Justus von Liebig

Justus von Liebig (Darmstadt, 12 de maio de 1803 — Munique, 18 de abril de 1873) foi um químico e inventor alemão.

Filho de um comerciante de anilina, Liebig tornou-se destacado cientista e professor de química. Seu legado foi um dos maiores do século XIX. Seus experimentos possibilitaram a criação de fertilizantes químicos, sabão, explosivos e alimentosdesidratados. Sua contribuição para a humanidade foi extraordinária. Além de inúmeras fórmulas e processos para a química orgânica, Liebig institucionalizou o uso didático do laboratório de química.

Desde cedo Liebig mostrou determinação, dizendo a seus professores que tornaria-se ‘químico’ (numa época em que uma carreira com este nome nem existia), e achava que a educação na época não era suficiente. Ao ajudar seu pai, Liebig já causava explosões em seus laboratórios caseiros. Aos 17 anos de idade entrou para a Universidade de Bonn. Ao interagir com um dos seus professores constatou que este desconhecia o cálculo para análises minerais, e em consequência decidiu que era melhor continuar seus estudos sozinho.

Achando que não encontraria melhores professores em seu país, pediu permissão para o grão duque de Hessen e foi paraParis. Em novembro de 1822 Justus von Liebig se juntaria aos grandes químicos franceses Louis Jacques Thénard, Gay-Lussac, Michel Eugène Chevreul, e Louis Nicolas Vauquelin. Graças às recomendações de Thénard, Liebig foi admitido em um laboratório privado e pôde continuar seus experimentos, apresentando seus trabalhos na Academia Francesa em 22 de março de 1824. Dois dias após a apresentação, Liebig foi nomeado, aos 21 anos de idade, professor extraordinário daUniversidade de Giessen, Alemanha.

Apesar de hostilizado pelos demais docentes – não era comum um jovem tornar-se professor --, Liebig permaneceu determinado e, convencido de sua própria experiência, decidiu montar um laboratório no único edifício disponível da universidade, um anexo abandonado. Tal laboratório serviria de modelo a todos os demais laboratórios no mundo, sendo que os alunos de Liebig chegaram a se especializar na arte de soprar vidros. Mesmo em condições precárias, Liebig criou fama e atraiu estudantes de toda a Europa e Estados Unidos. Muitos de seus alunos tornariam-se grandes cientistas laureados com o Prêmio Nobel em física e biologia.

Um dos fundadores da química orgânica, Liebig aperfeiçoou os métodos de análise dos compostos químicos. Descobriu numerosos compostos orgânicos, como o clorálio, o clorofórmio, alguns aldeídos; estudou os ácidos e amidos correspondentes. Ao aplicar a química ao estudo da fisiologia vegetal, Liebig refutou a teoria até então aceita, segundo a qual as plantas absorveriam as substâncias orgânicas resultantes da decomposição de corpos de animais no terreno. Em vez disso, as plantas alimentam-se de alimentos inorgânicos - como o dióxido de carbono da atmosfera e os compostos amoniacais -, sendo o terreno tanto mais fértil quanto maior a quantidade de sais de elementos ali encontrados. Essa descoberta redunda em importante contribuição para a agricultura.

Liebig também revolucionou a produção de alimentos, aplicando princípios da química, chegando à conclusão de que as plantas alimentícias cresceriam melhor e teriam maior valor nutritivo se fossem adicionados elementos químicos na mínima quantidade adequada ao seu cultivo. Deste modo, von Liebig chegou à famosa fórmula NPK, iniciando a era dos fertilizantes químicos. No mesmo período outro estudioso sobre a composição química dos nutrientes, Julius Hensel, propos que pós de rocha fariam o mesmo efeito sem desequilibrar o meio ambiente e ainda com baixos custos.

Ambos promoveram na Alemanha debates acalorados sobre como evitar a fome e proporcionar o bem-estar nutricional. Julius Hensel obteve pouco reconhecimento pelo seu trabalho, além de ter sido processado e seu livro Pães de Pedra ter sido censurado. Somente em 1997 seu livro foi reeditado, aproveitando-se o mercado da remineralização dos alimentos.

Devem-se a Liebig 318 memórias das mais variadas questões de química. Em 1840 publicou Die Organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agrikulturchemie und Physiologie (A Química orgânica em sua aplicação à química agrícola e à fisiologia). Fundou o periódico Annalen der Pharmazie (Anais de Farmácia), mais tarde transformado em Annalen der Chimie und Pharmazie.

Justus von Liebig continuou suas pesquisas sobre o metabolismo e a fisiologia, estudando quais as melhores maneiras de nutrir corpos adoecidos. Mesmo erroneamente, acreditava que o corpo era fortalecido pela ingestão de proteína, e muitos ainda acreditam, o que levou à criação de dois produtos muito difundidos no século XX: Liebig's Infant Food (alimento lácteo para substituir o leite materno) e Liebig's Fleisch Extract (extrato de carne líquido).

Há um mistério em torno da morte de Justus von Liebig, de acordo com documentos da época: Liebig teria cometido o suicídio, porém nada mais foi documentado a respeito. Tanto sua lápide como suas últimas sentenças demonstravam que Liebig havia se arrependido em tentar consertar a natureza através dos compostos químicos.

Em homenagem, ao fim da Segunda Guerra Mundial a Universidade de Giessen foi renomeada Justus Liebig University Giessen e seu laboratório transformado no Museu Liebig.

História da Química

A História da Química desde milhares de anos antes de Cristo, está essencialmente ligada ao desenvolvimento da humanidade, já que abarca todas as transformações de matérias e teorias correspondentes. Com frequência a história da química se relaciona intimamente com a história dos químicos e — segundo a nacionalidade ou tendência política do autor — ressalta em maior ou menor medida os sucessos alcançados num campo ou por uma determinada nação.

A ciência química surge no século XVII a partir dos estudos de alquimia populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química foi vista pela primeira vez na obra do cientista britânico Roberto Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como denominada atualmente, começa a ser explorada um século mais tarde com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e as suas descobertas em relação ao oxigênio com Carl Wilhelm Scheele, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão.

A Química como Ciência

Aquilo que viria a ser considerado como a ciência química, teve seus primeiros passos no século XVII, a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez, na obra do cientista irlandês Roberto Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, só começou de fato um século mais tarde, com os trabalhos do francês Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão.

A Racionalização da Química

Um ponto crucial no desenvolvimento da química como ciência, foi a racionalização dos conhecimentos empíricos obtidos, procurando criar leis racionais e simplificar, de forma coerente, as informações obtidas. O princípio de conservação da massa e o entendimento da influência da composição da atmosfera nos experimentos ambos amplamente disseminados a partir dos trabalhos de Lavoisier, no final do século XVIII permitiram que os experimentos se tornassem cada vez mais rigorosos e precisos, em oposição ao caráter apenas qualitativo das experimentações alquimistas. A partir deste momento, a medição de massas assume um caráter fundamental na história da química, tendo sido esse o principal impulsor para o desenvolvimento da balança, a partir da época de Lavoisier, tendo ele próprio construído os equipamentos mais precisos desse período.

A Hipótese Atomística

Em um período de 478 a.C., o filósofo grego Leucipo, que vivia na costa norte do Mar Egeu apresentou a primeira teoria atômica, e seu discípulo Demócrito a aperfeiçoou e a propagou. "Considere a areia de uma praia. Vista de longe ela parece contínua, porém, observada de perto, notamos que é formada por pequenos grãos. Na realidade todas as coisas no universo são formadas por grãozinho tão pequenos que não podemos enxergar e, dessa forma, temos a impressão de que elas são contínuas." Tendo como base essa analogia, esses "grãozinhos" seriam os átomos (a palavra átomo significa, em grego, indivisível), que fariam parte da menor partícula que a matéria seria formada. Demócrito postulou que todas as variedades de matéria resultam da combinação de átomos de quatro elementos: terra, ar, fogo e água.

Demócrito baseou o seu modelo na intuição e na lógica. No entanto foi rejeitado por um dos maiores lógicos de todos os tempos, o filosofo Aristóteles. Este reviveu e fortaleceu o modelo de matéria contínua, ou seja, a matéria como "um inteiro". Os argumentos de Aristóteles permaneceram até a Renascença.

Todo o modelo não deve ser somente lógico, mas também deve ser consistente com a experiência. No século XVII, experiências demonstraram que o comportamento das substâncias era inconsistente com a ideia de matéria contínua e o modelo de Aristóteles desmoronou.

Em 1808, o professor inglês John Dalton propôs a ideia de que as propriedades da matéria poderiam ser explicadas em termos de comportamento de partículas finitas e unitárias. Segundo suas ideias, a matéria seria formado por partículas unitárias e elementares. Para isso, ele resgatou o conceito de átomo defendido por Demócrito e o adaptou à luz das novas observações químicas da época. Sua teoria conseguiria explicar as leis químicas enunciadas por Lavoisier e por Proust. Assim, no modelo de Dalton os átomos eram vistos como esferas minúsculas, rígidas e indestrutíveis.

A Racionalização da Matéria

A teoria atomística de Dalton teve importantes repercussões. Baseado em dados experimentais, um cientista francês, chamado Joseph Proust, já tinha proposto formalmente o conceito de que toda substância tinha uma composição constante e homogênea. Assim, a água, por exemplo, independente da sua origem, era sempre composta pela mesma proporção de dois gases: oxigênio e hidrogênio. Juntando esse conceito e seus postulados atomísticos, Dalton organizou de forma racional as diversas substâncias conhecidas, criando uma tabela de substâncias que seriam formadas por apenas um tipo de átomo, e substâncias que eram formadas por uma combinação característica de átomos.

Assim, tanto a grafite como os gases hidrogênio e oxigênio, por exemplo, eram formados apenas por um tipo de átomo, enquanto que outras substâncias, como a água, eram formadas pela combinação de dois ou mais átomos, nesse caso, dos elementos hidrogênio e oxigênio (as dificuldades de obter certos dados com uma precisão razoável levaramDalton a propor erroneamente para a água a fórmula HO, em vez de H2O). Apesar das dificuldades experimentais, Dalton propôs formulas certas para diversos compostos conhecidos na época, tendo seu trabalho revolucionado de forma definitiva o entendimento da matéria.

O Vitalismo e o começo da Química Orgânica

Tão cedo se compreendessem os princípios da combustão, outro debate de grande importância apoderou-se da química: o vitalismo e a distinção essencial entre a matéria orgânica e inorgânica. Esta teoria assumia que a matéria orgânica só podia ser produzida pelos seres vivos atribuindo este fato a uma vis vitalis (força ou energia vital) inerente na própria vida. A base desta teoria era a dificuldade de obter matéria orgânica a partir de precursores inorgânicos. Este debate foi revolucionado quando Friedrich Wöhlerdescobriu, acidentalmente, como se podia sintetizar a ureia a partir do cianato de amónio, em 1828, mostrando que a matéria orgânica podia criar-se de maneira química. No entanto, ainda hoje se mantém a classificação em química orgânica e inorgânica, ocupando-se a primeira essencialmente dos compostos do carbono e a segunda dos compostos dos demais elementos. Os motores para o desenvolvimento da química orgânica eram, no princípio, a curiosidade sobre os produtos presentes nos seres vivos (provavelmente com a esperança de encontrar novos fármacos) e a síntese dos corantes ou tinturas. A última surgiu depois da descoberta da anilina por Runge e a primeira síntese de um corante artificial por Perkin.

Depois adicionaram-se os novos materiais como os plásticos, os adesivos, os cristais líquidos, os fitossanitários, etc.

Até à Segunda Guerra Mundial a principal matéria-prima da indústria química orgânica era o carvão, dado a grande importância da Europa no desenvolvimento desta parte da ciência e o fato de que em Europa não há grandes jazidas de alternativas como o petróleo.

Com o final da segunda guerra mundial e o crescente peso dos Estados Unidos no setor químico, a química orgânica clássica se converte cada vez mais na petroquímica que conhecemos hoje. Uma das principais razões era a maior facilidade de transformação e a grande variedade de produtos derivados do petróleo.

A Tabela Periódica e a Descoberta dos Elementos Químicos

Em 1860, os cientistas já tinham descoberto mais de 60 elementos químicos diferentes e tinham determinado sua massa atômica. Notaram que alguns elementos tinham propriedades químicas similares pelo que deram um nome a cada grupo de elementos parecidos. Em 1829, o químico J. W. Döbenreiner organizou um sistema de classificação de elementos no qual estes agrupavam-se em grupos de três denominados tríades. As propriedades químicas dos elementos de uma tríade eram similares e suas propriedades físicas variavam de maneira ordenada com sua massa atômica.

Alguns anos mais tarde, o químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleev desenvolveu uma tabela periódica dos elementos segundo a ordem crescente das suas massas atômicas. Dispôs os elementos em colunas verticais começando pelos mais levianos e, quando chegava a um elemento que tinha propriedades semelhantes às de outro elemento, começava outra coluna. Em pouco tempo Mendeleev aperfeiçoou a sua tabela acomodando os elementos em filas horizontais. O seu sistema permitiu-lhe predizer com bastante exatidão as propriedades de elementos não descobertos até o momento. A grande semelhança do germânio com o elemento previsto por Mendeleev conseguiu finalmente a aceitação geral deste sistema de ordenação que ainda hoje segue-se aplicando.

Retrato de Dmitri Mendeleev.

Tabela Periódica Atual

Tabela periódica de Mendeleev

Desenvolvimento da Teoria Atômica

Ao longo do século XIX a química estava dividida entre os seguidores da teoria atómica e aqueles que não a subscreviam, como Wilhelm Ostwald e Ernst Mach. Os impulsores mais decididos da teoria atômica foram Amedeo Avogadro, Ludwig Boltzmann e outros, que conseguiram grandes avanços no entendimento do comportamento dos gases. A disputa foi finalizada com a explicação do efeito Browniano por Albert Einstein em 1905 e pelos experimentos de Jean Perrin a respeito.

Muito antes que a disputa tivesse sido resolvida muitos pesquisadores tinham trabalhado sob a hipótese atômica. Svante Arrhenius tinha pesquisado a estrutura interna dos átomos propondo a sua teoria da ionização. O seu trabalho foi seguido por Ernest Rutherford, quem abriu as portas ao desenvolvimento dos primeiros modelos de átomos que desembocariam no modelo atômico de Niels Bohr. Na actualidade o estudo da estrutura do átomo considera-se um ramo da física e não da química.