A Importância do Livro 'Les Atomes' de Jean Perrin na História da Química

36 QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N 17 MAIO 2003 Les Atomes Os noventa anos de Les Atomes L L Recebido em 26103 aceito em 12303 HISTÓRIA DA QUÍMICA Esta seção contempla a história da Química como parte da história da ciência buscando ressaltar como o conhecimento científico é construído E m 1913 veio a lume em Paris o livro Les Atomes escrito por Jean Perrin professor de Físico Química na Fa culdade de Ciên cias da Universi dade de Paris Sorbonne A obra reunia de uma forma muito clara precisa e didática todas as evidências ex perimentais disponíveis então sobre a realidade dos átomos e moléculas causando um grande impacto e uma mudança radical nas concepções de muitos cientistas e do grande público A muitos pode parecer estranho que isto tenha acontecido no começo do século XX mas a teoria atômica de Dalton introduzida no início do século XIX era para muitos cientistas quí micos e físicos principalmente para estes últimos uma hipótese útil po rém impossível de ser demonstrada Esta atitude era alimentada pelo Posi tivismo de Augusto Comte que consi Aécio Pereira Chagas Em 1913 foi lançado em Paris o livro Les Atomes de Jean Perrin Este livro é um marco na história das Ciências pois reuniu evidências experimentais sobre a existência dos átomos e moléculas Naquela época muitos cientistas principalmente físicos não aceitavam a existência dessas partículas Jean Perrin um físico químico francês foi um importante pesquisador que contribuiu para obter essas provas da realidade molecu lar Jean Perrin Les Atomes realidade molecular derava que a Ciência deveria tratar apenas com objetos e fenômenos per ceptíveis pelos nossos sentidos o que não acontece com os áto mos e as moléculas e es tes portanto não podiam ser considerados como algo tratável pela Ciência As idéias positivistas foram muito populares na Europa no século XIX tomando o nome de em pirocriticismo nos países de fala germâ nica A isto somaramse também dificuldades no desenvolvimento da teoria cinética da matéria a fun damentação da Mecânica Estatística No final do século XIX houve um intenso debate cultural e inclusive uma reação antipositivista por parte de alguns cientistas que envidaram esforços na resolução de diversos problemas de aplicação da teoria cinética Nye 1972 Um dos problemas que desafiavam os pesqui sadores era o movimento browniano ou seja o movimento de partículas coloidais ou maiores suspensas em um líquido e visíveis no microscópio ótico Explicações de caráter macros cópico convecção gradiente térmico etc não correspondiam às observa ções experimentais Por outro lado os que afirmavam ser o movimento cau sado por colisões moleculares do lí quido não conse guiam provas teóricas ou expe rimentais No pe ríodo de 1905 a 1910 diversos pesquisadores independente mente atacaram o problema de di ferentes ângulos teóricos como Einstein Smolu chowski e Lan gevin e experimentais como Sved berg e Perrin De um modo geral foi possível elaborar modelos que pu deram ser testados experimental mente e aqui merece destaque o trabalho de Perrin inicialmente com a O Positivismo de Augusto Comte considerava que a ciência deveria tratar apenas com objetos e fenômenos perceptíveis pelos nossos sentidos o que não acontece com os átomos e as moléculas Nesse sentido Les Atomes causou uma mudança radical nas concepções de muitos cientistas e do grande público No começo do século XX a teoria atômica de Dalton introduzida no início do século XIX era para muitos cientistas químicos e físicos uma hipótese útil porém impossível de ser demonstrada 37 QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N 17 MAIO 2003 Os noventa anos de Les Atomes determinação da constante de Avoga dro NA através de observação ao mi croscópio da sedimentação de partí culas de gomaguta1 diâmetro de 500 nm uma resina natural amarela suspensa em água Depois com o teste do modelo de Einstein sobre o deslocamento e sobre a rotação de uma partícula em um sistema deste ti po O sucesso de Perrin foi devido à técnica que ele desenvolveu centrifu gação fracionada para preparar sus pensões de goma guta com partículas de mesmo tamanho O livro Les Atomes é antes de tudo uma resposta aos des crentes da realidade molecular Ele conse gue encontrar um de nominador comum para um grande nú mero de fenômenos aparentemente desconectados No prefácio datado de dezembro de 1912 Perrin discute o problema geral da continuidade e da descontinuidade e as leis da Termodi nâmica e menciona os dois tipos de abordagens intelectuais nas Ciências Físicas a analogia e a explanação de complexidades visíveis em termos de simplicidades invisíveis Perrin 1913 Os oito capítulos do livro tratam de Cap I A teoria atômica e a Química moléculas átomos hipótese de Avo gadro estrutura das moléculas as so luções limite superior das grandezas moleculares Cap II A agitação mole cular velocidade das moléculas rotação ou vibração das moléculas livre percurso médio molecular Cap III Movimento browniano emulsões histórico e características gerais o equilíbrio estático das emulsões Cap IV Leis do movimento browniano teoria de Einstein controle ex perimental Cap V Flutuações Cap VI A luz e os quanta o corpo negro extensão da teoria dos quanta Cap VII O átomo de eletri cidade ionização dos gases estrutura atômica da eletricidade Cap VIII Gê nese e destruição dos átomos trans Figura 1 Figura 1 Figura 1 Figura 1 Figura 1 Página de rosto da 9ª edição de Les Atomes de 1924 Tabela 1 Valores da constante de Avogadro NA nas 1ª e 9ª edições de Les Atomes Perrin 1913 e 1924 A primeira coluna referese ao fenômeno através do qual se determinou a constante a segunda coluna ao valor de NA que aparece na 1ª ed e a terceira coluna ao valor de NA na 9ª ed Notese que nesta última foram acrescentados dois métodos Fenômeno observado 1a NA1022 9a NA1022 Viscosidade de gases teoria cinética eq Van der Waals 62 62 Repartição vertical de grãos emulsão diluída 683 68 Idem concentrada 60 Movimento browniano Deslocamentos 688 64 Rotações 65 65 Difusão 69 69 Flutuação de densidade em emulsões concentradas 60 Opalescência crítica 75 75 Azul do céu 60 65 Difusão da luz no argônio 69 Espectro do corpo negro 64 61 Carga de partículas microscópicas 68 61 Radioatividade Cargas projetadas 625 62 Hélio produzido 64 66 Rádio decomposto 71 64 Energia irradiada 60 60 Os itálicos referemse aos métodos em que se poderia esperar no futuro uma determi nação de grande precisão nota de Perrin na 9ª edição mutações contagens dos átomos a realidade dos átomos estrutura do átomo e finalizando uma lista dos elementos químicos com uma tabela de Mendeleiev Perrin 1913 No último capítulo Conclusions Perrin apresenta uma tabela com os valores da constante de Avogadro de terminados por vários métodos Essa convergência de números é o ponto alto da obra São 13 equações relati vas a diferentes tipos de fenômenos que têm em comum a realidade mole cular e o invariante NA Nas palavras de Perrin Estou atônito de admiração diante do milagre da concordância tão precisa a partir de fenômenos tão dife rentes A Tabela 1 é constituída por duas tabelas de diferentes edições do Les Atomes A primeira coluna Fenô meno observado indica o fenômeno utilizado ou o método para se deter minar a constante de Avogadro A se gunda coluna indicada por 1ª apre senta os valores da primeira edição do livro de 1913 e a coluna 9ª os da nona edição de 1924 revista e am pliada Figura 1 Notese que nessa última edição há três determinações Les Atomes é antes de tudo uma resposta aos descrentes da realidade molecular Ele consegue encontrar um denominador comum para um grande número de fenômenos aparentemente desconectados 38 QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N 17 MAIO 2003 Os noventa anos de Les Atomes Abstract Ninety Years of the Les Atomes In 1913 the book Les Atomes by Jean Perrin was issued in Paris This book is a landmark in the history of sciences since it assembled experimental evidences on the existence of atoms and molecules At that time many scientists mainly physicists did not accept the existence of these particles Jean Perrin a French physical chemist was an important scientist that contributed to obtain these proofs of the molecular reality Keywords Jean Perrin Les Atomes molecular reality Notas e Referências ALKINDI 796873 dC Sobre a Filosofia Primeira Trad R Guerrero In Falsafa A Filosofia entre os árabes ATTIE FILHO M Org São Paulo Editora Palas Athena 2002 AlKindi é tido como o pri meiro dos grandes filósofos árabes Dei xou extensa obra na qual introduziu Aris tóteles no ambiente intelectual do Islã NYE MJ Molecular reality a perspec tive on the scientific work of Jean Perrin Londres e Amsterdã Macdonald and Figura 2 Figura 2 Figura 2 Figura 2 Figura 2 Jean Perrin 18701942 do site webccrjussieufrlcpmrhistoriquehtml a mais e o valor médio está mais pró ximo do valor atual2 refletindo o progresso neste campo em 11 anos Na 9ª edição há a indicação de que esta completa 16 mil exemplares impressos em francês Nye 1972 menciona que Les Atomes foi traduzi Elsevier 1972 PERRIN J Les Atomes 1a ed Paris Alcan 1913 9a ed 1924 A primeira edição que utilizamos é uma cópia facsimilar editada por Flammarion Paris 1991 Para saber mais Auguste Comte e o Positivismo Os pensadores Auguste Comte São Paulo Nova Cultural 1996 O capítulo in trodutório Vida e obra consultoria de José Arthur Giannotti contém uma excelente do para inglês alemão polonês russo sérvio e japonês Jean Baptiste Perrin Figura 2 nasceu em Lille França em 30 de setem bro de 1870 estudou em Lyon e depois em Paris na École Normal Supérieur Doutorase em 1897 e logo a seguir é nomeado chargé de cours de Chimie Physique Em 1910 passa a ocupar a cátedra de FísicoQuímica criada pa ra ele que ocupa até sua morte em 1942 Recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1926 Fez parte do governo socialista do Front Popular em 1936 quando criou o Centre Nacional de la Recherche Scientifique CNRS Dentre outras atividades para o desen volvimento da ciência destacase a fundação do Institut de Biologie Physico Chimique 1927 tendo sido seu primeiro diretor e a idealização do Palais de la Découverte fundado em 1938 Em 1940 com a invasão dos alemães deixa a França indo para o norte da África para ajudar a organizar a Resis súmula sobre o tema inclusive sobre a influência do Positvismo no Brasil Sobre este tema além das enciclopé dias há também diversos sítios na Internet Constante de Avogadro Sobre seu significado valor e determi nação há muito em livros e sítios da Internet Entretanto destacamos o seguin te artigo MÓL G de S FERREIRA GAL SILVA RR da e LARANJA HF Constante de Avogadro Química Nova na Escola n 3 p 3233 1996 tance Logo depois volta à França mas é obrigado a sair indo para os Estados Unidos falecendo logo depois em Nova Iorque Nye 1972 E para concluir um pensamento de AlKindi Grande deve ser pois nosso agradecimento àqueles que trouxeram um pouco da verdade tanto mais àqueles que nos trouxeram muito da verdade visto que nos fizeram par ticipantes dos frutos de seus pensa mentos e nos facilitaram o caminhos para as verdadeiras questões obscu ras ao mesmo tempo que nos bene ficiaram com as premissas que nive laram para nós o caminho da ver dade AlKindi Notas 1 Gommegutta em francês gamboge em inglês De acordo com The Merck Index Rahway Merck Co 1976 é uma resina obtida do látex da planta Garcinia hanburyi Hook nativa do sudeste da Ásia Além da resina o látex contém também ácido gambógico C38H44O8 É utilizada como purgativo 2 Na 1ª ed o valor médio de NA 1022 é 66 na 9ª ed 63 e o valor atual 602 Aécio Pereira Chagas aecioiqmunicampbr é bacharellicenciado em Química e doutor em Ciências Química pela USP e livredocente FísicoQuímica pela Unicamp Foi professor titu lar de FísicoQuímica no Instituto de Química da Unicamp até 1994 quando se aposentou Atual mente é professor voluntário na mesma instituição Grande deve ser pois nosso agradecimento àqueles que trouxeram um pouco da verdade tanto mais àqueles que nos trouxeram muito da verdade AlKindi