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Ciência e História / Hermann Studinger e a descoberta de grandes moléculas

Há descobertas científicas que não só mudaram radicalmente o rumo da pesquisa, mas também levaram a que isso acontecesse Eles também influenciaram muito os hábitos da vida diária; É o caso da descoberta de macromoléculas orgânicas que tem permitido projetar polímeros para produzir materiais com as mais diversas propriedades e múltiplas aplicações. O autor traça tanto o perfil científico de Hermann Staudinger quanto sua posição humana, que se distingue especialmente por sua oposição resoluta e vocal à Primeira e Segunda Guerras Mundiais e ao possível uso militar de armas químicas.

Hermann Studinger nasceu em Worms em 1881; Seu pai, que estudava filosofia no ensino médio, era socialista e pacifista e isso influenciou seu governo nas duas guerras mundiais. Graduou-se em química na Universidade de Halle em 1899, e em 1905 foi o primeiro a produzir quitina (R’R” C = C = O) e estudar suas aplicações em síntese orgânica; De 1912 a 1926 lecionou no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zürich). Como a Suíça era neutra, isso lhe permitiu, profundamente pacifista, dada a educação que recebera de seu pai, criticar de maneira muito dura a condução da guerra pela Alemanha tanto nas intervenções nos jornais quanto no setor privado; Em particular, ele discutiu com o químico Fritz Haber (1868-1934). Ele foi um gigante da química alemã que encontrou uma maneira de sintetizar a amônia (por isso recebeu o Prêmio Nobel em 1918), um material essencial para a produção de fertilizantes, mas também de explosivos; Com a eclosão da Primeira Guerra Mundial, ele foi um grande apoiador da guerra e liderou a produção de produtos químicos agressivos, e também direcionou seu uso na zona de guerra. Quando os Estados Unidos entraram na guerra em 1917, Studinger, que havia preparado uma análise cuidadosa do impacto do potencial técnico e industrial de um país beligerante, declarou que a Alemanha havia perdido a guerra. Em 1926 mudou-se para a Universidade de Freiburg im Breisgau, onde permaneceu pelo resto de sua carreira. Em 1953 foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química “por suas descobertas no campo da química macromolecular”. Ele morreu em Friburgo em 1965.

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Salto quântico

As moléculas são agregados de átomos mantidos juntos por ligações químicas muito fortes, geralmente covalentes, enquanto outros tipos de ligações mais fracas, chamadas forças intermoleculares, fazem com que as moléculas se agrupem em sólidos. As macromoléculas orgânicas são moléculas com peso molecular que pode variar de 50.000 unidades de massa atômica a vários milhões de uma, enquanto outras moléculas como álcool, açúcar, hidrocarbonetos de benzeno ou muitas drogas têm peso de 50 uma a 500 uma; Exemplos de macromoléculas são plásticos, celulose e amido, além de proteínas e DNA, que no caso humano atingem uma massa de 1,9 1012 Uma. Devido ao seu grande tamanho, as partículas grandes não dão soluções límpidas, mas são coloidais: são tão turvas como, por exemplo, o leite, porque as partículas com dimensões entre 0,01 μm e 1 μm dissipam a luz visível; Além disso, não precipita porque as forças de interação com o solvente prevalecem em relação à gravidade, passam pelo papel de filtro e sofrem movimento browniano.

Até o início do século XX, pensava-se que a fase coloidal dispersa consistia sempre em aglomerados de moléculas (micelas), mesmo que pesos moleculares anormalmente altos fossem medidos no século XIX para borracha, celulose e proteínas. Naquela época, a visão predominante era que as moléculas desse peso não eram estáveis, então alguns químicos, incluindo Wolfgang Ostwald (1853-1932), levantaram a hipótese da existência de agregados de pequenas moléculas onde as forças intermoleculares são tão altas que a medição do peso molecular mudanças.

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Hermann Staudinger se opôs fortemente a essa visão, argumentando que todas as propriedades físicas e químicas são determinadas pela estrutura molecular e não por forças externas à molécula individual. Assim, ele argumentou que as propriedades específicas de materiais como borracha e papel, que são muito diferentes daquelas do isopreno e da glicose de que são compostos, poderiam ser derivadas da simples montagem deste último sem envolver verdadeiras ligações químicas. A partir de 1920, ele publicou uma série de artigos nos quais apresentou evidências de que moléculas como borracha e poliestireno eram de fato moléculas ligadas covalentemente. Em 1922, em um artigo sobre Helvética Chemica Acta cunhou o termo “macromolécula” (macromolecular) para identificar essas moléculas de cadeia longa. A definição precisa era: “partículas coloidais em que a molécula é idêntica à partícula e em que os átomos estão ligados por ligações covalentes”.

Já no século XIX foi comprovado que a borracha natural consiste em isopreno (C.5 h.8) e em 1909 na Alemanha foi possível produzir uma forma sintética que se tornou um produto industrial durante a Primeira Guerra Mundial.

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