História da Química

Marco Antonio Cismeiro BumbaEnsino Médio

O que é a Química?

1.O estudo dos elementos e dos compostos que formam e das reações que entre estes ocorrem.

2.Composição química e propriedades de uma substância

3. A atração entre duas pessoas!!

As seguintes moléculas são compostos muito interessantes. As moléculas são muito semelhantes em tamanho, forma e composição. Diferem apenas

nos átomos a vermelho (O) e azul (N) mas no entanto são completamente diferentes na forma como interagem conosco e contribuem para a

nossa qualidade de vida

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A primeira molécula chama-se feniletanol e é um dos compostos responsáveis pelo odor de

uma rosa.

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A segunda molécula chama-se feniletilamina e é um neurotransmissor produzido no nosso cérebro quando nos apaixonamos!.Causa todas aquela

magníficas sensações…será que o aroma de uma rosa causa efeitos semelhantes?

Por quê estudar Química?

A Química e Engenharia Química fazem parte de cada um dos nossos dias. Ajudam a nos alimentar,

vestir, alojar, curar doenças e até nos entreter! Estes benefícios para a Humanidade não

necessitam de ser obtidos à custa do Ambiente.

A Química tem contribuído com o apoio de outras Ciências, para o bem estar da Sociedade.

Desenvolveu e desenvolverá novos processos de fabricação de novos medicamentos, novos

materiais, combate ao crime, ajudará a matar a fome do mundo, na cura de doenças, etc....

A Química e as Ciências Exatas e Naturais

QUÍMICA

Engenharia do

Ambiente

MedicinaGeologia Física

EngenhariaQuímica

QuímicaFísica

Geoquímica Bioquímica

Agricultura Biologia Astronomia

Ciência dosMateriais

QuímicaNuclear

O que se imagina quando se pensa em química?

Mas raramente….

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Pré – história Descoberta do

fogo.

Química: como tudo começou?Idade antiga

Domínio da prata, vidro e outros metais;

Conhecimento prático de algumas operações químicas.

Idade média Surge a alquimia:

• Elixir da vida eterna;

• Pedra filosofal.

Idade moderna

Surge a química médica;

Química como ciência exacta.

Idade contemporân

ea Apareceram

grandes génios da química;

Tabela periódica.

História da Química

b.C

1000-1300 1920-1950

1500-1700 1950-1960

1750-1800 1960-1975

1800-1830 1975-1986

1830-1880 1990-2001

1890-1915 Séc. XXIPicture of Democritus

5000 A.C.: uso do cobre pelas antigas civilizações

3500 A.C.: uso do ferro pelas civilizações antigas

450 A.C.:"Leucippus de Miletus e Democritus of Abdera desenvolvem a hipótese atómica. De acordo com eles a matéria só pode ser subdividida até um certo ponto, a partir do qual só permanecem átomos.

400 A.C.: O filósofo grego Empedocles of Acragas afirma que a matéria consiste de quatro elementos: terra, ar, fogo e água.

100: Alquimistas árabes viajam pela China e Egipto, levando novas ideais e desenvolvendo novos métodos quantitativos e aparelhos para as suas experiências.

1020: Os trabalhos de Ibn Sina (Avicenna) um dos mais importantes filósofos e médicos de tradição islâmica são publicados e traduzidos para latim.

1242:Roger Bacon formula pólvora e dá instruções exatas para o seu fabrico. O seu uso em armas surge no século seguinte.

1332:Arnold Bochmove deixa receitas para licores baseadas na destilação vinho com especiarias e ervas. A destilação do vinho para produzir gin e licores torna-se conhecida cem 1332 em Paris e espalha-se pela Europa.

1662:Robert Boyle publica a segunda edição de “New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air and its Effects”, no qual afirma explicitamente que para um gás a pressão e o volume variam inversamente. Isto é conhecido como a Lei de Boyle nos EUA e UK, mas como lei de Marriotte na Europa, depois de Edmé Marriotte verificar que a temperatura deve permanecer constante.

1665:Sir Isaac Newton inicia o seu annus mirabilis (ano miraculoso) durante o qual desenvolve a teoria da gravidade, a natureza da luz e o cálculo infinitesimal.

1756:Joseph Black descobre o dióxido de carbono (CO2), ou ar fixo no carbonato de magnésio (MgCO3), libertado por aquecimento.

1766: Descoberta do Hidrogénio por Henry Cavendish

1774:Descoberta do oxigénio por Joseph Priestly

1787: Surge a Nomenclatura Química, tal como a conhecemos, com a publicação de Méthode de nomenclature chimique por Antoine-Laurent Lavoisier, Claude-Louis Berthellot, Antoine de Fourcroy, e Guyton de Morveau

1799:Joseph Louis Proust publica a lei das proporções definidas mostrando que os compostos contêm sempre as mesmas proporções em massa dos seus elementos.

1799:Volta constrói uma bateria a partir de uma pilha alternada de discos de prata e zinco. Este aparelho conhecido como pilha de Volta produzia uma corrente eléctrica, acabando com a velha teoria de que era necessário matéria animal para produzir electricidade.

1802:Gay Lussac publica a lei de expansão dos gases, também atribuída a Jacques Charles, mostrando que os gases se expandem uniformemente com a temperatura, desde que a pressão permaneça constante.

1803:Teoria atómica proposta por John Dalton, durante uma lição na Royal Institution em 1803. A teoria propunha as seguintes ideias básicas:Toda a matéria é composta por átomos.Os átomos não podem ser formados ou destruídos.Todos os átomos do mesmo elemento são idênticos.Elementos diferentes possuem diferentes tipos de átomos.As reações químicas ocorrem quando os átomos se rearranjam.Os compostos são formados por átomos dos elementos constituintes.

1811: Lei de Avogadro proposta por Amedeo Avogadro, que declara que nas mesmas condições de pressão e temperatura, iguais volumes de gases contêm igual número de moléculas. Esta hipótese só foi reconhecida após Stanislao Cannizzaro, em 1860, demonstrar que era a solução para o problema dos pesos atómicos e moleculares. O número de partículas num mol de substância chama-se Número de Avogadro, e é numericamente igual a 6.02252 x 10 23

1818: A linguagem química de símbolos para representar os elementos é introduzida por Jöns Berzelius e torna-se aceita universalmente conduzindo ao uso de equações para representar as reações químicas.

1828:Friedrich Wöhler converte cianato de amónio, um composto inorgânico, em uréia, um composto orgânico

1833: O trabalho de Faraday sobre reações químicas produzidas quando corrente eléctrica atravessa uma solução conduz às leis da eletrólise

1864:Friedrich August Kekulé conclui que a estrutura do benzeno é um anel hexagonal fechado, depois de um sonho visionário.

1866:George Leclanché patenteia a primeira bateria seca, pilha de Leclanché.

1867:Alfred Nobel patenteia a dinamite.

1869:Dmitri Mendeleev publica a sua Tabela Periódica.

1884: Princípio de Le Chatelier que declara que qualquer perturbação num sistema em equilíbrio resulta numa alteração do equilíbrio de forma a minimizar a perturbação introduzida.

1895:Wilhelm Conrad Roentgen,descobre uma nova forma de radiação que pode atravessar inúmeros materiais, chamando-lhe Raios X.

1897:Descoberta do elétron por J J Thomson.

1905:Albert Einstein publica a sua teoria da relatividade.

1911:Ernest Rutherford publica a sua teoria atómica descrevendo o átomo com tendo um núcleo central positivo rodeado por órbitas de elétrons.

1913:Niels Bohr aplica a teoria quântica ao átomo de Rutherford assumindo que os elétrons descrevem orbitas estacionárias definidas pelo seu momento angular.

1913:Frederick Soddy formula o conceito de isótopos.

1920: Johannes Van der Waals interessa-se pela teoria cinética de gases e fluidos e desenvolve uma equação para descrever o comportamento de gases.

1927:Abbé Georges Lemaître propõe uma teoria para a origem do Universo, conhecida actualmente como Big Bang.

1928:Penicilina descoberta por Alexander Fleming , revolucionando a Medicina e conduzindo ao desenvolvimento dos antibióticos.

1935:Discoberta do Nylon 66 por Wallace Carothers, revolucionando a indústria têxtil sendo o impulsionador das modernos tecidos sintéticos.

1952:Jonas Salk produz uma vacina para a devastadora doença da Poliomielite. Até 1955 mais de 4 milhões de vacinas ajudam a reduzir dramaticamente a doença.

1953:Elucidação da estrutura do DNA por James Watson & Francis Crick

1954: Desenvolvimento dos catalisadores de Ziegler-Natta permitindo a produção eficiente de plásticos e borrachas sintéticas.

1955:Descoberta da estrutura da Vitamina B12

1956: Síntese da Morfina.

1957:Desenvolvimento dos plásticos de policarbonato usado em automóveis, fornos de microondas, etc.

1960:Theodore Maiman constrói o primeiro laser a partir de um cilindro de rubi.

1960: Lançada a Pílula Contraceptiva.

1961: São produzidos os primeiros Chips de silício usando um processo de deposição.

1962: A Lycra® é comercializada. A Lycra® é usada para produzir uma enorme variedade de tecidos que retêm a elasticidade.

1964: O Kevlar® é sintetizado pela primeira vez. O Kevlar® é um material muito leve mas resistente, usado em coletes à prova de bala, pneus de avião, etc.

1966: Síntese da insulina artificial, tornando mais fácil a vida dos diabéticos.

1968:Fred Sanger decifra uma sequência de 120 bases do RNA, usando uma técnica ainda utilizada hoje em dia na pesquisa biológica.

1971:Produção do hormônio de crescimento.

1974:Início da produção de conversores catalíticos para o escapamentos de automóveis.

1977:Descoberta de polímeros condutores.1978:Sir David Lane descobre o supressor de tumores gene p53, permitindo desenvolver novos tratamentos do cancêr.

1979: Utilizado sangue artificial pela primeira vez num doente.

1983: A reação de polimerase em cadeia permite a replicação de amostras de DNA para análise.1984: Identificação por DNA, que permite resolver crimes, ou estabelecer dados de parentesco, por exemplo em disputas de paternidade.

1985:Descoberta do Buckminsterfulereno por Sir Harold Kroto no RU e Richard E. Smalley and Robert F. Curl, Jr nos US.

1986: Lançamento do shampoo 2 em 1. É surpreendente a dificuldade de juntar o shampoo e condicionador num único frasco.

1989: Descoberta do Viagra®. Desenvolvido para o tratamento da angina, os seus efeitos laterais são conhecidos em todo o mundo!1991:Primeira produção significativa de energia a partir de fusão nuclear.

1995: Elucidação do mecanismo de formação e decomposição da camada de ozonio.1997: Confirmação da expansão do Universo pelo telescópio espacial Hubble, calculando-se a idade do Universo em 13 a 14 biliões de anos!

1999: Espectroscopia de Femtosegundos “fotografa” reações químicas enquanto ocorrem. Um fentosegundo são 0.000000000000001 segundos.

2001: Publicação da sequência total do genoma humano.

– tecidos que não amassam.– materiais plásticos para embalagem e

conservação– combustíveis derivados do petróleo– fármacos como o ácido acetilsalicílico

(Aspirina)– purificação da água– alimentos lácteos– Cobertura cerâmica do ônibus espacial – Fertilizantes para a agricultura, etc, etc…

As descobertas da química tiveram impacto direto nos benefícios de que a nossa sociedade desfruta

• O carbono existe em três formas alotrópicas - grafite, diamante e fulereno

• Em 1951 a General Electric desenvolveu um processo para fabricar diamantes comerciais a partir de grafite (T~2500 ºC e P~125 000 bar)

• Hoje em dia mais de 40% dos diamantes comerciais são sintéticos

Química, Tecnologia e Sociedade Alta pressão e alta temperatura

transformam grafite em diamante

• Água que contenha concentrações elevadas de íons é imprópria para consumo doméstico

• A osmose reversa (transporte seletivo de água através de uma membrana) é usada na Arábia Saudita para purificação da água do mar

• Em 1991, durante a guerra do golfo, salvou da morte muita gente, em unidades portáteis em botes salva-vidas

Química, Tecnologia e Sociedade Osmose inversa

dessaliniza água do mar

• Quando o ônibus espacial entra na atmosfera da Terra, o seu “nariz” e as arestas das asas atingem temperaturas de 1400 ºC.

• Foi necessário desenvolver um material cerâmico leve, com baixa condutibilidade térmica (isolante), de forma a evitar que o veículo espacial e o seu conteúdo (metais, plásticos, borrachas, etc..,) fundisse ou carbonizasse

Química, Tecnologia e Sociedade

Tijolos Cerâmicos do ônibus Espacial

• O patrimônio genético humano é constituído por 3 x 109 nucleotídeos, que compõem os 23 pares de cromossomos, porções contínuas de ADN, que contém as instruções para a síntese de proteínas

• Em 1985, Alec Jeffreys propôs que as sequências de bases que se repetiam fossem usadas para identificação humana, a partir do sangue, do cabelo, do sémen ou da saliva

Química, Tecnologia e Sociedade

Identificação de Pessoas pelo DNA

Química, Tecnologia e SociedadeRecuperação do Património Cultural

• Na noite de 25 de Setembro de 1997 um terramoto abalou os alicerces da Basílica de São Francisco de Assis, em Itália, causando danos na estrutura e nos tesouros artísticos, incluindo pinturas de Giotto

• A restauração custará 1750 M€• A recuperação dos afrescos envolve a injeção de uma

mistura de resinas sintéticas e acrílico nas fissuras do gesso em que se encontram as pinturas e o restauro pictórico (tintas sintéticas)

A Adoração dos Magos, um exemplo de como Giotto criava a noção de perspectiva .

Química, Tecnologia e Sociedade Indústria Química

• As reações químicas transformam as matérias primas (minerais, petróleo, carvão, gás natural, etc..) em produtos diversificados

• As reações químicas são estudadas de forma a ter rendimentos economicamente viáveis pela ação da temperatura, da pressão e de catalisadores

• Para separar as matérias primas e os produtos usam-se técnicas como a destilação, a extração, etc.

• O interesse sério nas células de combustível como um gerador prático, começou nos anos 60, quando o programa espacial dos Estados Unidos escolheu a célula de combustível no lugar da mais arriscada energia nuclear e da mais cara energia solar. As células de combustível abasteceram de energia as naves Apolo e Geminis e ainda fornecem eletricidade e água ao tranbordador espacial.

• Usadas em veículos não poluentes de transporte público

Química e Ambiente Células de Combustível

E o Futuro?

O futuro está na nossa compreensão da estrutura da molécula, suas interações com outras moléculas idênticas e diferentes, tipos de colisões moleculares, nanotecnologia,etc..