Na década de 1770 os químicos já sabiam produzir muitos gases, mas os explicavam com uma teoria que estava de trás para a frente. Antoine-Laurent Lavoisier a corrigiu com um instrumento que qualquer comerciante reconheceria: uma balança muito boa.
Esta matéria explica a teoria do flogisto que ele derrubou, os experimentos que revelaram o papel do oxigênio, a lei da conservação da massa, a nova linguagem da química que ele ajudou a criar e o fim da sua vida durante a Revolução Francesa.
Um homem rico com um laboratório
Lavoisier nasceu em Paris em 26 de agosto de 1743. Formou-se em direito, mas dedicava o tempo à ciência, e em 1768 entrou para a Academia de Ciências. No mesmo ano comprou uma participação na Ferme générale, uma companhia privada que cobrava impostos para o rei. Isso o deixou rico e pagou um dos laboratórios mais bem equipados da Europa.
A esposa, Marie-Anne Paulze Lavoisier, era parceira de verdade no trabalho. Aprendeu química, traduzia artigos ingleses para o francês, registrava os experimentos e fez as gravuras precisas dos aparelhos para os livros dele.
O problema do flogisto
A teoria dominante dizia que tudo que queima contém flogisto, uma substância que escapa para o ar durante a queima. Um metal queimado (a “cal”) seria o metal sem o seu flogisto.
Mas, quando os metais são aquecidos no ar e viram cal, ficam mais pesados. Se algo saiu do metal, por que ele ganhou peso? Alguns químicos sugeriram que o flogisto tinha peso negativo. Lavoisier suspeitou do contrário: algo do ar estava sendo acrescentado.
Pesando o fogo
Em 1772 Lavoisier queimou fósforo e enxofre e viu que eles também ganhavam peso, enquanto absorviam ar. Depois aqueceu metais como o estanho em recipientes de vidro fechados. O peso total do recipiente lacrado não mudava; só quando ele o abria é que o ar entrava.
Em outubro de 1774 Joseph Priestley visitou Paris e descreveu um gás novo que obtinha aquecendo a cal vermelha de mercúrio (óxido de mercúrio). Nele as velas queimavam com brilho intenso. Carl Wilhelm Scheele, na Suécia, já tinha preparado o mesmo gás alguns anos antes. Lavoisier repetiu o trabalho e entendeu o que ele significava.
O experimento dos doze dias
Lavoisier aqueceu mercúrio numa retorta ligada a um volume medido de ar durante doze dias. Formou-se uma cal vermelha sobre o mercúrio, e o volume de ar caiu cerca de um sexto. O ar restante apagava chamas e não mantinha animais vivos. Depois ele aqueceu fortemente a cal vermelha: ela devolveu mercúrio e um volume de gás próximo do que tinha sido perdido — o mesmo gás de Priestley.
O ar, concluiu ele, é uma mistura. Uma parte se combina com os metais e mantém a queima e a respiração; a outra não. Ele chamou a parte ativa de oxigênio em 1777, do grego “gerador de ácidos”, porque acreditava (errado) que todos os ácidos têm oxigênio. A parte inativa ele chamou de azoto — o nitrogênio de hoje.
A água não é um elemento
Henry Cavendish tinha notado que queimar o “ar inflamável” (hidrogênio) produzia água. Em 1783 Lavoisier e Pierre-Simon Laplace repetiram o experimento e tiraram a conclusão que Cavendish não tirou: a água é um composto de hidrogênio e oxigênio. Lavoisier também decompôs vapor sobre ferro em brasa para recuperar o hidrogênio. Um dos quatro elementos de Aristóteles tinha caído.
A conservação da massa
O método de Lavoisier se apoiava num princípio que ele enunciou com clareza: em toda operação, a quantidade de matéria é a mesma antes e depois. Ele costuma ser resumido como “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Hoje explicamos isso com átomos: uma reação só os reorganiza, e por isso as equações químicas precisam ser balanceadas.
Veja como se balanceiam equações em O que é uma Reação Química.
Uma nova linguagem para a química
Os nomes químicos antigos eram uma confusão: “óleo de vitríolo”, “manteiga de antimônio”, “flores de zinco”. Em 1787 Lavoisier, com Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet e Antoine Fourcroy, publicou o Método de Nomenclatura Química. Os nomes passariam a descrever a composição: ácido sulfúrico, sulfato de cobre, óxido de zinco. O sistema é a base dos nomes que os químicos usam até hoje.
Em 1789 ele publicou o Traité élémentaire de chimie (Tratado Elementar de Química). O livro definiu elemento como a substância que não pode mais ser decomposta pela análise química e listou 33 “substâncias simples”. A maioria é elemento de verdade, como oxigênio, hidrogênio, enxofre e os metais; algumas, como a cal, depois se revelaram compostos, e a lista ainda incluía a luz e o “calórico”, um suposto fluido do calor.
Respirar é queimar devagar
Com Laplace, Lavoisier construiu um calorímetro de gelo em 1782–1783 e comparou o calor liberado por um porquinho-da-índia com o gás carbônico que ele expirava. Os números batiam com os da queima de carvão. A respiração, concluiu, é uma combustão lenta que usa oxigênio para liberar calor — o começo da química do metabolismo.
A guilhotina
Lavoisier também serviu ao Estado: melhorou a produção de pólvora da França, trabalhou no sistema métrico e escreveu sobre agricultura e finanças públicas. Mas, na Revolução, os coletores de impostos eram odiados como símbolo do antigo regime. Em 1793 foram presos, e em 8 de maio de 1794 Lavoisier foi julgado e guilhotinado em Paris, aos 50 anos.
Conta-se que o matemático Joseph-Louis Lagrange disse: “Bastou um instante para cortar aquela cabeça, e talvez cem anos não produzam outra igual.” Em menos de dois anos o governo francês reconheceu a injustiça.
Linha do tempo
- 1743 — Nascimento. Antoine-Laurent Lavoisier nasce em Paris.
- 1772 — A queima ganha peso. Fósforo e enxofre absorvem ar quando queimam.
- 1774 — A visita de Priestley. O gás da cal de mercúrio chega à atenção de Lavoisier.
- 1777 — O oxigênio ganha nome. A combustão é explicada como combinação com o oxigênio.
- 1783 — A água decomposta. A água se revela hidrogênio mais oxigênio.
- 1787 — Nomenclatura. Uma linguagem sistemática para as substâncias químicas.
- 1789 — O Tratado. Elementos, conservação da massa e a nova química num só livro.
- 1794 — Execução. Lavoisier é guilhotinado em 8 de maio.
Perguntas frequentes
O que Lavoisier descobriu?
Lavoisier não foi o primeiro a obter o oxigênio, mas foi o primeiro a entendê-lo: mostrou que a queima, a ferrugem e a respiração são reações com oxigênio, que a água é um composto de hidrogênio e oxigênio e que a massa se conserva nas reações químicas.
O que diz a lei da conservação da massa?
Numa reação química em sistema fechado, a massa total dos produtos é igual à massa total dos reagentes. Os átomos são reorganizados, não criados nem destruídos. No Brasil ela é conhecida como lei de Lavoisier.
O que era a teoria do flogisto?
Uma teoria do século XVIII segundo a qual tudo que queima contém uma substância chamada flogisto, liberada na combustão. Ela não explicava por que os metais ganham peso quando aquecidos no ar, e a teoria do oxigênio de Lavoisier a substituiu.
Por que Lavoisier foi executado?
Ele fazia parte da Ferme générale, a companhia privada que cobrava impostos para a coroa francesa. Durante o Terror, todos os coletores de impostos foram julgados, e Lavoisier foi guilhotinado em Paris em 8 de maio de 1794.
Referências e leitura adicional
- Lavoisier, A. — Traité élémentaire de chimie. Paris, 1789.
- Donovan, A. — Antoine Lavoisier: Science, Administration, and Revolution. Cambridge University Press, 1993.
- American Chemical Society — National Historic Chemical Landmark: Antoine-Laurent Lavoisier, The Chemical Revolution (1999).
- Science History Institute — Antoine-Laurent Lavoisier.