Com a publicação, em 1789, dos Elementos de Química
de Lavoisier, a ciência química rompeu suas últimas
amarras com o passado alquimista, assumindo uma forma moderna. Lavoisier
insistiu na importância dos métodos quantitativos da pesquisa
em Química e, a esse respeito, introduziu o princípio da
conservação da matéria, segundo o qual nada se perdia
nem se criava no transcurso das reações químicas,
sendo o peso dos produtos igual ao peso dos materiais de partida. Também
ressuscitou a idéia de Boyle de que os elementos químicos
não passavam de substâncias que não podiam ser decompostas
em algo mais simples por meios químicos - os elementos, dizia Lavoisier,
eram "os materiais aos quais, de fato, havia levado a análise química
- estabelecendo, em seguida, uma lista de uns vinte e três
elementos autênticos conhecidos por ele.
O novo ponto de vista de Lavoisier levou à elaboração
de diversas leis empíricas na
ciência química. A primeira delas foi a
lei das proposições equivalentes,
formulada em 1791 por Jeremiah Richter
(1762 - 1807), um químico das minas de Breslau e da fábrica
de porcelana de Berlím. Richter era um discípulo do filósofo
Immanuel Kant e, como seu mestre, pensava que as ciências físicas
eram todas elas ramos das matemáticas aplicadas.
Depois da descoberta da lei das proporções equivalentes,
foram confeccionadas tabelas de pesos equivalentes que mostravam a quantidade
relativa de elementos químicos que teriam que se combinar entre
si.
O francês Proust (1755 - 1826), professor de Química em Madrid,
propôs, em 1789, uma segunda lei, a das composições
constantes. Achou que, independentemente do método de obtenção,
num composto a proporção dos pesos dos elementos que continha
era sempre a mesma, sendo essa proporção a dos pesos equivalentes
dos elementos. O valor dessa lei foi objeto de polêmica durante alguns
anos com Berthollet (1748 - 1822), professor de Química na Escola
Politécnica, que opinava que a composição dos compostos
químicos era infinitamente variável e não fixa.
As pesquisas de Berthollet anteciparam algumas descobertas realizadas pelos
físico-químicos durante os anos 60 do século passado.
Assinalou que algumas reações químicas eram reversíveis,
enquanto que em outras reações os produtos dependiam das
quantidades iniciais dos reagentes empregados, bem como da solubilidade
ou volatilidade relativa dos reagentes e produtos. Desses casos, Berthollet
concluía que a composição de um composto variava gradualmente
no transcorrer de uma reação. Entretanto, Proust conseguiu
mostrar que o que variava no transcurso da reação era a quantidade
do composto e não sua composição, e que, além
disso, os compostos de composição indefinida de Berthollet
eram, na realidade, misturas. De fato Proust foi o primeiro que distinguiu
claramente as misturas dos compostos, sendo separáveis os componentes
das primeiras por meios físicos, enquanto que os dos últimos
só o eram por meios químicos.
As referidas leis permitiram aos químicos caracterizar novos compostos
e novos elementos, conduzindo também à teoria atômica
que explicavam por que se cumpriam essas leis da natureza.
A importância que tinha para os químicos a doutrina de Dalton
reside em que, agora, se via que existiam diferentes espécies de
átomos, sendo similares os átomos de um mesmo elemento, com
suas próprias características específicas, enquanto
que os dos diferentes elementos diferiam em tamanho, peso e número
por unidade de volume, de modo que, quando dois elementos se combinavam
para formar um composto, cada átomo do primeiro elemento se unia
com um ou com um pequeno número inteiro de átomos do segundo
elemento. Dalton estabeleceu esse último postulado porque descobriu
que, quando se uniam dois elementos para formar mais de um composto, os
pesos do elemento A que se combinavam com quantidade fixa do elemento B
mantinham sempre uma razão numérica simples uns com outros.
No caso dos óxidos de nitrogênio, que Dalton pesquisou pessoalmente,
achou que as quantidades de oxigênio que se combinavam com uma quantidade
dada de nitrogênio se achavam na proporção de 1:2:3.
Esta é a lei de Dalton das proporções múltiplas,
publicada em 1804 e que conferiu plausibilidade à teoria atômica.
Também indicava que o átomo de um elemento nem sempre se
combinava com um só átomo de outro, mas também com
dois, três, quatro etc.
Dalton assinalava que uma propriedade importante que caracteriza os átomos
de diferentes elementos é a de seus pesos atômicos relativos.
Elaborou ele mesmo, em 1803, a primeira tabela dos referidos pesos atômicos
relativos ao hidrogênio.
Em 1808, Gay-Lussac descobriu que, quando dois gases se combinam, seus
volumes mantêm uma razão numérica simples entre si,
assim como com os volumes dos produtos, quando também fossem gases.
Dalton sustentava que os números de átomos de dois elementos
que se combinam mantêm uma razão numérica simples,
e não considerou improvável que a razão volumétrica
de dois gases que se combinam fosse a mesma que a razão em que se
combinavam seus átomos constituintes. Avogadro (1776-1856), professor
de Física em Turim, foi ainda mais longe, sugerindo, em 1811, que
os mesmos volumes de diferentes gases contêm o mesmo número
de partículas sob as mesmas condições de temperatura
e pressão. Ampère (1775-1836) sugeriu, em 1814, a mesma
hipótese. A hipótese de Avogadro discutia a dificuldade de
explicar o fato de que, quando um volume de hidrogênio se combinava
com um volume de cloro, produziam-se dois volumes de cloreto de hidrogênio.
Isso sugeria que os átomos de hidrogênio e cloro se dividiam
pela metade no processo de combinação. Avogadro superou a
dificuldade supondo que as partículas fundamentais de hidrogênio
e cloro, e de outros gases eram moléculas que continham dois átomos
do elemento, e que a combinação química entre dois
gases produzia a divisão das moléculas dos elementos e a
formação de moléculas compostas, nas quais havia um
átomo de cada elemento, como hidrogênio e cloro no cloreto
de hidrogênio.
A hipótese de Avogadro poderia ter fornecido um método geral
para determinar os números de combinações dos átomos
dos elementos, mas não foi aceita de forma geral até a década
de 60, do séc XIX, já que exigia que os átomos do
mesmo elemento se combinassem para formar moléculas. Dalton e outros
sustentavam que os átomos semelhantes deviam repelir-se mutuamente,
e não podiam combinar-se entre si. Além disso, o próprio
Dalton pensava que as diversas espécies de átomos diferiam
não só em seus pesos atômicos, como também em
tamanho e no número por unidade de volume em estado gasoso. A lei
de Gay-Lussac dos volumes de combinação implicava que existia
o mesmo número de partículas no mesmo volume de diferentes
gases, enquanto que Dalton, em princípio, não acreditava
nessa lei. As provas experimentais obrigaram-no a aceitá-la, ainda
que negasse até o final de sua vida o valor da hipótese de
Avogadro.
( Traduzido de: MASON, Stephen
- História de las ciencias - La ciencia del siglo XIX.
In: CARVALHO, G.C. - Química
Moderna. São Paulo, Scipione, 1995,
vol 1, p 285-287 )