Química

A Química é a área da ciência que possui como objeto de estudo a matéria, explorando as substâncias químicas que a compõem, suas propriedades, estruturas, tendências de combinação com outras substâncias e os aspectos energéticos que regem as reações químicas.

Essa área do saber se baseia na observação da natureza e na experimentação para entender como os processos naturais acontecem, como os elementos químicos se organizam e quais as suas propriedades químicas. Com base nisso, são desenvolvidos produtos e metodologias capazes de tornar a vida mais segura, fácil e confortável, trazendo benefícios à sociedade.

Para que isso seja mais bem concretizado, a Química é dividida em subáreas. Veja:

• Química Inorgânica;

• Química Orgânica;

• Química Analítica;

• Físico-Química;

• Bioquímica.

Leia também: Introdução à Química — o que é necessário saber?

Resumo sobre Química

• A Química estuda a matéria e as suas transformações.

• A Química é um ramo da ciência e, junto da Biologia e da Física, compõe o grupo das Ciências da Natureza.

• A Química analisa a estrutura e as propriedades das diferentes substâncias químicas, a fim de explicar e prever as mudanças observadas em uma reação química.

• A Química considera, também, os aspectos energéticos associados às transformações químicas.

• Compreendendo como a natureza atua e reproduzindo experimentos em laboratório, a Química consegue propor métodos e produtos que melhoram a vida, tornando-a mais segura, mais confortável e mais fácil.

• A Química é dividida em ramos: Química Inorgânica, Química Orgânica, Química Analítica, Físico-Química e Bioquímica.

• A Química deriva das teorias alquimistas de 1500 a.C., tendo se transformado em ciência no século XVIII, após as contribuições de Robert Boyle e Antoine Lavoisier.

O que é Química?

A Química é a área da ciência que tem como objeto de estudo a matéria e suas transformações. A Química analisa a estrutura, as propriedades e o comportamento de substâncias, para que seja possível prever ou explicar as alterações registradas na ocorrência de reações químicas, que são processos químicos de transformação.

A ciência é o estudo da natureza e do universo, por meio de observação, testagem de hipóteses e criação de modelos que expliquem o que foi observado. A ciência é composta por muitas ramificações, cada uma com um objeto de estudo específico. Assim, a Química estuda a matéria, enquanto a Biologia se concentra no estudo dos seres vivos, e a Física explora os fenômenos naturais e suas consequências. Essas três ramificações da ciência compõem o grupo das Ciências da Natureza.

→ Videoaula: O que é Química?

Quais são as funções da Química?

A função da Química é observar os processos da natureza, entender como eles acontecem, quais substâncias estão envolvidas e investigar as propriedades dessas substâncias. A Química ainda envolve a experimentação, isto é, tentar reproduzir em laboratório processos observados na natureza, a fim de melhor entendê-los. Então, com todas essas informações, os profissionais da Química desenvolvem produtos, métodos ou procedimentos que tornem a vida melhor, mais fácil, mais segura e mais confortável.

O que é estudado na Química?

O foco de estudo da Química é a matéria. A matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa um lugar no espaço. Ou seja, tudo aquilo que você pode tocar e até mesmo o que está em escala tão pequena que o olho humano nem ao menos consegue identificar.

A matéria é formada por substâncias químicas, as quais são constituídas por moléculas, que por sua vez são formadas por átomos. Os átomos são a unidade básica de construção da matéria. Os diferentes arranjos assumidos pelos átomos dos 118 elementos da Tabela Periódica dão origem às moléculas, que formam nosso corpo, nossas roupas, nosso alimento, o ar que respiramos e tudo mais que possamos imaginar.

O estudo da matéria ocorre por meio da investigação das propriedades das substâncias, suas tendências de combinação em reações químicas e da energia requerida ou liberada durante as reações.

Leia também: Propriedades da matéria — quais são elas?

As principais áreas químicas

A Química pode ser dividida em cinco principais áreas, cada qual responsável pelo aprofundando do conhecimento em um determinado domínio. Vale lembrar que essa divisão não é absoluta, não existindo uma fronteira rígida de separação entre elas.

→ Química Inorgânica

Na Química Inorgânica, o objeto de estudo são os ácidos, as bases, os sais e os óxidos, conhecidos como compostos inorgânicos. Nessa área se estudam a estrutura, a reatividade e a síntese desses compostos, que incluem muitas substâncias de relevância na indústria, na pesquisa científica, na agricultura e no setor farmacêutico.

→ Química Orgânica

Na Química Orgânica, o objeto de estudo são os compostos de carbono, considerando sua composição, sua estrutura, suas propriedades, os métodos de síntese e outras reações químicas associadas. Os compostos de carbono possuem uma subárea de estudo específica, pois são as substâncias básicas de construção de animais e plantas, compondo os aminoácidos, proteínas, carboidratos e gorduras.

→ Química Analítica

Na Química Analítica, o objeto de estudo é a composição química de amostras e a sua quantificação, ou seja, a determinação das quantidades com alta precisão. A Química Analítica dispõe de uma variedade de métodos de análises químicas baseados em colorimetria, gravimetria, reações de oxidação-redução, interação entre matéria e radiação eletromagnética, entre outros. Todos esses métodos visam a obter resultados confiáveis, sensíveis e seletivos.

→ Físico-Química

Na área da Físico-Química são exploradas as propriedades químicas e físicas das substâncias, os fenômenos observados durante as reações químicas e os fatores que podem afetar a ocorrência da reação.

A Físico-Química pode ser ainda ser subdividida em:

• Termodinâmica: estuda o calor envolvido nas reações químicas, as condições de espontaneidade de processos químicos e o equilíbrio de sistemas.

• Cinética Química: avalia a velocidade de processos e de reações químicas, bem como as variáveis que podem interferir na taxa da reação.

• Química Quântica: se concentra no estudo da matéria em escala subatômica e na interação entre radiação eletromagnética e matéria.

→ Bioquímica

A Bioquímica é a área de estudo na interface entre a Química e a Biologia, investigando os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos. A Bioquímica explora a estrutura, as propriedades e o modo de funcionamento das proteínas, carboidratos, lipídios, enzimas, vírus, bactérias, entre outras estruturas biológicas.

Importância da Química

A importância da Química está na aplicação prática do que é estudado em laboratório e entendido por meio da observação dos fenômenos da natureza em produtos, procedimentos ou métodos que tragam benefícios à sociedade.

O uso do álcool para higienização das mãos e de objetos durante a pandemia do Coronavírus evitou muitas contaminações pelo vírus. Isso foi possível porque há muito tempo se conhece a propriedade dos álcoois em interagir com as proteínas, alterando a sua estrutura terciária e levando-a ao processo de desnaturação, em que a proteína deixa de realizar algumas funções e resultando na desativação do vírus.

A respiração é baseada na reação química de oxidação da glicose, em que o organismo necessita de gás oxigênio (O₂). Nessa reação, são liberados energia, água e gás carbônico (CO₂). Ou seja, para nos mantermos vivos, precisamos inspirar O₂ e liberar o CO₂ formado na respiração celular. A partir do momento em que esse processo foi entendido, foi possível explicar por que as pessoas passam mal ou até mesmo morrem em situações de baixa disponibilidade de gás oxigênio.

Também foram explicadas as situações de envenenamento por monóxido de carbono, substância expelida por escapamentos de automóveis, por exemplo. Por meio desse conhecimento químico, foram desenvolvidos sensores de segurança para detectar os níveis de gases em ambientes fechados e equipamentos para medir o nível de oxigenação no sangue.

O ácido acetilsalicílico é o princípio ativo de muitos medicamentos, inclusive da famosa Aspirina, um dos medicamentos analgésicos mais utilizados do mundo, com um consumo médio de 40 mil toneladas anuais.

A salicina é o material de partida para a síntese do ácido acetilsalicílico e é obtida da casca do tronco do salgueiro-branco. Advinda da casca da árvore, a salicina é isolada e purificada em laboratório e, posteriormente, utilizada na fabricação de medicamentos sob a forma do ácido acetilsalicílico.

O desconhecimento sobre esse ramo da ciência popularizou a Química com uma conotação negativa. Ideia errônea, afinal a Química está presente em tudo ao nosso redor e, inclusive, em nós mesmos. Contudo, algumas substâncias químicas podem sim ser usadas de forma a causar malefícios ou desequilíbrios ambientais, como é o caso das armas químicas e dos agrotóxicos.

No entanto, é graças à Química e à infinidade de substâncias químicas existentes atualmente que nós possuímos roupas de diversos tecidos e cores, uma vasta disponibilidade de alimentos diferentes que não se deterioram rapidamente, uma agricultura que consegue produzir altas quantidade de alimentos, técnicas avançadas na medicina, na pesquisa científica e na tecnologia, além de outras inúmeras vantagens.

Saiba mais: Curiosidades químicas

História da Química

Os primeiros registros da Química se confundem com os conceitos da antiga teoria científica conhecida como alquimia. A alquimia era a “ciência” existente no período estimado entre 1500 a.C. e 300 a.C. e se mesclava com o misticismo, as religiões e as superstições. A alquimia estava presente em várias regiões do mundo, havendo registros entre os egípcios, hindus, árabes, chineses e europeus.

Os alquimistas tinham dois principais objetivos: desenvolver a pedra filosofal e o elixir da longa vida. Segundo os alquimistas, a pedra filosofal seria uma substância capaz de transmutar qualquer metal em ouro. Já o elixir da longa vida seria o líquido que proporcionaria a cura a qualquer doença, inclusive àquela última ― a morte ―, sendo a solução para a imortalidade aos humanos. Nessa época, perdurava o conceito dos quatro elementos proposto por Aristóteles, em que a matéria seria formada pela combinação entre terra, água, fogo e ar.

A alquimia não alcançou seus objetivos, sendo deixada de lado no século XV, após o início dos movimentos iluministas, centrados na experimentação e na racionalidade. Mesmo assim, a alquimia deixou como legado o conhecimento sobre técnicas de laboratório até hoje utilizadas.

A Química foi ganhando traços de Ciência no século XVIII, a partir das contribuições de Robert Boyle (1627-1691) e de Antoine Lavoisier (1743-1794). Boyle é considerado um dos pais da Química em razão de estabelecer o “método científico”, conduzindo seus estudos de forma totalmente experimental e transparente, com a publicação recorrente de seus resultados. Lavoisier se destacou por seu trabalho metódico, atuando de forma planejada e cuidadosa, fazendo uso de balanças, métodos de medição rigorosos e precisos e registros muito bem-organizados.

A forma de trabalho de Lavoisier permitiu que ele conseguisse sucesso em suas pesquisas, explicando fatos que outros cientistas não conseguiram resolver. Lavoisier descobriu o elemento oxigênio, nomeou uma série de outros elementos químicos, desenvolveu a lei de conservação das massas, entre outras notáveis contribuições que lhe dão o título de pai da Química Moderna.

Em 1803, o químico John Dalton publicou a primeira proposta sobre a estrutura do átomo, visando a explicar o funcionamento da matéria. Depois, outros cientistas fizeram atualizações no modelo proposto por Dalton, até chegar ao modelo atômico de Schrödinger, aceito atualmente e baseado em conceitos da Química Quântica.

No século XIX, em 1869, Dimitri Mendeleev chegou à configuração atual da Tabela Periódica, conseguindo organizar os elementos químicos conhecidos até então de acordo com as suas similaridades químicas.

Com os avanços científicos e tecnológicos, o modelo atômico foi sendo aperfeiçoado, bem como a estrutura da Tabela Periódica. A contribuição de novos pesquisadores foi tornando a Química uma ciência de fato, sendo desenvolvidas teorias que explicavam muitos fenômenos da natureza, por meio de explicações embasadas em experimentação e em cálculos matemáticos. Assim, a Química foi se entrelaçando com outras áreas do conhecimento, como a Física e a Biologia, a fim de investigar, observar, analisar e propor explicações aos fenômenos naturais observados.

Dessa forma, surgiram inúmeras teorias que explicam o funcionamento dos compostos inorgânicos e orgânicos, os átomos, as ligações químicas, as forças de interações entre partículas, ou seja, surgiram teorias que explicam os processos de interação entre elementos químicos e substâncias, essenciais para a manutenção da vida como a conhecemos.

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[1] Wikimedia Commons (reprodução)