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A química e a física nas lições de filosofia química

Fig. 3

 Na 3ª e 4ª lição inicia-se a aplicação do plano de estudo proposto para as lições, começando com os aspectos factuais das propriedades dos corpos e dos seus estados físicos. No entanto, porque é necessário apresentar algumas designações e as dificuldades e utilidade no seu uso (corpo, matéria, átomo, molécula e partícula) é feita uma breve referência à teoria atómica (Cf. AMORIM DA COSTA, 2006) e às teorias da constituição da matéria. As partículas atómicas são apresentadas como estando sujeitas a duas forças, uma atractiva responsável pela coesão e afinidade outra repulsiva relacionada com o calor, mas não é feita qualquer referência às dificuldades deste modelo. Esta discussão fica reservada para lições mais avançadas, passando o autor rapidamente aos aspectos factuais dos estados físicos da matéria. A esse respeito, é notável a forma como Simões de Carvalho analisa alguns fenómenos do dia-a-dia, revelando grande perspicácia e clareza pedagógica. Por exemplo, faz notar que a espécie de fumo que exala a água quente não é de água no estado aeriforme, senão um estado particular a que se chama vapor vesicular, estado em que ela existe nas nuvens e nevoeiros (CARVALHO, 1859, p. 30). Também, como referido acima, o princípio da simplicidade é para Simões de Carvalho muito importante. Depois de discutir detalhadamente os estados hipotéticos da matéria, vesicular, esferoidal e globular,  para além do sólido, líquido e gás, conclui que os primeiros são variações do estado líquido (CARVALHO, 1859, p. 33-39).
Na 4ª lição é feita referência à diferença entre a atracção universal e as forças químicas (afinidade e coesão), guardando a discussão do assunto para mais tarde. São referidas as diferenças entre corpos compostos e simples, sendo dados alguns exemplos
Da 5ª até 10ª lição são discutidos detalhadamente os aspectos factuais dos ácidos, bases e sais e das leis e teorias que lhes estão associadas. Embora na 5ª lição seja referida com acrimónia a seita dos que não aceitam a predisposição molecular dos elementos nas suas combinações entre si para formarem os corpos compostos (CARVALHO, 1859, p. 56), a apresentação das diferentes teorias é feita com razoável imparcialidade. No entanto, é a teoria dualista (PARTINGTON, 1972, p. 166-177) a que parece ser mais correcta segundo o autor. Uma teoria Química tem de se basear nos factos (CARVALHO, 1859, p. 89). Na 9ª lição é feita uma primeira introdução dos resultados da termoquímica, a qual será assunto de uma lição posterior, para discutir as teorias do ácidos existentes na época. Ainda longe da teoria de Arrhenius, discute-se a questão da afinidade do hidrogénio para o radical e da participação experimentalmente verificada da água nas reacções, sendo confrontadas as teorias existentes com os factos que as contradizem (CARVALHO, 1859, p. 95-98).
Da 11ª à 13ª lição são abordados os métodos de classificação das substâncias simples e compostas. É referido que um método verdadeiramente natural de classificação falta em Química. Mas ele terá de existir pois são evidentes as analogias que oferecem certos grupos de compostos.  Segundo Simões de Carvalho, as ideias de Dumas e Fremy dão esperança de que isso seja conseguido em breve (CARVALHO, 1859, p ). De facto, só mais tarde, com Mendeleev, se concretiza a ideia da Tabela Periódica e da existência de um sistema de classificação natural para os elementos (PARTINGTON, 1972, p. 893-898). No caso da química orgânica, já tinham sido propostas várias teorias, mas enquanto algumas das teorias de Gerhardt são referidas, a teoria dos tipos (PARTINGTON, 1972, p. 432-464) é, aparentemente, ignorada.

A termoquímica é abordada na 14ª lição. Nesta lição, assim como noutras partes da obra, as referências ao calórico estão escritos de uma forma que quase somos tentados a mudar calórico para energia ou energia cinética. No entanto, esta ideia de que há um equilíbrio entre as forças de atracção e as forças repulsivas do calórico que rodeiam as moléculas vem já de Dalton (DALTON, 1810). A mudança do calórico de um fluido imponderável e auto-repulsivo para a energia cinética média dos movimentos moleculares  começou a operar-se cerca de 1850 com Clausius, Joule e Maxwell, entre outros e não parece ter chegado ainda a Simões de Carvalho. Deve, no entanto, notar-se que a ideia de energia cinética aflora em várias passagens do livro onde são referidos os movimentos ondulatórios como geradores do calórico. 

Da lição 15ª à 18ª são discutidos vários aspectos da ligação química. Afinidade e coesão, demonstra-se serem a mesma coisa. E, embora seja fácil distinguir a mistura da combinação, já não é tão fácil distinguir a combinação da dissolução e da liga. Simões de Carvalho conclui que a dissolução é uma verdadeira combinação química, indicando que a lei das proporções finitas se pode também aplicar às dissoluções, admitindo a formação de hidratos em solução (CARVALHO, 1859, p. 135-6).

Da 19ª à 22ª lição são abordadas as leis da combinação química e dos equivalentes e a teoria atómica. Na 23ª lição começam a ser discutidos os princípios fundamentais da teoria atómica. Simões de Carvalho sugere que é difícil resolver a questão por raciocínio ou experiência, pois a teoria é independente dessa questão. Para além disso, Simões de Carvalho adopta uma perspectiva pragmática: a relevância de a matéria ser ou não contínua, é menor do que podermos ou não dividir a matéria até ao infinito, pois para isso precisaríamos de um tempo infinito (Cf. AMORIM DA COSTA, 2006). A refutação do argumento engenhoso de Wollaston, apresentado de forma mais ou menos pitoresca, embora quase textual, por Simões de Carvalho, a favor da teoria atómica com base na espessura finita da atmosfera terrestre foi já analisada por Amorim da Costa (AMORIM DA COSTA, 2006). A conclusão de Simões de Carvalho, em termos modernos é que mesmo que a atmosfera fosse um meio contínuo, seria finita na mesma.  Mas a falta de demonstrações convincente não é relevante. A teoria atómica é a mais conforme os factos e com as necessidades da química.
A 24ª lição  é dedicada ao isomerismo,  alotropia, polimorfismo, geração espontânea, natureza problemática dos metais e outros assuntos mais polémicos e especulativos. Esta discussão da natureza dos metais está hoje bastante esquecida, mas havia vários factos que indicavam ser os metais constituídos por um base e  hidrogénio, ou ainda de forma muito mais radical, indo buscar as ideias de Prout, apenas de hidrogénio. De alguma forma, talvez possamos ver aqui um embrião remoto da teoria actual da constituição dos átomos.
Na 25ª e 26ª lições procura fazer-se a análise crítica das teorias atómica e da ligação química e uma síntese das teorias existentes. Simões de Carvalho rejeita completamente a possibilidade de que as forças moleculares sejam de natureza gravítica, nota como o conceito de afinidade não explica a química, assim como as teorias electroquímicas. Conclui também que a teoria atómica não é satisfatória nem sempre correcta, mas é muito útil (Cf AMORIM DA COSTA, 2006). Para além disso, encontra bastantes defeitos na teoria dualista de Berzelius e nas versões de Baudrimont e Ampère (esta analisada primeiro). Em especial, os átomos de Ampère, comparados a pequeníssimas garrafas de Leyden com electricidade positiva ou negativa no interior rodeada de uma atmosfera negativa ou positiva, são arrasados pela argumentação de Simões de Carvalho (CARVALHO, 1859, p. 273-278). No entanto, Simões de Carvalho tem alguma resistência em a abandonar e seguir a teoria das substituições. No final, recomenda que não devemos ter uma opinião exclusiva: devemos ser ecléticos e supor que as acções químicas são efeitos de muitas causas, a constituição atómica dos corpos, a coesão, o calor, a electricidade, a luz e a afinidade  (CARVALHO, 1859, p. 287)

Os poucos erros factuais que detectámos a longo da obra denotam que muitas informações contidas no livro foram, como é normal em ciência, adquiridas de forma indirecta, sem que tenha havido lugar ao teste ou à repetição da experiência.  O caso do diamante, que é apresentado como bom condutor de calor e electricidade (CARVALHO, 1859, p. 112), ou do ozono que azula as soluções de iodeto de potássio (faltando a referência ao indicador de amido) (CARVALHO, 1859, p. 260). É de notar que a questão da natureza do amónio é alvo de bastante atenção, sendo referidas pormenorizadamente as experiências realizadas no laboratório de Física (CARVALHO, 1859, p. 62-63).   É de notar que, ao longo das lições, os resultados da química orgânica muito pouco abordados, embora sejam referidas as dificuldades com a aplicação do princípios dos equivalentes e da teoria dualista. A teoria do tipos não parece ser referida e o conceito de radicais é usado dentro do esquema de pensamento dualista. De facto, a química orgânica, aparece de forma quase anedótica, e.g., o catálogo de substâncias descobertas rivaliza com os da astronomia. Também não há referência a Avogadro nem Canizzarro o que é natural por os trabalhos do primeiro serem na época quase desconhecidos fora de França e o segundo ter começado a publicar apenas em 1853 e só após 1860 se ter tornado conhecido (PARTINGTON, 1972, p. 489-497).