O Alquimista, de Pietro Longhi.
A história da Química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do
homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes.
[editar]Os primeiros passos
[editar]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
A. Lavoisier, no final do
século XVIII — permitiram que os experimentos se tornassem cada vez mais rigorosos e precisos, em oposição ao caráter qualitativo das experimentações
alquimistas.
A partir desse 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.
[editar]A hipótese atomística
Uma das maiores vitórias da Química, devido ao uso de
balanças nos experimentos, foi, sem dúvida, devida a
John Dalton. Esse cientista inglês ficou intrigado com o fato de que, ao decompor qualquer
substância em seus constituintes mais simples, as razões entre as massas das diversas substâncias obtidas poderem ser sempre escritas a partir de números inteiros de pequeno valor, ocorrendo frequentemente razões, do tipo 1:2, 2:3, 5:2 etc.
Com base nesse curioso dado experimental,
Dalton propôs, em
1881, um modelo para a constituição da matéria: tais dados seriam facilmente explicados se toda a matéria fosse constituída por unidades indivisíveis, nomeadas de
átomo (do grego "indivisível"). Tal conceito, cuja primeira descrição provinha do filósofo grego
Demócrito, agora surgia, naturalmente, de medidas quantitativas rigorosas.
[editar]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 levaram
Dalton a propor erroneamente para a
água a
fórmula HO, em vez de H
2O). 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.
[editar]Conceitos fundamentais
No estado sólido, considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partículas. É particularmente estudado nas áreas da Estática e da Dinâmica. No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e, aproximadamente, o volume; a forma e a posição relativa das partículas não se mantêm. É particularmente estudado nas áreas da Hidrostática e da Hidrodinâmica. No estado gasoso, o corpo mantém apenas a
quantidade de matéria, podendo variar, amplamente, a forma e o
volume. É particularmente estudado nas áreas da
aerostática e da
aerodinâmica.
Uma
substância possui uma composição característica, determinada, e um conjunto definido de propriedades. Exemplos de substâncias são o
cloreto de sódio, a
sacarose e o
oxigênio, entre outros. Uma substância pode ser formada por um único elemento químico (
substância simples), como, por exemplo, o
ouro, o
ferro ou o
cobre, ou por dois ou mais elementos, numa proporção definida (
substância composta), como é o caso do cloreto de sódio (39,34% de sua massa é de sódio e 60,66%,de cloro).
Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma
mistura, cuja composição e propriedade são variáveis. O
leite, por exemplo, é uma mistura.
Um
íon ou ião é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um
átomo ou
molécula que perdeu ou ganhou
elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions, ou aniões' (que são atraídos para
ânodos), enquanto íons carregados positivamente são conhecidos como cátions, ou catiões (que são atraídos por
cátodos).
As
ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as moléculas, que constituem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na Natureza, existem, aproximadamente, uma centena de elementos químicos. Os átomos desses elementos químicos, ao se unirem, formam a grande diversidade de substâncias químicas.
A
tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. É muito útil para se preverem as características e tendências dos átomos.
[editar]Leis da química
As reações químicas são governadas por certas leis que trazem conceitos fundamentais em Química. Algumas delas são:
- Lei da conservação das massas, que, de acordo com alguns físicos modernos, considera que a energia é conservada, e que massa e energia são relacionadas; um conceito que se torna importante em química e física nuclear.
- Lei da conservação da energia que conduz aos importantes conceitos de equilíbrio, termodinâmica, e cinética.
- Lei de Proust ou "lei das proporções constantes", embora em muitos sistemas (notadamente macromoléculas bioquímicas e minerais) as variedades possíveis tendem a requerer vastos números, e são freqüentemente representados como frações.
- Lei das proporções múltiplas
- Lei de Hess
- Lei de Beer-Lambert
- Lei da difusão de Fick
- Lei de Raoult
- Lei de Henry
- Lei de Boyle (1662, relacionando pressão e volume)
- Lei de Charles (1787, relacionando volume e temperatura)
- Lei de Gay-Lussac (1809, relacionando pressão e temperatura)
- Lei de Avogadro
A divisão da Química pode ser feita de diversas maneiras.
Por exemplo, a IUPAC divide a química em :
Mais tradicionalmente, a Química pode, também, ser dividida em diversas modalidades:
- É a ciência da estrutura, das propriedades, da composição e das reações químicas dos compostos orgânicos que, em principio, são os compostos cujo elemento principal é o carbono. O limite entre a química orgânica e a química inorgânica, que segue, não é sempre nítido; por exemplo, o óxido de carbono (CO) e o anidrido carbônico (CO2) não fazem parte da Química Orgânica.
- É o ramo da Química que trata das propriedades e das reações dos compostos inorgânicos. Neste, é incluída a geoquímica
- É o estudo dos fundamentos físicos dos sistemas químicos e dos processos físicos. Em particular, a descrição energética das diversas transformações faz, por exemplo, parte desse ramo da Química. Nela, encontram-se disciplinas importantes, como a termodinâmicaquímica e a termoquímica, a cinética química, a mecânica estatística, a espectroscopia e a eletroquímica.
- É o estudo dos compostos químicos, das reações químicas e das interações químicas que acontecem nos organismos vivos. Inclui os sub-ramos da química médica, química clínica, química ambiental, toxicologia e bioquímica em si. Guardita relação com os outros ramos da química.
- É o estudo de amostras de material, para se conhecerem a sua composição química e sua estrutura.
- É o estudo dos fenômenos materiais e energéticos que aparecem no nível do núcleo dos átomos.
- Alguns elementos, como o carbono e o silício, têm a propriedade de poderem formar cadeias repetindo numerosas vezes a mesma estrutura. Essas macromoléculas têm propriedades químicas e físicas exploradas pela indústria.
[editar]Química em tópicos
- Química inorgânica - estuda as substâncias inorgânicas.
- Química orgânica - estuda as substâncias orgânicas.
- Química analítica - trata da análise química de produtos.
- Físico-química - estuda as propriedades químicas e físicas da matéria.
- Bioquímica - trata dos processos químicos relativos aos seres vivos.
- Química industrial - estudo de reações com interesse em processos industriais (ver verbetes engenharia química e cálculo de reatores).
- Química ambiental-estuda os processos químicos (mudanças) que ocorrem no meio ambiente
- Química medicinal - estudo da aplicação da Química ao planejamento, avaliação e síntese de novos fármacos.
- Química Clínica- estudo e análise da Química e da Bioquímica do ser humano, em seus estados fisiológicos normal ou patológico.
- Toxicologia- estuda os efeitos adversos das substâncias químicas sobre os organismos
- Farmacologia- estuda como as substâncias químicas reagem com os organismos vivos
- Química forense- estuda as aplicações das ciências químicas no âmbito judicial e criminal
- Petroquímica - trata da obtenção e refinação do petróleo.
- Mineralogia - é o estudo químico das estruturas molecular e cristalina e propriedades físicas de minerais, bem como a sua génese, metamorfismo, evolução química e meteorização.
- Engenharia Química - ramo da Engenharia dedicado ao projeto e estudo de Indústrias de Processos Químicos.
- Cálculo de Reatores - ramo da Engenharia Química que estuda o projeto de conjuntos de reatores industriais.
- Carboquímica - trata de processos envolvendo o carvão mineral.
- Catálise química - trata de procedimentos que alteram a cinética das reações.
- Ciência dos materiais - trata da composição, resistência e durabilidade de materiais.
- Cinética química - trata da velocidade das reações químicas.
- Combustão - trata das substâncias usadas na produção de energia.
- Eletroquímica - trata de reações químicas envolvendo energia elétrica.
- Estequiometria - Estudo quantitativo acerca dos reagentes e produtos de uma reação química.
- Química Quântica
- Operações Unitárias - ramo da Engenharia Química que estuda o projeto de equipamentos industriais de transformações físicas (por exemplo, filtração, destilação, cominuição, decantação, aquecimento), em oposição às Conversões Químicas (Cálculo de Reatores).
- Termoquímica - trata de reações químicas envolvendo energia térmica.
[editar]Tópicos Especiais
[editar]Literatura em Química
Além dos livros didáticos ou específicos sobre tópicos da Química no mundo, são publicados, diariamente, centenas de artigos técnicos e científicos. Há milhares de jornais e revistas periódicas de Química. A principal fonte de referência para uma pesquisa bibliográfica sobre os assuntos tratados na área química é o
Chemical Abstracts, publicado pela
American Chemical Society, o qual contém resumos dos principais artigos publicados mundialmente.
[editar]Produtos e substâncias
[editar]Procedimentos e processos
[editar]Equipamentos e instrumentos químicos
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