A busca de explicações
Desde que o homem primitivo aprendeu a utilizar o fogo para seu benefício (aquecer-se, defender-se, cozer alimentos), a obtenção de energia a partir de transformações químicas, em especial as combustões, tem exercido papel fundamental nas sociedades.
Durante muitos séculos, a combustão da madeira e de outros materiais como óleos e gorduras foram utilizados como fonte de energia. Mais recentemente se passou a usar, em larga escala, o carvão mineral, o petróleo e seus derivados.
Nossa própria vida depende da energia proveniente da combustão da glicose em nossas células.
Foguetes são colocados fora da órbita terrestre graças, também, à combustão de materiais apropriados, como, por exemplo, o gás hidrogênio. Este combustível interage com o gás oxigênio, formando água e liberando enorme quantidade de energia.
Atualmente, as combustões, em seu sentido usual, são consideradas transformações químicas em que um dos reagentes, o comburente, é o gás oxigênio.
Apesar de o conhecimento sobre os fatos e formas de controle das transformações químicas (que hoje permite planejar a produção de materiais e energia, e possibilita a inibição de transformações indesejáveis) ser muito antigo, as várias interpretações dadas à combustão eram diferentes da atual.
O estudo das transformações químicas, porém, envolve também a elaboração de explicações para os fatos observados. Assim, à medida que novos fatos ou idéias eram considerados, novas explicações deveriam ser procuradas.
Desse modo o estudo da combustão e de outras transformações foi construindo explicações que envolvem diferentes idéias sobre a constituição da matéria.
Nas combustões, geralmente, grande quantidade de energia, na forma de luz e calor, é liberada. Até as últimas décadas do século XVIII, muitos pensadores explicavam essa observação pela teoria do flogístico. Os corpos combustíveis teriam como constituinte um elemento – o flogístico – que, no momento da combustão, abandonaria o corpo, alterando suas características.
Essa idéia também poderia explicar a transformação de um metal em seu óxido, na combustão, admitindo que o metal fosse constituído pelo seu óxido e flogístico.
Da mesma forma se explicaria a obtenção do metal a partir do seu óxido, através do aquecimento com carvão; este seria constituído por grande quantidade de flogístico, que seria transferido ao óxido metálico, regenerando o metal.

Óxido + carvão = metal + carvão “deflogistizado”

Também se poderia explicar, através dessas idéias, a diminuição de massa, na combustão de materiais como madeira e carvão, pela liberação do flogístico.
No entanto, essas idéias não explicavam o aumento de massa observado na combustão de outros materiais, como os metais: se na combustão o metal perde flogístico, como explicar que a massa aumenta?
Apesar de fatos como este não serem satisfatoriamente explicados, o trabalho dos pensadores que aceitavam essa teoria em muito contribuiu para um maior conhecimento sobre materiais e técnicas, assim como tornou o campo fértil para o surgimento de outras teorias.
Uma delas, resultante de estudos quantitativos sobre as transformações químicas, foi elaborada pelo químico francês Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). Partindo da suposição de que, nas transformações, as quantidades se conservavam, realizou experimentos envolvendo combustões, notando que parte do ar se fixava ao material combustível. Com a descoberta do gás oxigênio – que na época foi chamada de “ar vital”, por permitir a respiração de animais – realizada pelo químico inglês Priestley (1733-1804), Lavoisier relacionou a ocorrência de combustão à incorporação do princípio que forma o oxigênio aos princípios constituintes do combustível.
Algumas das observações de Lavoisier encontram-se no trecho que segue.

Há oito dias descobri que o enxofre ganha massa, na combustão, ao invés de perdê-la, portanto é possível dizer que a partir de uma libra de enxofre pode-se obter mais de uma libra de ácido vitriólico (ou seja, ácido sulfúrico), considerando que este ácido tenha sido produzido pela mistura do enxofre com o ar.
O mesmo ocorre com o fósforo. O aumento de massa provém da extraordinária quantidade de ar que é fixada durante a combustão.
Esta descoberta, demonstrada através de experimentos que considero decisivos, me fez crer que o que é observado na combustão do enxofre e do fósforo poderia muito bem ocorrer no caso de todos os corpos ganham massa na combustão ou na calcinação [...] Os experimentos confirmaram plenamente as minhas conjecturas.

Admitindo, então, essa incorporação, era possível explicar o aumento de massa verificado em certas combustões. Além disso, desenvolvendo experimentos em sistema fechado, o que evitava o escape de gases produzidos para a atmosfera, Lavoisier pôde constatar sua hipótese sobre a conservação de massa.
No entanto, para explicar a produção de calor e luz, que freqüentemente acompanha as combustões, Lavoisier admitia que a matéria era constituída também por um elemento imponderável – o calórico. Assim, o gás oxigênio seria constituído pelos princípios (ou elementos) oxigênio e calórico. Ocorreria combustão quando o combustível tivesse afinidade pelo principio oxigênio, incorporando este e liberando o calórico. Apesar de imponderável, a quantidade de calórico poderia ser determinada utilizando um aparelho especifico – o calorímetro.
Estes estudos de Lavoisier levaram as conclusões que deram novo rumo ao estudo da química, destacando-se a abordagem quantitativa, que passa a ser enfatizada. Outro exemplo dessa mudança vem dos seus estudos sobre a formação e decomposição da água. Como já foi mencionado, forma-se água na combustão do gás hidrogênio, havendo liberação de grande quantidade de energia. A água também pode ser decomposta nos gases hidrogênio e oxigênio, consumindo energia. Observando estas transformações, Lavoisier concluiu que a água é uma substância composta. Isso, na época, foi surpreendente, pois a água era tida como substância simples, ou seja, impossível de se decompor.
Tanto a teoria do flogístico como a desenvolvida por Lavoisier envolvem concepções sobre a constituição da matéria. Naquela, a matéria seria formada por substrato e flogístico. Para Lavoisier, seria constituída por elementos ou princípios.
Desde então, muitos fatos foram observado e diferentes explicações foram elaboradas, fundamentando-se na idéia de que a diversidade dos fenômenos pode ser atribuída a entidades fundamentais e às suas inter-relações, sejam elas os elementos, os átomos de Dalton, os prótons, elétrons e nêutrons, ou os quarks da física moderna.
Fonte: Livro "Interações e Transformações I"

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