O Ano Internacional da Química foi o Ano das Tabelas Periódicas!

Com este post pretendo dar conta de mais uma nota minha no Boletim QUÍMICA, pertencente à Sociedade Portuguesa de Química.

O texto segue abaixo, e pode ser consultado aqui:

No número 122 do Boletim, tive a belíssima oportunidade de dar conta de um nova Tabela Periódica ilustrada (Figura 1). [1] Esse trabalho foi promovido pela revista Chem 13 News, em parceria com alunos de diversas escolas e de diferentes países, estando Portugal representado convenientemente pela Escola Secundária Infante D. Henrique, no Porto. [2]

No entanto, o ano 2011 foi um ano de inspiração artística na área da Química. É com imenso gosto que comunico mais uma Tabela Periódica ilustrada! Desta feita, o projeto ficou a cargo do Royal Australian Chemical Institute, a voz da Química na Austrália, coordenado por Carolyn Canty e por Vicki Gardiner. A sua celebração do Ano Internacional da Química ficou marcada pela contribuição de 79 químicos e 38 ilustradores na criação de uma Tabela Periódica com bonitas ilustrações – Periodic Table on Show (Figura 2). A cada ilustrador foram atribuídos três elementos químicos escolhidos aleatoriamente e a parceria entre químicos e ilustradores faz-se sentir na qualidade das cento e doze obras que podem ser consultadas online. [3]

Os ilustradores envolvidos no projeto possuíam variados graus de experiência artística. Contribuíram neste projeto ilustradores profissionais, estudantes da Escola de Artes e outros profissionais que possuíam experiência e sensibilidade artística. Eles utilizaram diversas formas de se expressarem artisticamente, desde impressão em relevo a litografia, passando por técnicas mais contemporâneas como o desenho digital.Cada obra artística (ou cada elemento químico, como preferir) é acompanhada por um texto enquadrador em que são apresentados pormenores históricos da descoberta do elemento, as mais comuns aplicações do mesmo, bem como outros pormenores que vale a pena conhecer.

Será curioso até mesmo comparar a participação portuguesa no primeiro projeto (com o elemento químico európio) com o contributo australiano. É importante referir que, em ambos os projetos, cada elemento possui uma ficha de consulta com um pequeno texto onde figuram alguns pormenores científicos, muito embora o projeto com participação portuguesa possua, para cada elemento, dados úteis como a massa atómica, eletronegatividade, entre outros. Assim, comparando o trabalho resultante do projeto da revista Chem 13 News com o do Royal Australian Chemical Institute, fica a pergunta no ar: Qual foi a Tabela Periódica mais bonita do Ano Internacional da Química?

Em suma, o Ano Internacional da Química não foi apenas um ano de celebração mas também um ano de expressão artística científica no seu mais alto nível. Façamos votos de que os próximos anos que estão para vir sejam de bom trabalho químico aqui, em Portugal, e em todo o mundo. 

Referências:

[1] D. Ribeiro, Uma Nova Tabela Periódica no Ano Internacional da Química, Química – Bol. S.P.Q. 122 (2011) 25-26.  

[2] Periodic Table Project: http://chemistry.uwaterloo.ca/iyc/periodic-table-project (Department of Chemistry of the University of Waterloo, acedido em 12-01-2012).

[3] Periodic Table: http://www.raci.org.au/periodic-table-on-show (The Royal Australian Chemical Institute Incorporated, acedido em 12-01-2012).

Daniel Ribeiro

(danieltiago.ribeiro@gmail.com)

Licenciado em Química e Mestre em Ensino da Física e da Química

Ciência 2.0

Serve o presente post para divulgar um projeto de comunicação científica português: Ciência 2.0


O Ciência 2.0 é um projeto de divulgação de ciência efetuado em mais do que uma plataforma. Encontra-se a ser desenvolvido na Universidade do Porto e tem como principal foco a promoção de uma maior interação entre a ciência e a sociedade, incrementando a participação com conteúdos de divulgação científica.

Uma das interessantes valências do Ciência 2.0 é a comunicação científica em diferentes plataformas e formatos. Com esse objetivo foram criadas uma série de parcerias com órgãos de divulgação de informação a nível nacional alcançando assim um público vasto e diversificado.

O Ciência 2.0 estará na 10ª Mostra de Ciência, Ensino e Inovação da Universidade do Porto, que se realiza de 22 a 25 de março, no Pavilhão Rosa Mota, com um conjunto de ações que procuram aproximar os visitantes da comunicação da ciência.

Conheça a nossa equipa e venha connosco divulgar a ciência!

A mais velha supernova alguma vez registada

Esta imagem combina dados de quatro telescópios espaciais para criar uma visão multi-comprimento de onda de tudo o que resta da RCW 86, o mais antigo exemplo documentado de uma supernova. Astrónomos chineses testemunharam o evento em 185 d. C., documentando uma misteriosa "estrela convidada" que permaneceu no céu por oito meses.

As imagens de raio-X obtidas a partir do Chandra X-ray Observatory (da NASA) e pelo XMM-Newton Observatory (da ESA)  foram combinadas para formar as cores azul e verde na imagem. Os raios-X mostram o gás interestelar que foi aquecido a milhões de graus pela passagem da onda de choque da supernova.

Dados de infravermelho do Spitzer Space Telescope e do Wide-Field Infrared Survey Explorer, exibidos na imagem em amarelo e vermelho, revelam poeira interestelar a irradiar a uma temperatura de centenas de graus abaixo de zero, apesar de tudo mais quente que a poeira interestelar da nossa galáxia, a Via Láctea.

A RCW 86 encontra-se a aproximadamente 8000 anos-luz de distância. Esta imagem foi compilada em outubro de 2011.

Para mais informações sobre a utilidade desta descoberta, poderá consultar:

http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2173.html

Janet Echelman - Taking imagination seriously

Uma referência a um video muito interessante sobre a criadora do projeto que hoje se encontra junto ao Edifício Transparente, no Porto.

O paradoxo de Olbers

Antes de iniciarmos a nossa discussão sobre o paradoxo de Olbers, sugiro que reflitamos sobre o que é um paradoxo. Um paradoxo é um afirmação que é aparentemente verdadeira, porém, conduz a conclusões logicamente contraditórias. Os paradoxos foram alguns dos melhores promotores do pensamento crítico e científico. Um dos mais famosos paradoxos de Zenão de Eléia, o de Aquiles e a tartaruga, foi o promotor do pensamento matemático acerca dos limites de convergência e da noção de infinito. Os paradoxos sempre foram intrigantes e muitos filósofos naturais dedicaram a sua vida a tentar esclarecê-los.

No século XIX, um astrónomo alemão formulou um dos mais intrigantes paradoxos da astronomia. O seu nome era Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers (1758 – 1840) e a certa altura ele perguntou-se: "Porque é que o seu é escuro?" Esta pergunta simples e objetiva foi a promotora de descobertas nunca antes imaginadas pelos físicos e pelos astrónomos. O questionamento e o raciocínio subjacente de Olbers foram de uma sagacidade extrema. Se o universo fosse infinito e tivesse existido desde sempre, então ele deveria ser tão brilhante quanto o Sol, e no entanto não é isso que acontece.

Heinrich Olbers (1758 – 1840)

Muitos pensadores no passado talvez se tenham intrigado com este paradoxo, embora nunca o tenham registado. Contrariamente, Johannes Kepler (1571 – 1630), registou a sua incompreensão sobre o porquê do céu ser escuro. No entanto, foi Olbers que formalmente enunciou o paradoxo. Uma observação tão simples promoveu uma gigantesca revolução no pensamento dos astrónomos.

Johannes Kepler (1571 – 1630) 

Uma das explicações encontradas para este paradoxo é que o universo não é infinito e, por isso, tem um número finito de estrelas pelo que não existem estrelas em qualquer direção que observemos. Uma outra explicação reside na distância a que nos encontramos das várias estrelas. A radiação proveniente do Sol demora cerca de 8 minutos a atingir a Terra enquanto que a radiação emitida pela estrela Alfa Centauro (a segunda mais próxima de nós) demora cerca de 4 anos a atingir a Terra. Mais ainda, a radiação proveniente da galáxia Andrómeda demora cerca de 2 milhões de anos a chegar até nós. À medida que olhamos mais longe, olhamos também mais atrás na escala temporal. Isso significa que a nossa perceção é que as estrelas mais longe são mais jovens do que as mais próximas. Ou seja, haverá um limite a partir do qual não existem estrelas simplesmente porque numa altura do passado ainda não haviam estrelas nenhumas no universo.

É claro que o desvio para o vermelho (redshift) também pode explicar o paradoxo de Olbers. À medida que o universo de expande, os comprimentos de onda da radiação emitida pelas estrelas são alongados, o que faz com que as estrelas mais longínquas nos pareçam muito mais frias do que na realidade são. As estrelas mais antigas que vemos no firmamento datam de há 13 mil milhões de anos. O paradoxo de Olbers ajudou os astrónomos a perceberem que o universo possui limites e que teve "data de nascimento". Realmente, mais uma vez, os paradoxos permitiram que o conhecimento científico pudesse evoluir abrindo novas perspetivas e novas abordagens para a compreensão do mundo físico.

O primeiro vidro borossilicato

O vidro borossilicato é um tipo de vidro muito resistente a altas temperaturas. Habitualmente comercializado sob o nome de Pyrex, este vidro veio revolucionar a Química, a Culinária, e outras áreas. Este tipo de vidro possui, geralmente, uma composição química bem definida, embora possam surgir algumas variantes. Habitualmente os vidros borossilicatos  possuem uma larga percentagem de sílica (SiO₂), ou dióxido de silício – na ordem dos 80%. Por outro lado, o outro composto principal que dá nome ao vidro é o trióxido de boro (B₂O₃) – presente numa percentagem aproximada de 15%.

Esta composição química confere ao vidro uma elevada resistência aos choques térmicos, que pode ser comprovada sempre que tiramos um assado do forno (numa assadeira de pyrex) e o colocamos numa superfície à temperatura ambiente. No entanto, apesar da patente do pyrex datar da segunda década do século XX, a história do nascimento dos vidros borossilicatos remonta, muito provavelmente, ao primeiro século da nossa era.


Segundo a história contada pelo químico Joe Schwarck, no livro O Génio da Garrafa, um dia um artesão chegou à corte de Tibério César para lhe oferecer um lindo vaso de vidro transparente. Reza a história que, quando o artesão ia entregar o vaso a Tibério, deixou-o cair involuntariamente. Contudo, surpresa das surpresas, o vaso não partiu.


Tibério ficou, deveras, muito impressionado com o fenómeno que ele tinha acabado de assistir. Um vidro que não quebrou... Será bruxaria...? Numa tentativa de compreender o que se passou, Tibério questionou o artesão sobre a origem desse estranho material. Todavia, por ignorância ou por arrogância (talvez mais por esta última), o artesão negou-lhe o segredo.


Consciente ou inconscientemente, o artesão esqueceu-se que, naquele tempo, um "não" podia ser um bilhete de ida para a cova, ou para a fogueira, ou para a arena... Variedade não faltava. Como era de esperar, Tibério condenou o artesão à morte e, com ele, morreu o segredo do "vidro inquebrável" – um segredo que ficaria guardado por séculos.


Contudo, hoje podemos imaginar o que sucedeu na elaboração do "vidro inquebrável" do artesão romano. No período romano, o bórax, ou borato de sódio (N₂B₄O₇), era usado pelos ourives como fluidificante para que os metais escorrerem com maior facilidade quando aquecidos. Muito provavelmente, o artesão também adicionou bórax ou seu vidro para aumentar a sua fluidez. Com essa adição conseguiu produzir um vidro borossilicato aparentemente inquebrável.

A Revolução Quântica - Parte VI

Nota introdutória:

Com este post termina a saga "A Revolução Quântica". Reflectirá sobre os contributos de Heisenberg para esta revolta conceptual. Abordará também a discussão que sucedeu a estas novas formas de pensar. Acima de tudo, procurará render o devido louvor a uma época áurea da Física e da Ciência.

--

Apenas um ano depois dos contributos de de Broglie e Schrödinger, o alemão Werner Heisenberg (1901 – 1976) deu-se conta de que a teoria quântica continha algumas previsões estranhas. Ele compreendeu que nenhuma experiência podia ser efectuada em completo isolamento, porque o próprio acto de medir afectava o resultado.

Assim, Heisenberg montou aquele que viria a ser o princípio mais contra-intuitivo alguma vez postulado. Ele afirmou, naquele que ficou conhecido como o princípio da incerteza de Heisenberg, que não é possível, num dado instante, determinar com absoluta certeza quer o momento quer a posição de uma partícula (ou, de maneira similar, a energia num instante de tempo). Esta incerteza podia ser traduzida matematicamente por

Num século de pura descoberta, esta talvez tenha sido a primeira vez que a Natureza impôs um verdadeiro limite ao conhecimento científico. Quer queiramos quer não, a Natureza impossibilita-nos determinar com máxima precisão a posição e o momento de uma partícula (ou a energia num intervalo de tempo). Se conseguirmos melhorar a precisão na medição de uma das quantidades, a outra virá afectada da uma maior incerteza, de forma a que, no total, o produto das incertezas nunca seja igual ou inferior a metade da constante de Panck reduzida. A constante de Planck reduzida é uma quantidade muito usada nas equações da Mecânica Quântica e que resulta da divisão da constante de Planck por duas vezes o valor de π. Este resultado deve-se à dualidade onda-partícula e das definições de posição, momento, energia e tempo de uma partícula serem probabilísticas.

Toda esta Revolução Quântica conduziu a uma grande discussão sobre o assunto. Numa breve análise sobre as principais linhas de defesa (e ataque) da nova teoria quântica, podem destacar-se algumas efemérides interessantes. Logo em 1927, foi formulada uma interpretação formal com o objectivo de defender esta nova teoria. Esta ficou conhecida como a interpretação de Copenhaga, formulada pelo sempre interveniente Niels Bohr. Nesta interpretação é introduzida, pela primeira vez, a noção de colapso das funções de onda, como resultado das observações.

Posteriormente, em 1935, Schrödinger publicou um artigo em que proponha uma experiência hipotética que tentava ilustrar as consequências probabilísticas da nova teoria quântica: a experiência do sobejamente conhecido gato de Schrödinger. Muitas discussões advieram dessa estranha e hipotética experiência. No entanto, o ataque mais duro à nova teoria veio de Einstein, Podolsky e Rosen que, também em 1935, produziram aquilo que ficou conhecido como o paradoxo EPR.

Resistente a todos esses ataques, a teoria quântica ficou firmemente estabelecida até hoje. Ainda nenhuma experiência provou que esta teoria falhava e, ao que parece, este continuará a ser uma das pedras basilares da Física. Muitos foram aqueles que contribuíram activamente para esta Revolução e que não foram citados nesta saga. Todos os que de alguma forma contribuíram nesta nova Física deixaram um legado científico inigualável. Suponho que todos, sem excepção, quer compreendamos de Física quer não, devemos um profundo agradecimento e reconhecimento pelo trabalho vanguardista que estes verdadeiros cientistas desenvolveram.

Espero sinceramente que este conjunto de publicações tenham conseguido provocar no leitor um sentimento de dívida e gratidão por essas grandes mentes do século XX.