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quarta-feira, 25 de setembro de 2013

Biografia de Humphry Davy


Humphry Davy
Sir Humphry Davy, muitas vezes incorretamente escrito Humphrey, (Nasceu em Penzance, Cornualha, a 17 de Dezembro de 1778, e, faleceu em Genebra, a 29 de Maio de 1829), foi um químico inglês. Davy tornou-se conhecido devido às suas experiências sobre a ação fisiológica de alguns gases, como o protóxido de azoto (ou óxido nitroso) - conhecido como gás hilariante. Em 1801 foi nomeado professor catedrático no Royal Institution da Grã-Bretanha e membro da Royal Society, que viria a presidir mais tarde. Em 1800, Alessandro Volta apresentou a primeira pilha elétrica ou bateria. Davy usou esta bateria elétrica para separar sais em um processo hoje conhecido como eletrólise. Com muitas baterias em série ele foi capaz de separar o potássio e o sódio em 1807 e o cálcio, estrôncio, bário e magnésio em 1808. Também mostrou que o oxigênio não poderia ser obtido da substância conhecida como óxido-muriática ácida e provou ser a substância um elemento ao qual chamou de cloro. Também estudou as energias envolvidas na separação destes sais, que hoje constituem o campo da eletroquímica. Estudando os fenômenos elétricos, concluiu que as transformações químicas e elétricas são fenômenos conceitualmente distintos, porém produzidos pela mesma força: a atração e repulsão de cargas elétricas. Em 1811, Sir Humphry Davy descobriu o Dióxido de Cloro, através do Clorato de Potássio acidificado com Ácido Sulfúrico, o gás resultante da reação era por ele chamado de "The green-yellow gas Chlorine" (O amarelo e esverdeado Gás Cloro). Em 1812, recebeu o título nobiliárquico de Knight (cavaleiro), deu uma aula de despedida na Royal Institution, e casou-se com uma viúva riquíssima, Jane Apreece. Depois de longas férias na Europa, ele veio a produzir a lâmpada de Davy, hoje usada por mineradores. Seu assistente de laboratório, Michael Faraday, desenvolveu seu trabalho e no final tornou-se mais famoso e influente que ele.

Biografia

Davy nasceu em Penzance, Cornwall, Inglaterra, em 17 de Dezembro de 1778. A paróquia Madron registrou Humphry Davy, filho de Robert Davy, batizado na Penzance, em 22 de Janeiro de 1779. Robert Davy foi um escultor de madeira em Penzance e exerceu sua arte mais pelo prazer do que pelo lucro. Como representante de uma antiga família (monumentos à seus ancestrais na igreja paroquial Ludgvan datam já em 1635), ele tornou-se detentor de um modesto patrimônio. Sua esposa, Grace Millet, veio de uma antiga, mas não a mais rica família. Seus pais morreram dentro de poucas horas de diferença um do outro de febre maligna, quando então, Grace e suas duas irmãs foram adotadas por John Tonkin, um cirurgião da cidade. Robert Davy e sua esposa tornaram-se os pais de cinco crianças — dois meninos, Humphry, o mais velho, e John, e três meninas. Na infância de Davy, sua família se mudou de Penzance para Varfell, patrimônio familiar em Ludgvan. Davy passou sua infância com seus pais e boa parte com Tonkin, que o colocou na escola preparatória mantida pelo Sr. Bushell, que estava tão impressionado com o progresso do garoto que acabou
O Peregrino, livro de John Bunyan que Davy adorava ler.
convencendo o pai de Davy em mandá-lo à uma escola melhor. Davy tinha pouca idade quando foi colocado na
Penzance Grammar School, então sob os cuidados do Rev. J. C. Coryton. Numerosos relatos mostram que Davy era um garoto precoce, possuidor de uma memória extraordinária e tinha singular rapidez em adquirir conhecimentos através dos livros. Ele era atraído especialmente pelo O Peregrino de John Bunyan, e tinha prazer em ler a história. Ao mesmo tempo, Davy adquiriu gosto pela ciência experimental. Isso foi devido principalmente à um membro da Sociedade dos Amigos (Quakers) chamado Robert Dunkin. Um seleiro e homem de mente original, Dunkin construiu para si mesmo uma máquina elétrica, pilhas voltaicas, e garrafas de Leyden, e fez modelos para ilustrar os princípios matemáticos. Usando disto, ele instruiu Davy nos rudimentos da ciência experimental. Como professor na Royal Institution, Davy viria a repetir muitas das experiências engenhosas que ele aprendeu com seu instrutor Quaker. Da Penzance School Davy passou em 1793 para a Truro Grammar School, terminando sua educação ali sob o Rev. Dr. Cardew.


Aprendiz e poeta


Estátua de Davy em Penzance.
Após a morte do pai de Davy em 1794, Tonkin estagiou o garoto à John Bingham Borlase, um cirurgião com ampla prática na Penzance. A escritura de Davy é datada de 10 de Fevereiro de 1795. Na farmácia do boticário, Davy se tornou um químico, e o sótão da casa de Tonkin foi o palco das suas primeiras atividades químicas. Os amigos de Davy sempre diziam: “Esse menino Humphry é incorrigível. Ele vai explodir a todos nós”. Sua irmã mais velha queixava-se dos estragos feitos em seus vestidos por substâncias corrosivas. Muito se tem falado de Davy como um poeta, e John Ayrton Paris um tanto precipitadamente diz que seus versos “trazem a marca do gênio sublime”. A primeira produção de Davy preservada tem a data de 1795. É intitulada The Sons of Genius, e é marcada pela imaturidade habitual da juventude. Outros poemas produzidos nos anos seguintes, especialmente On the Mount's Bay e St Michael's Mount, são versos agradavelmente descritivos, mostrando sensibilidade, mas nenhuma verdadeira imaginação poética. Davy também foi um pintor e três de suas pinturas que datam de cerca de 1796, foram doadas para o Museu Penlee House em Penzance. Uma delas é a vista de Gulval mostrando a igreja, Mount's Baye St Michael's Mount, enquanto as outras duas representam Loch Lomond na Escócia. Davy logo abandonou a poesia pela ciência. Enquanto escrevia versos com a idade de dezessete anos, em homenagem ao seu primeiro amor, ele avidamente discutia com seu amigo Robert Dunkin a questão da materialidade do calor. Um dia de inverno, ele levou Dunkin ao rio Larigan, para lhe mostrar que a fricção de duas placas de gelo desenvolvia energia suficiente pelo movimento para derretê-las, e que o movimento sendo suspenso, as partes eram unidas pelo recongelamento. Esta foi, de uma forma rudimentar, uma visão simples de um experimento analógico mais tarde exibido por Davy na sala de conferência da Royal Institution, que provocou considerável atenção.


Os primeiros interesses científicos


Davies Gilbert
Davies Gilbert (nascido Davies Giddy), acidentalmente viu Davy em Penzance, despreocupadamente balançando sobre a meia-porta da casa do Dr. Borlase. Gilbert estava interessado pela conversa do rapaz, ofereceu-lhe o uso de sua biblioteca, e convidou-o à sua casa em Tredrea. Isso levou à uma introdução ao Dr Edwards, que então residia na Hayle Copper House, e também era professor de química na escola do St. Bartholomew's Hospital. O Dr Edwards permitiu que Davy usasse os aparelhos em seu laboratório, e parece ter dirigido sua atenção para as comportas do porto de Hayle, que estavam deteriorando rapidamente pelo contato do cobre e ferro sob a influência da água do mar. A corrosão galvânica não era até então compreendida, mas o fenômeno preparou a mente de Davy para suas experiências sobre o revestimento de cobre de navios nos dias posteriores. Gregory Watt, filho de James Watt, visitou Penzance por causa de sua saúde, e se hospedou na casa da Sra. Davy, tornando-se amigo de seu filho, deu-lhe instruções em química. Davy também adquiriu conhecimentos úteis com a família Wedgwood, que passou um inverno em Penzance. O Dr Thomas Beddoes e o Professor John Hailstone estavam engajados na controvérsia geológica sobre os méritos rivais das teorias Plutônicase Neptunistas. Eles viajaram juntos para examinar a costa Cornish acompanhados de Davies Gilbert, e assim conhecem Davy. Beddoes, que tinha recentemente estabelecido em Bristol a “Instituição Pneumática”, requereu um assistente para supervisionar o laboratório. Gilbert recomendou Davy para o cargo, e Gregory Watt, em 1798, mostrou a Beddoes o “Young man's Researches on Heat and Light”, que posteriormente foram publicados por ele no primeiro volume de West-Country Contributions”. Prolongadas negociações foram conduzidas, principalmente por Gilbert. A Sra. Davy e Borlase consentiram pela partida de Davy, mas Tonkin desejava mantê-lo fixo em sua cidade natal como um cirurgião, e de fato alterou sua vontade quando ele descobriu que Davy insistiu em ir para o Dr Beddoes. Em 1809, diz-se que Davy realmente inventou a primeira lâmpada elétrica. Ele conectou dois fios à uma bateria e ligou uma tira de carvão entre as outras extremidades dos fios. O carbono carregado brilhou, fazendo a primeira lâmpada em arco.


O Instituto Pneumático


Thomas Beddoes, fundador do Instituto Pneumático, Bristol.
Em 2 de Outubro de 1798, Davy se juntou ao ‘Instituto Pneumático’ em Bristol. Esta instituição foi estabelecida com o objetivo de investigar os poderes medicinais de ares factícios e gases, e para Davy estava comprometida a superintendência de vários experimentos. O acordo celebrado entre o Dr. Thomas Beddoes e Davy era liberal, e permitiu Davy a desistir de todos os direitos sobre sua propriedade paterna em favor de sua mãe. Ele não tinha a intenção de abandonar a profissão da medicina, estando ainda determinado a estudar e se formar em Edinburgh, mas logo começou a encher partes da Instituição com baterias voltaicas. Durante sua residência em Bristol, Davy formou o conhecimento do Conde de Durham, que se tornou um residente pela sua saúde no Instituto Pneumático, e amigo íntimo de Gregory Watt, James Watt, Samuel Taylor Coleridgee Robert Southey, os quais se tornaram usuários habituais do óxido nitroso de Davy (gás hilariante), e que Davy também iria se tornar viciado. O gás foi sintetizado pela primeira vez pelo filósofo e químico inglês Joseph Priestley em 1772, que o chamou de phlogisticated nitrous air (ar nitroso flogisticado). Priestley publicou sua descoberta no livro Experiments and Observations on Different Kinds of Air (Experiências e Observações em Diferentes Tipos de Ar) 1775, onde ele descreve como produzir a preparação do “ar nitroso diminuído”, pelo aquecimento de limalha de ferro umedecida com ácido nítrico. James Watt construiu uma câmara de gás portátil com o objetivo de experimentos com a inalação do óxido nitroso de Davy, que a certa altura foram combinados
Aparato desenhado por James Watt na preparação do Instituto Pneumático.
com vinho para avaliar a eficácia do óxido nitroso como uma cura para a ressaca (seu diário de laboratório indicou sucesso). Apesar da popularidade do gás entre os amigos e conhecidos de Davy e sua vasta anotação sobre a capacidade do gás em tirar completamente a sensação de dor, Davy parece nunca ter considerado o uso do óxido nitroso como um anestésico, perdendo assim uma grande oportunidade. Anestésicos não seriam usados regularmente na medicina ou odontologia até décadas após a morte de Davy.
Davy se lançou energeticamente para os trabalhos de laboratório e formou uma longa amizade romântica com a Sra. Anna Beddoes que atuou como sua guia em passeios e outros locais finos da localidade. Em Dezembro de 1799 Davy visitou Londres pela primeira vez, e seu círculo de amizades havia ampliado muito. Nestes experimentos com gases, Davy correu riscos consideráveis. Sua respiração de óxido nítrico pode ter levado, através da união com o ar comum na boca, para a formação do ácido nítrico (HNO3), que feriu gravemente a mucosa, e na tentativa de Davy inalar quatro quartos de gás hidrocarboneto puro numa experiência com monóxido de carbono, ele ‘parecia afundado em aniquilação’. Quando Davy foi removido para fora, fracamente articulou: “Eu não acho que vou morrer”, mas se passaram algumas horas, antes que os sintomas dolorosos cessassem. Davy ainda foi capaz de tirar sua própria pulsação quando ele cambaleou para fora do laboratório até o jardim, e ele descreveu em suas anotações como “filiforme e batendo com velocidade excessiva”. Neste ano, o primeiro volume do “West-Country Collections” foi emitido. Metade do volume consistia dos ensaios de Davy On Heat, Light, and the Combinations of Light”, On Phos-oxygen and its Combinations”, (o gás hilariante) e sobre a “Teoria da Respiração”. Em 22 de Fevereiro de 1799 Davy, escrevendo para Davies Gilbert, diz: “E estou agora tão convencido da não-existência de calorias como estou da existência da luz”.Em outra carta escrita a Davies Gilbert, em 10 de Abril, Davy informa: “Eu fiz uma descoberta ontem que comprova o quanto é necessário repetir os experimentos. O óxido de azoto gasoso (o gás hilariante) é perfeitamente respirável quando puro. Nunca é prejudicial, mas quando ele contém gás nitroso. Eu encontrei uma maneira de torná-lo puro”. Ele então diz que respirava dezesseis quartos do gás por quase sete minutos, e que ele ‘absolutamente me intoxicava'. Durante este ano Davy publicou sua Researches, Chemical and Philosophical, principalmente a respeito do Óxido Nitroso e sua Respiração. Anos mais tarde, Davy lamentou que já havia publicado estas hipóteses imaturas, que ele mesmo posteriormente designou como “os sonhos do gênio mal-empregado que a luz da experiência e observação jamais conduziu para a verdade”. Em 1800, Davy informou a Davies Gilbert que ele tinha ‘repetido os experimentos galvânicos com sucesso’ nos intervalos dos experimentos sobre os gases, que quase incessantemente ocupou-lhe de Janeiro a Abril.


A “Royal Institution”


1802, caricatura satírica por James Gillray mostrando uma palestra na Royal Institution sobre pneumática, com Davy segurando o fole e o Conde Rumford [observando na extrema direita]. Dr. Garnett é o conferencista, segurando o nariz da vítima.
Em 1799, o Conde Rumford tinha proposto a criação, em Londres, de uma ‘Instituição para Difundir Conhecimentos’, ou seja, a Royal Institution. A casa na Albemarle Street foi comprada em Abril de 1799. Rumford tornou-se secretário da instituição, e o Dr. Garnett foi o primeiro palestrante. Researches de Davy, que era repleta de fatos marcantes e romances, e rica em descobertas químicas, logo atraiu a atenção de filósofos naturalistas, e Davy agora fazia a sua grande mudança na vida. Joseph Banks há muito tempo estava de olho em Davy, e em Fevereiro de 1801, Davy foi oficialmente entrevistado por Banks, Benjamin Thompson (que tinha sido nomeado Conde Rumford) e Henry Cavendish, o Comitê da Royal Institution. Davy escreveu para Davies Giddy em 8 de Março de 1801 sobre as propostas apresentadas por Banks e Thompson, uma possível mudança para Londres e a promessa de financiamento para o trabalho de Davy em galvanismo. Nesta carta, ele também mencionou que ele poderia não estar colaborando mais com Beddoes sobre gases terapêuticos. No dia seguinte, Davy deixou Bristol para assumir seu novo cargo na Royal Institution, tendo sido resolvido que “Humphry Davy está contratado no serviço da Royal Institution na qualidade de professor assistente de química, diretor do laboratório de química, e editor assistente das revistas da instituição, e que lhe seja permitido ocupar uma sala na casa, e seja fornecido com carvão e velas, e que lhe seja pago um salário de 100l. por ano”. Em 25 Abril de 1801, Davy deu sua primeira palestra sobre o assunto relativamente novo, o 'Galvanismo'. Ele e seu grande amigo Coleridge, tiveram muitas conversas sobre a natureza do conhecimento humano e do progresso, e as palestras de Davy deu ao seu público uma visão da civilização humana apresentadas por descoberta científica. “Ela [a Ciência] concedeu à ele poderes que podem praticamente serem chamados de criativo;
Humphry Davy, cerca de 1830.
que lhe permitiu modificar e alterar os seres que o rodeiam, e por suas experiências para interrogar a natureza com poder, e não simplesmente como um estudioso, passivo, buscando apenas compreender suas operações, mas sim, como um mestre, ativo com seus próprios instrumentos”.
A primeira palestra recebeu elogios, e pela palestra de Junho, Davy escreveu a John King que sua última palestra teve a participação de aproximadamente 500 pessoas. "Houve Respiração, Óxido Nitroso, e ilimitados Aplausos. Amém!" As palestras de Davy também incluíam espetaculares e, algumas vezes, perigosas demonstrações químicas para o público, uma generosa porção de referências à criação divina, e genuína informação científica. Além de ser um professor popular, o jovem e belo Davy adquiriu um enorme número de seguidoras em torno de Londres, e quase a metade dos participantes retratados no desenho animado de Gillray são do sexo feminino. Quando a série de palestras de Davy sobre Galvanismo acabou, ele avançou para uma nova série sobre Química Agrícola, e sua popularidade continuou a disparar. Em Junho de 1802, depois de pouco mais de um ano na Institutione com a idade de 23 anos, Davy foi nomeado professor pleno na Royal Institutionda Grã-Bretanha. Garnett calmamente renunciou, alegando motivos de saúde. Em Novembro de 1804, Davy tornou-se membro da Royal Society, sobre a qual ele viria a presidir. Ele foi um dos membros fundadores da Sociedade Geológica em 1807 e foi eleito membro estrangeiro da Academia Real Sueca de Ciências em 1810.


Descoberta de novos elementos


Pilha voltaica
Davy foi um pioneiro no campo da eletrólise utilizando a pilha voltaica para separar os compostos comuns e, assim, preparar muitos elementos novos. Ele passou a eletrolisar sais fundidos e descobriu vários metais novos, especialmente o sódio e o potássio, elementos altamente reativos conhecidos como metais alcalinos. O potássio foi descoberto em 1807 por Davy, que é derivado de potassa cáustica (KOH). Antes do século XIX, não era feita nenhuma distinção entre potássio e sódio. O potássio foi o primeiro metal que foi isolado por meio de eletrólise. O sódio foi isolado pela primeira vez por Davy no mesmo ano, passando uma corrente elétrica através de hidróxido de sódio fundido. Davy passou a descobrir o cálcio em 1808 mediante a eletrólise de uma amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO). Davy estava tentando isolar o cálcio; quando soube que Jöns Jacob Berzelius e Pontin prepararam amálgama de cálcio por eletrólise de cal em mercúrio, ele tentou fazê-lo por si mesmo. Ele trabalhou com eletrólise durante toda sua vida e também descobriu o magnésio, boro e bário.

Descoberta do cloro

O Cloro foi descoberto em 1774 pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele, que o chamou de “ácido marinho deflogisticado”e erroneamente pensou que continha oxigênio. Scheele produziu cloro pela reação de dióxido de manganês (MnO2) com cloreto de hidrogênio (HCl).
4 HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2
Gás cloro: amarelo-esverdeado
Scheele observou várias propriedades do gás cloro, como o seu efeito clareador sobre o tornassol, o seu efeito letal sobre os insetos, a sua cor amarelo-esverdeada, e a similaridade do seu odor ao da água régia. No entanto, Scheele foi incapaz de publicar suas descobertas na época.Em 1810, o cloro recebeu o seu nome atual por Humphry Davy, que insistiu que o cloro era de fato um elemento. Ele também demonstrou que o oxigênio não pode ser obtido a partir da substância conhecida como ácido muriático(solução de HCl). Esta descoberta anulou a definição dos ácidos de Antoine Lavoisier como compostos do oxigênio.


Figura pública popular


Davy se revelou em seu status público, como suas palestras reunia muitos espectadores. Tornou-se muito conhecido devido aos seus experimentos com a ação fisiológica de alguns gases, incluindo o gás hilariante (óxido nitroso), uma vez afirmando que suas propriedades conferia todos os benefícios do álcool, mas era desprovido de suas falhas. Davy posteriormente danificou sua visão (ficou cego temporariamente) num acidente de laboratório com tricloreto de nitrogênio. Pierre Louis Dulong preparou primeiro este composto em 1812, e perdeu dois dedos e um olho em duas explosões distintas com ele. O próprio acidente de Davy o induziu à contratar Michael Faraday como um colega de trabalho.


Viagens pela Europa

Em 1812, Davy foi condecorado cavaleiro (Sir), deu uma palestra de despedida na Royal Institution, e se casou com uma viúva rica, Jane Apreece. (Embora geralmente reconhecido como sendo fiel à sua esposa, sua relação foi tempestuosa, e, em seus últimos anos, Davy viajou pela Europa continental sozinho). Em Outubro de 1813, ele e sua esposa, acompanhados por Michael Faraday como seu assistente científico (e manobrista), viajaram para a França
Iodo em forma de cristais.
para receber uma medalha que Napoleon Bonaparte tinha concedido à Davy pelo seu trabalho eletro-químico. Enquanto em Paris, Davy foi convidado por Joseph Louis Gay-Lussac para investigar uma substância misteriosa isolada por Bernard Courtois. Davy demonstrou ser um elemento, que agora é chamado de iodo. Davy deixou Paris em Dezembro de 1813, viajando para o sul da Itália. Eles residiram temporariamente em Florença, onde, em uma série de experimentos conduzidos com a assistência de Faraday, Davy conseguiu, utilizando os raios solares, acender um diamante, provando que é composto de carbono puro. A viagem de Davy continuou para Roma, e também visitou Nápoles e o Monte Vesúvio. Em Junho de 1814, eles estavam em Milão, onde eles encontraram Alessandro Volta, e então continuaram para o norte, para Genebra. Eles voltaram para a Itália via Munique e Innsbruck, e quando seus planos de viajar para a Grécia e Istambul foram abandonados depois da fuga de Napoleão da Ilha de Elba, eles voltaram para a Inglaterra.

A Lâmpada de Davy

A Lâmpada de Davy
Após o seu retorno à Inglaterra em 1815, Davy experimentou com lâmpadas para o uso em minas de carvão. Houve muitas explosões de mineração causadas pelo grisuou metano, freqüentemente inflamado pelas chamas das lâmpadas então utilizadas pelos mineiros. Em particular o desastre da mina Fellingem 1812, próximo à Newcastle, causou grande perda de vidas, e foi necessária uma ação para melhorar a iluminação subterrânea e, especialmente, as lâmpadas utilizadas pelos mineiros. Davy concebeu utilizando uma gaze de ferro para delimitar a chama da lâmpada, e assim impedir que o metano queimando dentro da lampada, passe para fora na atmosfera geral. Embora a idéia da lâmpada de segurança já havia sido demonstrada por William Reid Clanny e pelo então desconhecido (mas depois muito famoso) engenheiro George Stephenson, o uso de Davy da gaze de arame para impedir a propagação da chama foi usado por muitos outros inventores em seus projetos posteriores. A lâmpada de George Stephenson foi muito popular nas mina de carvão do nordeste, e usou o mesmo princípio de prevenção da chama atingir a atmosfera geral, mas por meios diferentes. Infelizmente, embora o novo projeto da lâmpada de gaze inicialmente parecia oferecer proteção, produzia muito menos luz, e se deteriorava rapidamente nas condições úmidas da maioria das minas. A oxidação rápida da gaze tornou a lampada insegura, e o número de mortes causadas por explosões de grisu aumentou ainda mais. Houve alguma discussão quanto a possibilidade de Davy ter descoberto os princípios por trás de sua lâmpada sem a ajuda do trabalho de Smithson Tennant, mas foi aprovado que o trabalho deles haviam sido independentes. Davy se recusou em patentear a lâmpada, e sua invenção o levou a ser condecorado com a medalha Rumford em 1816.

Estudos de ácido-base

Em 1815, Davy sugeriu que ácidos eram substâncias que continham hidrogênio substituível – hidrogênio que pode ser parcialmente ou totalmente substituído por metais. Quando ácidos reagem com metais, eles formam sais. As Bases eram substâncias que reagiram com ácidos para formar sais e água. Estas definições funcionaram bem na maior parte do século XIX.


Últimos anos e morte


Michael Faraday
Em Janeiro de 1819, Davy foi premiado com um baronete. Apesar de Sir Francis Bacon e Sir Isaac Newton já terem sido condecorados, esta era, naquela época, a mais alta honraria já conferida à um homem de ciência na Grã-Bretanha. Um ano depois se tornou Presidente da Royal Society. O assistente de laboratório de Davy, Michael Faraday, passou a realçar o trabalho de Davy e, no final, se tornou o mais famoso e influente cientista – a ponto de Davy supostamente ter alegado, que Faraday foi a sua maior descoberta. No entanto, mais tarde, Davy acusou Faraday de plágio, motivando Faraday (o primeiro Professor Fulleriano de Química) a cessar todas pesquisas em electromagnetismo até a morte de seu mentor. Temperamental e um tanto irritável, Davy apresentava entusiasmo e energia em todas as suas atividades. Como mostra em seus versos, e por vezes em sua prosa, sua mente era altamente imaginativa; o poeta Coleridge declarou que se ele “não tivesse sido o primeiro químico, ele teria sido o primeiro poeta da sua idade”, e Robert Southey disse que “ele tinha todos os elementos de um poeta; ele apenas desejava a arte”. Apesar de sua aparência desajeitada e estilo peculiar, sua dádiva de demonstração e explicação, conquistou lhe extraordinária popularidade como palestrante, seus experimentos eram engenhosos e rapidamente executados, e Coleridge passou à ouvi-lo “para aumentar o seu estoque de metáforas”. A ambição dominante da vida de Davy era alcançar a
Túmulo de Davy
fama, mas, apesar de que às vezes traíram-lhe na inveja mesquinha, não o deixou insensível às reivindicações sobre o seu conhecimento da
“causa da humanidade”, para usar a frase freqüentemente utilizada por ele em relação à sua invenção da lâmpada dos mineiros. Dos pequenos cumprimentos de etiqueta que ele foi negligente, e sua franqueza de disposição, por vezes, expuseram-no à aborrecimentos que ele poderia ter evitado pelo exercício da diplomacia habitual. De acordo com um dos biógrafos de Davy, June Z. Fullmer, ele era um deísta. Depois de passar vários meses tentando se recuperar, Davy morreu na Suíça em 1829 de doença cardíaca hereditária do lado da família de seu pai. Ele passou os últimos meses de sua vida escrevendo “Consolations In Travel”, imensamente popular, compêndio de poesia, reflexões sobre ciência e filosofia (e até especulações sobre a vida alienígena) que se tornou a artigo principal das bibliotecas científicas e familiares por várias décadas depois. Ele está sepultado no Cemitério Plainpalais em Genebra.

Publicações

Os livros de Davy são os seguintes:


Davy também contribuiu com artigos sobre Química para Rees's Cyclopaedia, mas os tópicos não são conhecidos.

Referências


sábado, 10 de agosto de 2013

A Invensão da Lâmpada Elétrica

Uma lâmpada de Argand.
(Retrato de James Peale pintado por

 seu irmão Charles Willson Peale).
Em 1781, Ami Argand, um engenhoso cientista suíço, desenhou um lampião de pavio circular, cuja chama era alimentada por uma coluna de ar dentro do círculo. Foi assim que preparou o caminho para outras formas de lâmpadas que iluminaram o mundo depois da revolucionaria descoberta do petróleo feita em 1859, por Edwin Drake. O encontro do petróleo teve formidáveis conseqüências no progresso humano e, somente sua aplicação como fonte de luz foi de incalculável beneficio para o homem. Enquanto isso, William Murdesh havia encontrado um novo meio de obter por meio de carvão: era o gás e, para iluminação, era obtido pela destilação ou lenta combustão da hulha. Quando a lâmpada de Joseph Wilson Swan atravessou o Atlântico, foi ter ao laboratório de Thomas Alva Edison, uma das mais fascinantes figuras da história da ciência. Edison via claro onde os outros não viam sequer uma fímbria do problema, permitindo-lhe seu gênio pensar em diversas direções ao mesmo tempo. Muitos anos se passaram até que o mundo conheceu Humphry Davy, filho de um simples artesão inglês,
Ami Argand
o descobridor da eletrólise, a teoria de que “a corrente gerada pela decomposição química de certos materiais”. A mais interessante descoberta de Davy ocorreu em 1809: ligando dois pedaços de carvão aos bornes de uma bateria, verificou que uma chama dançava entre os dois pedaços. Essa chama brilhante parecia descrever um segundo de círculo e por essa razão foi chamado “arco voltaico”. Os inventores do primeiro tempo da rainha Vitória da Inglaterra tentaram obter luz utilizando fios ou fitas de platina e de outros metais raros que eles aqueciam ao ar, por meio da corrente elétrica. Em 1840, William Robert Grove assombrou a Royal Society com a iluminação da sala por meio de lâmpadas incandescentes. Essas lâmpadas usavam o fio de platina eletricamente aquecido até quase o ponto de fusão e protegido das correntes de ar. Outro inglês, Frederik de Moleins, aproximou-se ainda mais da boa solução com uma lâmpada, patenteada em 1841, que produzia a incandescência no carvão moído. Entretanto, a mais importante contribuição para a incandescência elétrica deve-se ao professor Joseph Wilson Swan que, em 1860, teve a idéia do filamento de carvão. Os ingleses atribuem-lhe a invenção da lâmpada incandescente. Swan fez uma demonstração de sua lâmpada em 1876, numa reunião da Sociedade Inglesa para o avanço da Ciência, em Glasgow, e sua invenção foi acolhida com entusiasmo. Suas primeiras lâmpadas usavam espirais de papel carbonizado, mas o vácuo incompleto obtido no recipiente pôs tudo a perder. Um ano depois, Swan voltou novamente às experiências e a dificuldade foi
William Grove
superada. Em 1877, tratando o fio de algodão pelo ácido sulfúrico, conseguiu um filamento que deu bons resultados. Quando a lâmpada de Swan atravessou o Atlântico, foi ter ao laboratório de Thomas Alva Edison, uma das mais fascinantes figuras da história da ciência. Edison via claro onde os outros não viam sequer uma fímbria do problema, permitindo-lhe seu gênio pensar em diversas direções ao mesmo tempo. Edison era extraordinário na realização das suas idéias fundamentais e, foi assim que, em 1877, em plena força inventiva, voltou suas vistas para a lâmpada incandescente, dedicando-se a esse problema com verdadeira alucinação e pondo nele toda a sua dedicação e inteligência. O grande problema consistia em encontrar uma substância com a qual pudesse construir os filamentos incandescentes. Após longas pesquisas, ele decidiu empregar um filamento de algodão carbonizado. Acesa, a lâmpada só se extinguiu 48 horas depois. Mais tarde, o filamento de algodão foi substituído por um de bambu carbonizado que apresentava uma resistência ainda maior e, só muito depois, o filamento de bambu foi substituído por uma substância obtida com a celulose, e, por fim, com tungstênio em tubos cheios de gás inerte. (Esse filamento é percorrido por uma corrente elétrica contínua ou alternativa que incandesce sem que a combustão seja possível visto não haver oxigênio no espaço que o cerca). A pedra fundamental da indústria da força e luz foi o dínamo construído por Faraday, em 1831. As múltiplas aplicações da eletricidade, de que Edison foi o pioneiro, inventando a lâmpada incandescente, os grandes gênios tornaram essa colossal fonte de energia a mais fiel colaboradora do progresso humano. Grandes progressos foram realizados desde que a lâmpada incandescente foi inventada, mas esta, entretanto, não preenchia integralmente a sua finalidade, pois sua luz é irradiada e tem sua origem num único ponto, no filamento, colocado no centro da lâmpada.
Lâmpada de Argand.
Novamente, os cientistas se voltaram para a natureza, os laboratórios e a procura de uma solução começaram de maneira intensiva. Por muito tempo os cientistas vinham observando, tanto em pirilampos como em certas rochas e minérios, fenômenos naturais de fluorescência. Observaram mais que os raios ultravioletas, atuando sobre o fósforo, produziam uma luz de espécie diferente, mais luminosa e mais delicada do que qualquer outra luz artificial até então conhecida. Longos estudos se sucederam até que descobriram um meio de fazer com que o fósforo aderisse ao vidro, irradiando assim uma luz ainda não obtida com os métodos de iluminação até então conhecidos. Estava descoberta a luz fluorescente e inaugurado assim mais um capítulo na história da luz. A luz fluorescente está largamente empregada na iluminação dos escritórios, das fábricas, das indústrias, lojas e clubes. Os tubos usados, espécie de lâmpadas, operam de um modo inteiramente diverso do das lâmpadas incandescentes. Não possuem internamente o filamento luminoso de arame; em vez disso, são cheias de um gás que serve de condutor à corrente elétrica, de uma extremidade a outra. Esse tubo é revestido internamente por uma substancia química que é ativada pelo gás e é esse revestimento interno que brilha e projeta a luz. Muito pouca corrente é perdida em forma de calor, usando-se tubos fluorescentes; quase toda ela é transformada em raios de luz, de maneira que um tubo fluorescente de 15 watts é consideravelmente mais eficaz do que uma lâmpada elétrica do tipo comum, com a potência de 100 watts.
Lâmpada incandescente

A lâmpada incandescente é um dispositivo eléctrico que transforma energia
Humphry Davy
elétrica em energia luminosa e energia térmica. Desde o início do século XIX, vários inventores tentaram construir fontes de luz à base de energia elétrica. Humphry Davy, em 1802, construiu a primeira fonte luminosa com um filamento de platina, utilizando-se do efeito Joule, observado quando um resistor é aquecido pela passagem de uma corrente elétrica a ponto de emitir luz visível. Outros vinte e um inventores construíram lâmpadas incandescentes antes de Thomas Alva Edison, que foi primeiro a construir a primeira lâmpada incandescente comercializável em 1879, utilizando uma haste de carvão (carbono) muito fina que, aquecida acima de aproximadamente 900 K, passa a emitir luz, inicialmente bastante avermelhada e fraca, passando ao alaranjado e alcançando o amarelo, com uma intensidade luminosa bem maior, ao atingir sua temperatura final, próximo do ponto de fusão do carbono, que é de aproximadamente 3 800 K. A
Lâmpada Davy.
haste era inserida numa ampola de vidro onde havia sido formado alto vácuo. O sistema diferia da lâmpada a arco voltaico, pois o filamento de carvão saturado em fio de algodão ficava incandescente, ao invés do centelhamento ocasionado pela passagem de corrente das lâmpadas de arco. Como o filamento de carvão tinha pouca durabilidade, Edison começou a fazer experiências com ligas metálicas, pois a durabilidade das lâmpadas de carvão não passava de algumas horas de uso. A lâmpada de filamento de bambu carbonizado foi a que teve melhor rendimento e durabilidade, sendo em seguida substituída pela de celulose, e finalmente a conhecida até hoje com filamento de tungstênio cuja temperatura de trabalho chega a 3000°C.


Construção

Joseph Wilson Swan.
A maior dificuldade encontrada por Swan e Edison, quando tentavam fazer lâmpadas desse tipo, era encontrar um material apropriado para o filamento, que não devia se fundir ou queimar. Hoje em dia os filamentos são, geralmente, feitos de tungstênio, metal que só funde quando submetido a temperatura altíssima (3422 °C). Para evitar que os filamentos entrem em combustão e se queimem rapidamente, remove-se todo o ar da lâmpada, enchendo-a com a mistura de gases inertes, nitrogênio (azoto) e argônio (árgon) ou criptônio (crípton). As lâmpadas incandescentes funcionam a baixas pressões, fazendo com que o gás rarefeito funcione com um isolante térmico.

Funcionamento

Quando se aciona um interruptor, a corrente elétrica passa pela lâmpada através de duas gotas de solda de prata que se encontram na parte inferior, e em seguida, ao longo de fios de cobre que se acham firmemente fixados dentro de uma coluna de vidro. Entre as duas extremidades dos fios de cobre estende-se um outro fio muito fino chamado filamento. Quando a corrente passa por este último, torna-o incandescente, produzindo luz.

Rendimento

Lâmpada incandescente
 (Edison).
Apesar do requinte exclusivo, que proporciona uma luminosidade muito mais aconchegante em ambientes, e de ter ainda maior durabilidade onde se acende e apaga com frequência, o rendimento da lâmpada incandescente é mínimo: apenas o equivalente a 5% da energia elétrica consumida é transformado em luz, os outros 95% são transformados em calor. Por causa deste desperdício, a União Européia decidiu abolir as lâmpadas incandescentes a partir de 2012. Lâmpadas incandescentes poderão ser abolidas no Brasil a partir de 2013, caso a indústria consiga oferecer algum tipo de lâmpada que proporcione luminosidade com as mesmas características das tradicionais. Inspirado na Centennial Bulb, lâmpada que funciona desde 1901, Benito Muros, presidente da SOP (Sem Obsolescência Programada) desenvolveu uma lâmpada de longa durabilidade e vem recebendo ameaças por conta de desta invenção.

Referências