, and publish’d with their several approbations, edição inglesa
publicada em 1678. O autor, Moses Charas, fugiu da perseguição religiosa na
França para encontrar o culto ambiente intelectual da Inglaterra de Carlos II,
que estabelecera a Royal Society. Entre os membros dessa sociedade estavam
Robert Boyle, Robert Hooke e Isaac Newton.
Os elementos listados na tabela incluem os nove elementos antigos, des-
critos anteriormente, e uns outros poucos que são facilmente separáveis. É claro
que o ouro, por ser “inerte”, é encontrado comumente em estado não combina-
do, e sua alta densidade (o ouro é cerca de 8 vezes mais denso que a areia) per-
mite que seja bateado. De fato, hoje sabemos que os gases inertes, como hélio,
neônio, argônio, criptônio e xenônio, também são encontrados não combinados
na natureza, mas eles são incolores e inodoros. Em todo caso, de repente avan-
çamos mais de duzentos anos no tempo, e pedimos desculpas ao leitor se nos
deixamos levar pelo nosso entusiasmo.
A associação dos elementos com os planetas e seus símbolos, evidente na
Figura 5, parece ter sido adotada a partir de ideias das culturas árabes na Idade
Média. A associação do ouro com o sol é muito óbvia. As outras são mais sutis.
Por exemplo, entre os planetas, Mercúrio parecia aos antigos mover-se mais rapi-
damente no céu, sendo o mais apropriado como mensageiro. As asas de Mercúrio
representavam bem a volatilidade do metal. Em contraste, Saturno era o mais
distante dos planetas observados pelos antigos (Urano, Netuno e Plutão foram
descobertos nos séculos XVIII, XIX e XX, respectivamente). O movimento
aparentemente lento desse planeta pelo céu foi comparado a Saturno, o deus da
semea
dura ou da agricultura, que às vezes é representado com uma perna de ma-
deira. O chumbo era denso, lento... plúmbeo. Uma pessoa saturnina é preguiçosa
ou triste (não devendo ser confundida com uma pessoa saturnal – dissolutamente
alegre ou orgíaca, em referência às festas romanas denominadas saturnais).
Mas, voltemos a um uso moderno da metáfora, com base no tóxico ele-
mento chumbo, e visitemos o livro A tabela periódica, de Primo Levi,1
que usou
21 elementos como metáforas em 21 histórias. Por exemplo:
Meu pai e todos nós Rodmund em linha paterna exercemos desde
sempre este ofício, que consiste em reconhecer uma certa e pesada
pedra, encontrá-la em países distantes, aquecê-la num certo modo
que nós conhecemos e dela extrair o chumbo negro. Perto de minha
aldeia havia uma jazida grande: dizem que fora descoberta por um
meu antepassado, que chamavam Rodmund Dentes Azuis. É uma al-
deia de operários do chumbo: todos o sabem fundir e trabalhar, mas

somente nós Rodmund sabemos encontrar a pedra e garantir que é
a verdadeira pedra de chumbo, não uma das tantas pedras pesadas
que os deuses semearam pelas montanhas para enganar o homem.
São os deuses que fazem crescer sob a terra os veios dos metais, mas
os mantêm secretos, ocultos; quem os encontra é quase igual a eles
e, por isso, os deuses não o amam e tentam confundi-lo. Não nos
amam a nós, Rodmund: mas não nos preocupamos com isso.
Todos os homens retomaram os velhos misteres, mas eu não: assim
como o chumbo, sem nós, não vê a luz, nós sem o chumbo não po-
demos viver. Nossa arte faz enriquecer, mas faz morrer na juventude.
Alguns dizem que isso ocorre porque o metal entra no sangue e o
debilita pouco a pouco; outros pensam ser uma vingança dos deuses,
mas, de todo modo, a nós Rodmund importa pouco que nossa vida
seja curta, porque somos ricos, respeitados e corremos o mundo.
Assim, depois de seis gerações de descanso, recomecei a viajar em busca
de pedras para fundir ou para outras pessoas fundirem, ensinando-lhes
a arte em troca de ouro; aí está, nós Rodmund somos nigromantes: mu-
damos o chumbo em ouro.
Com a vista desarmada, as pessoas na Antiguidade eram capazes de discernir
que o planeta Marte é vermelho, assim como a cal de ferro (“ferrugem”). É intui
ti
vamente razoável associar Marte – o deus da guerra – com o ferro, o material de
que são feitas as armas, e também com o sangue. Executivos de empresas do final
do século XX usavam “gravatas do poder” vermelhas em reuniões. Em uma con-
firmação (quase maravilhosa demais) da intuição antiga, os achados da Missão Vi-
king da Nasa – que fez pousar duas sondas espaciais em Marte em 1976 – indicaram
uma superfície vermelha composta de óxidos de ferro. Ou seja: os antigos fi
zeram
uma análise química a olho nu a mais de 50 milhões de quilômetros – nada mau!
Mas vamos levar a ironia mais um ou dois passos adiante. No momento em
que este texto foi escrito, parece que Marte enviou seu próprio mensageiro para a
Antártica há 13 mil anos, na forma do meteorito ALH84001.2
A comparação do
conteúdo de isótopos de carbono nos glóbulos de carbonato existentes no meteo
rito com os dados das sondas Viking indica sua origem marciana. Entre os frag-
mentos de evidências químicas, a identificação de sulfeto de ferro (II), juntamente
com óxidos de ferro, sugere uma origem biogênica – pois esses dois compostos
são essencialmente incompatíveis sob condições abióticas. A eletrizante, ainda que
talvez prematura, conclusão dos cientistas é a seguinte:2
Embora haja explicações alternativas para cada um desses fenômenos
considerados individualmente, quando considerados em conjunto –
em particular, devido a sua associação geográfica –, concluímos que
eles constituem evidência de vida primitiva no passado marciano.

14 n
Figura 5 n
Símbolos químicos do livro The royal pharmacopoea, de Moses
Charas (Londres, 1678).

1
n
P. Levi, A tabela periódica (tradução brasileira do original italiano, por Luiz Sérgio Henriques),
Rio de Janeiro, Relume-Dumará, 2001 (vide p. 85-86 para as duas citações feitas aqui).
2
n
D. S. McKay, E. K. Gibson Jr., K. L. Thomas-Keprta, H. Vali, C. S. Romanek, S. J. Clemett,
X. D., F. Chillier, C. R. Maechling, e R. N. Zare, Science, 273(5277):924-930, 1996.
QUÍMICA PRÁTICA: MINERAÇÃO, ANÁLISE E REFINO1
A Figura 6 representa uma vista do interior de um laboratório de análise
de minerais do final do século XVI. As Figuras de 6 a 16, assim como a Figura 4,
são da edição de 1736 do livro Aula subterranea... de Ercker, e foram impressas
utilizando as pranchas da edição de 1574. A Figura 7 representa uma máquina
para lavar minérios de ouro aluvial. A elevada densidade do ouro, 19,3 g/cm3
(a
densidade da água é de 1,0 g/cm3
, e a do mercúrio é de “apenas” 13,6 g/cm3
),
permite que ele seja facilmente separado da areia e de outros minerais.
Figura 6 n
Um laboratório de análise de minerais do século XVI (Ercker; vide
Fig. 4).

16 n
Figura 7 n
Uma máquina quinhentista para a lavagem de minérios de ouro
aluvial (Ercker, vide Fig. 4). A grande densidade do ouro (19,3 g/cm3
)
permite sua rápida separação de outros minerais mais leves.

Figura 8 n Produção de copelas a partir de ossos triturados e calcinados,
misturadosem seguida com cerveja, e moldando-se a pasta re-
sultante. Os óxidos dos metais menos nobres, como o ferro, são
absorvidos pela copela, enquanto o ouro ou a prata derretidos per-
manecem na superfície (Ercker, vide Fig. 4).
Figura 9 n
Uma balança do século XVI para análise de minerais (vide texto;
Ercker, vide Fig. 4).

18 n
Figura 10 n
Uso do mercúrio para dissolver o ouro contido no concentrado do
minério. O amálgama de ouro é aquecido em seguida, e o mercú-
rio é destilado (Ercker, vide Fig. 4).
A Figura 8 representa as operações para produzir copelas. A copelação era
uma técnica para purificar ouro ou prata dos minérios. As copelas eram objetos
em forma de copo, feitas de ossos moídos, nas quais se colocavam os minérios
triturados. Os minérios eram, em sua maioria, sulfetos; seu aquecimento, em
contato com o ar, levava à calcinação dos sulfetos e à formação de óxidos dos
metais menos nobres (isto é, mais reativos), enquanto o ouro ou a prata eram
derretidos. Os óxidos eram absorvidos pela copela, permanecendo em sua su-
perfície uma gota de ouro ou prata.

Para produzir copelas, ossos de bezerro ou carneiro são calcinados (aquecidos
em recipiente aberto), esmagados e triturados até ficarem com aspecto de farinha.
Essa “cinza” é umedecida com cerveja de elevado teor alcoólico. A cinza é então
colocada em moldes de copelas (vide A e C, Fig. 8), e recoberta com cinzas apro-
priadas – as melhores, segundo Ercker, seriam obtidas da parte frontal de crânios
de bezerros. A cinza nos moldes é em seguida prensada para adquirir o formato
adequado (vide H, um homem prensando copelas), removida dos moldes (vide B e
D, e o monte de copelas E), e as copelas são colocadas para secar. Na Figura 8, G
representa um homem lavando as cinzas e F são bolas de cinzas lavadas.
A Figura 9 representa uma balança utilizada na análise de minerais, e in-
clui: (A) balancim de metal forjado, (B) manilha, (C ) meia manilha, (D) braço da
amostra com meia manilha, (E ) duas pequenas contas – extremidade superior
da manilha e fiel, (F ) pivôs, (G ) como o braço é suspenso, (H ) casquilhos da
manilha, (K ) nós para pendurar os cordões, (L) pratos da balança e (M) fórceps
para amostras.
A Figura 10 representa a amalgamação de concentrados de ouro, e a re-
cuperação do mercúrio pela destilação do amálgama. Um dos mais antigos pre-
ceitos da química é semelhante dissolve semelhante, que explica por que o óleo flutua
sobre a água enquanto o álcool se mistura totalmente com ela. O mercúrio,
sendo um metal líquido, dissolve outros metais puros formando ligas chamadas
de amálgamas. O aquecimento relativamente brando do amálgama volatiliza o
mercúrio, separando-o do metal de interesse. Entretanto, o mercúrio não dis-
solve sais (cales, ou óxidos ou sulfetos) dos metais. Assim, o minério triturado
era tratado com vinagre por dois ou três dias por Ercker, em seguida lavado, e
esfregado com mercúrio – primeiro manualmente, depois com um pilão de ma-
deira, pelo amalgamador representado na Figura 10 (F). (Observação: O mercúrio
elementar é muito tóxico. Ele provocava danos ao sistema nervoso dos trabalha-
dores que faziam chapéus na Inglaterra durante o século XIX: era a “Doença do
Chapeleiro Louco” – a fonte da loucura na hora do chá da história de Alice no
País das Maravilhas. Houve preocupação, já no século XX, de que os amálgamas
usados para fazer obturações nos dentes poderiam liberar um fluxo contínuo de
vapor de mercúrio.) O mercúrio era purificado ao ser colocado dentro de um
saco de couro, que era espremido para que o mercúrio o atravessasse [vide (L) e
(G) na Fig. 10]. A destilação para separar o mercúrio do amálgama empregava:
um grande forno chamado atanor (A ), o qual fornecia calor uniforme e cons-
tante, câmaras laterais (B), um recipiente de argila (C), e uma cabeça de destila-
ção (D), uma cabeça fechada na qual se podia colocar água para resfriamento
(E), e um pote de ferro [parte inferior (H); parte superior (K)] para armazenar
o amálgama que seria aquecido. Também está representado (M) um homem que
refunde o ouro usando um fole.

20 n
Figura 11 n
Destilação de aqua regia*
(mistura 3:1 de HCl e HNO3
) (Ercker, vide
Fig. 4). Essa “água real” é capaz de dissolver o ouro. (Vide, na Seção
VIII, o ensaio “A química do ouro é nobre, mas não é simples”.)
Figura 12 n
O uso do “ácido de partição” (principalmente HNO3
) para separar a
prata do ouro. A prata é solúvel nesse ácido, mas o ouro não (Ercker,
vide Fig. 4).
*
n
N.T.: Chamada, em português, de “água régia”.

Figura 13 n
Um forno autoalimentado para cementação, do século XVI (vide
texto; Ercker, vide Fig. 4).

22 n
Figura 14 n
Redução de minério de bismuto a céu aberto; o bismuto fundido
recém-formado flui para os recipientes (Ercker, vide Fig. 4).

Aqua regia (três partes de ácido clorídrico e uma parte de ácido nítrico)
tinha a valiosa propriedade de dissolver o ouro e permitir a sua pronta recupe-
ração (vide nossa discussão mais adiante, a respeito da sutil química que está
envolvida). A Figura 11 mostra a destilação de aqua regia envolvendo: o atanor
(A) e uma câmara (B) para o frasco, colocado como se sugere em (C ). (D) é a
cabeça de destilação feita de vidro, e (E) é o frasco para recolher o produto.
Figura 15 n
Etapas da lixiviação e concentração (por ebulição) do salitre, obti-
do de esterco envelhecido de carneiro (Ercker, vide Fig. 4).

24 n
A Figura 12 representa o uso do ácido de partição para separar a prata do
ouro. O ácido de partição (essencialmente ácido nítrico) “dissolve” a prata, mas
não o ouro. É obtido fundindo-se salitre puro (nitrato de potássio, KNO3
) com
vitríolo, FeSO4
, adicionando-se pequena quantidade de água e destilando-se.
A Figura 13 mostra um forno autoalimentado para cementação – um pro-
cesso que tem algumas semelhanças com a copelação para purificar o ouro. O
“cimento” é feito com quatro partes de pó de tijolos, duas partes de sal e uma
parte de vitríolo branco (sulfato de zinco, ZnSO4
). Tritura-se essa mistura sólida
e umedece-se o pó com urina ou vinagre branco concentrado. Cobre-se o fundo
do pote com uma camada de um dedo de espessura desse cimento, e sobre esta
colocam-se tiras de ouro impuro, marteladas até ficarem bem finas. Umedece-se
então com urina, para posterior purificação. Seguem-se camadas alternadas de
cimento e de fitas de ouro, finalizando com uma camada superior de cimento de
meio dedo de espessura. Aquece-se no forno por 24 horas, a uma temperatura
inferior à do ponto de fusão do ouro. Ao final, o pó é removido, deixando um
ouro de 23 quilates. Ouro puro é 24 quilates.
Figura 16 n
Tinas e barris de lixívias concentradas de salitre (vide Fig. 15). Cem li-
bras do concentrado produzem cerca de 70 libras de salitre (Ercker;
vide Fig. 4).

A Figura 14 representa a redução do bismuto a céu aberto, com a ajuda
de um vento muito estilizado. Colocam-se pedaços de minério do tamanho de
nozes em tachos, de maneira que o fogo, alimentado pelo vento, provoque a
redução do minério e faça o bismuto líquido fluir pelos tachos.
Embora o salitre fosse usado para preparar ácido nítrico (para pesquisa?)
em pequena escala, sua maior demanda era para a manufatura da pólvora. A Fi-
gura 15 representa etapas da lixiviação e concentração, por ebulição, do salitre.
Em primeiro lugar, a melhor “terra” para a obtenção de salitre era, de acordo
com Ercker, aquela proveniente de antigos currais de carneiros (contendo restos
de excrementos e materiais de construção apodrecidos). A parte (A) representa
a “terra” a ser lixiviada, e (B) mostra os canos contendo água que irá fluir para
as tinas. As tinas são drenadas continuamente para as calhas (C ), que conduzem
a lixívia para um reservatório (D). A parte (E) representa uma pequena tina, de
onde a lixívia flui para uma caldeira; de (F ) a (L) são representadas partes do
forno. As caldeiras evaporam considerável parte da água, produzindo um “li-
cor” concentrado.
A Figura 16 mostra tachos (F ) e vasilhas (G ) para a cristalização da lixívia
concentrada. Cem libras deste concentrado produzem, após a cristalização, cer-
ca de 70 libras de salitre.
1
n
As traduções e interpretações feitas aqui foram baseadas em A. G. Sisco e C. S. Smith, La-
zarus Ercker’s treatise on ores and assaying (traduzido da edição alemã de 1580), Chicago, The
University of Chicago Press, 1951.

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