11. Humphry Davy: um químico-poeta

A PRIMEIRA VEZ que ouvi falar de Humphry Davy foi, eu acho, um pouco antes da guerra, quando minha mãe me levou ao Science Museum, no andar superior, onde havia um modelo de mina de carvão com galerias empoeiradas fracamente iluminadas por lâmpadas. Ali minha mãe me mostrou a lâmpada de segurança de Davy, em vários modelos, e me explicou como a lâmpada funcionava e como salvara inúmeras vidas. Depois ela me mostrou, ao lado da lâmpada de Davy, a de Landau, inventada na década de 1870 por meu avô, seu pai — basicamente uma modi cação engenhosa da lâmpada de Davy. Assim, Davy cou identi cado em minha mente como uma espécie de ancestral, quase parte da família.

Davy nasceu em 1778 e cresceu no período em que começava a revolução de Lavoisier. Foi uma era de descobertas, quando a química atingiu a maturidade — uma época, também, em que grandes elucidações teóricas estavam emergindo. Davy, lho de um artí ce, foi aprendiz de um cirurgião-farmacêutico em Penzance, mas logo aspirou a algo maior. A química, acima de tudo, começou a atraí-lo. Ele leu e dominou Elementos de química, de Lavoisier — uma façanha e tanto para um rapaz de dezoito anos com pouca educação formal. Visões grandiosas (e talvez ambiciosas) passaram então a revolver-lhe na mente: será que ele poderia ser um novo Lavoisier, talvez um novo Newton? (Um de seus cadernos de apontamentos dessa época intitulava-se “Newton e Davy”.)

Lavoisier deixara um fantasma do ogisto em sua hipótese de que o calor ou “calórico” era um elemento; Davy, em seu embrionário primeiro experimento, derreteu gelo por fricção, mostrando, assim, que calor era movimento, uma forma de energia, e não uma substância material, como pensara Lavoisier. “A inexistência do calórico, ou uido do calor, foi provada”, exultou Davy. Ele expôs os resultados de seus experimentos em um longo ensaio, “Essay on heat and light”, uma crítica a Lavoisier e uma visão de uma nova química que ele esperava fundar, nalmente expurgada de todos os vestígios da alquimia e da metafísica.

Quando as notícias sobre aquele jovem, seu intelecto e talvez seus novos pensamentos revolucionários sobre matéria e energia chegaram ao químico Thomas Beddoes, ele publicou o ensaio de Davy e o convidou a ir ao seu laboratório, o Pneumatic Institute, em Bristol. Ali Davy analisou os óxidos de nitrogênio (que haviam sido isolados pela primeira vez por Priestley) — óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO) e o venenoso, pardacento “peróxido” de nitrogênio (NO2 ) —, fez uma comparação pormenorizada de suas propriedades e escreveu uma fascinante narrativa sobre os efeitos da inalação dos vapores de óxido nitroso, o “gás hilariante”. A descrição feita por Davy da inalação de óxido nitroso lembra, em sua perspicácia psicológica, o relato de William James sobre a mesma experiência um século mais tarde, e é talvez a primeira descrição de uma experiência psicodélica na literatura ocidental:

Um frêmito que perpassou do tronco às extremidades se produziu

quase imediatamente [...] minhas impressões visíveis foram

deslumbrantes e aparentemente magni cadas, eu ouvia distintamente

todos os sons da sala [...] Conforme foram aumentando as sensações

prazerosas, perdi todo o contato com as coisas externas; imagens

visíveis vívidas percorreram em série minha mente e se conectaram a

palavras de tal modo que produziam percepções perfeitamente

inusitadas. Eu existia em um mundo de ideias recém-conectadas e

recém-modi cadas. Teorizei; imaginei que fazia descobertas.

Davy também descobriu que o óxido nitroso era anestésico, e sugeriu seu emprego em operações cirúrgicas. (Ele não deu continuidade a essa ideia, e a anestesia geral só foi introduzida na década de 1840, após sua morte.)

Em 1800, Davy leu o texto de Alessandro Volta descrevendo a primeira bateria, sua “pilha” — um sanduíche de dois metais diferentes com papelão embebido em salmoura —, que gerava uma corrente elétrica ininterrupta. Embora a eletricidade estática, como os relâmpagos ou as faíscas, houvesse sido estudada no século anterior, nenhuma corrente elétrica ininterrupta fora obtida até então. O artigo de Volta, Davy escreveria posteriormente, atuou como um alarme entre os experimentadores da Europa e, para Davy, subitamente deu forma ao que então ele viu como o trabalho de sua vida.

Davy persuadiu Beddoes a construir uma enorme bateria elétrica — que consistia em placas duplas de cobre e zinco de mais de 650 centímetros quadrados e ocupava uma sala inteira — e iniciou seus primeiros experimentos com ela poucos meses depois de ler o texto de Volta. Quase imediatamente, suspeitou que a corrente elétrica era gerada por mudanças químicas nas placas de metal, e se perguntou se o inverso também aconteceria — se poderíamos induzir mudanças químicas com a passagem de uma corrente elétrica.

Podia-se criar água (como demonstrara Cavendish) in amando

hidrogênio e oxigênio juntos.1 Poderia alguém agora, com o novo poder da corrente elétrica, fazer o contrário? Em seu primeiro experimento eletroquímico, passando uma corrente elétrica por água (ele precisou adicionar um pouco de ácido para torná-la condutora), Davy mostrou que ela podia ser decomposta em seus elementos constituintes, com o hidrogênio aparecendo em um polo ou eletrodo da bateria e o oxigênio no outro — embora só muitos anos depois ele tenha conseguido mostrar que esses dois elementos apareciam em proporções xas e exatas.

Com sua bateria, Davy descobriu que podia não só eletrolisar água, mas também aquecer os metálicos: um o de platina, por exemplo, podia ser aquecido até car incandescente; e se a corrente fosse passada por bastões de carbono e estes fossem então separados por uma curta distância, um deslumbrante “arco” elétrico saltava de um bastão ao outro (“um arco tão vívido que até a luz do sol comparada a ele parecia débil”, ele escreveu). Assim, quase por acaso, Davy topou com as que viriam a ser as duas principais formas de iluminação elétrica, a lâmpada de incandescência e a lâmpada de arco — embora não as desenvolvesse,

passando a se dedicar a outros projetos.2

Lavoisier, ao elaborar sua primeira lista de elementos em 1789, incluíra as “terras alcalinas” (magnésia, cal e barita) por julgar que continham novos elementos; a elas, Davy acrescentou os álcalis (soda e potassa), pois suspeitava que também continham novos elementos. Mas até então não havia um meio químico su ciente para isolá-los. Davy se perguntou se o radicalmente novo poder da eletricidade poderia ter sucesso onde a química comum fracassara. Primeiro ele trabalhou com os álcalis; no início de 1807, realizou os célebres experimentos que isolaram potássio e sódio metálicos por meio de uma corrente elétrica. Quando teve sucesso, Davy, de tão exultante, dançou de alegria pelo

laboratório, anotou seu assistente.3

Um de meus maiores prazeres era repetir os experimentos originais de Davy em meu laboratório; identi cava-me tanto com ele que quase sentia estar descobrindo aqueles elementos eu mesmo. Depois de ler como ele descobrira o potássio e o modo como esse elemento reagia com a água, cortei uma pelota de potássio em cubinhos (tinha consistência de manteiga, e a superfície cortada brilhava com cintilações prateadas — mas só por um instante, pois logo embaçava). Depositei delicadamente os pedacinhos em uma cuba com água e me afastei depressa — bem a tempo, pois o potássio pegou fogo imediatamente, derreteu e se transformou numa bolha que girava freneticamente pela cuba, encimada por uma chama violenta, cuspindo e crepitando com estridência enquanto lançava fragmentos incandescentes em todas as direções. Em poucos segundos o glóbulo se apagou e voltou a repousar tranquilo na cuba. Só que agora a água estava morna e ensaboada: tinha virado uma solução de potassa cáustica e, por ser alcalina, tornara azul um pedaço de papel de tornassol.

O sódio era muito mais barato e não tão violento quanto o potássio; por isso, decidi observar sua ação ao ar livre. Consegui um bom pedaço — cerca de um quilo e meio — e z um passeio até os Highgate Ponds, em Hampstead Heath, com meus dois melhores amigos, Eric e Jonathan. Quando chegamos, subimos numa pequena ponte, peguei o sódio com uma pinça no óleo onde ele estava imerso e o joguei na água lá embaixo. Ele pegou fogo imediatamente e cou girando na superfície como um meteoro demente, com uma enorme camada de chamas amarelas pairando em cima. Todos exultamos — aquilo era química das boas!

Havia outros membros da família dos metais alcalinos ainda mais reativos que o sódio e o potássio, metais como o rubídio e o césio (havia também o mais leve e menos reativo, o lítio). Era fascinante comparar as reações dos cinco, pondo pedacinhos de cada um na água. Era preciso todo o cuidado, usar pinças e equipar-se, bem como aos convidados, com óculos de segurança: o lítio movia-se calmamente pela superfície da água, reagindo com ela, emitindo hidrogênio até gastá-lo todo; um naco de sódio movia-se pela superfície com um chiado ameaçador, mas não pegava fogo se fosse usado um pedaço pequeno; o potássio, em contraste, incendiava-se imediatamente ao atingir a água, queimando com uma chama cor de malva pálida e atirando glóbulos de si mesmo por toda parte; o rubídio era ainda mais reativo, cuspia violentamente com uma chama violeta-avermelhada; e o césio, como descobri, explodia ao contato com a água, despedaçando seu recipiente de vidro. Ninguém esquecia as propriedades dos metais alcalinos depois de ter visto isso.

Antes de Humphry Davy descobrir o sódio e o potássio, julgava-se que os metais eram duros, densos e infusíveis, e no entanto ali estavam metais moles como manteiga, mais leves do que a água, que se derretiam facilmente e com violência química, mais ávidos para combinar-se do que qualquer outra coisa já vista. (Davy espantou-se tanto com a in amabilidade do sódio e do potássio e com sua capacidade de utuar na água que se perguntou se não haveria depósitos desses elementos sob a crosta terrestre que, explodindo ao ter impacto com a água, fossem responsáveis por erupções vulcânicas.) Os metais alcalinos poderiam realmente ser considerados metais verdadeiros? Davy abordou essa questão apenas dois meses mais tarde:

A maioria das pessoas que cultivam a loso a a quem essa questão foi

apresentada respondeu a rmativamente. [Essas substâncias] condizem

com os metais em opacidade, brilho, maleabilidade, capacidade de

condução de calor e eletricidade e em suas qualidades de combinação

química.

Após conseguir isolar os primeiros metais alcalinos, Davy passou a estudar as terras alcalinas; eletrolisou-as e, em poucas semanas, já havia isolado outros quatro elementos metálicos — cálcio, magnésio, estrôncio e bário —, todos altamente reativos e todos capazes de queimar-se com chamas de cores vivas, como os metais alcalinos. Estava evidente que formavam outro grupo natural.

Não existem metais alcalinos puros na natureza, nem metais alcalinoterrosos puros — são reativos demais e se combinam

instantaneamente com outros elementos.4 O que encontramos são sais simples ou complexos desses elementos. Embora os sais tendam a ser não conducentes quando cristalinos, podem conduzir bem uma corrente elétrica quando dissolvidos em água ou derretidos; e são, de fato, decompostos por uma corrente elétrica, deixando o componente metálico do sal (por exemplo, sódio) em um polo e o elemento não metálico (por exemplo, cloro) do outro. Isso indicou a Davy que os elementos estavam contidos no sal em forma de partículas carregadas — caso contrário, por que seriam atraídos pelos eletrodos? Por que o sódio sempre se dirigia para um eletrodo e o cloro para o outro? Seu pupilo, Faraday, mais tarde daria a essas partículas carregadas de um elemento o nome de “íon”, e distinguiria os íons positivos dos negativos denominando-os “cátions” e “ânions”. O sódio, em seu estado carregado, era um cátion forte, e o cloro, em seu estado carregado, um dos ânions mais fortes.

Para Davy, a eletrólise era uma revelação de que a própria matéria não era algo inerte que mantinha sua coesão graças à “gravidade”, como pensara Newton; a matéria era carregada e mantida coesa por forças elétricas. A nidade química e força elétrica eram a mesma coisa, ele então começou a re etir. Para Newton e Boyle havia existido uma única força, a gravitação universal, que mantinha juntos não só as estrelas e os planetas, mas também os próprios átomos dos quais eles eram compostos. Agora, para Davy, havia uma segunda força cósmica, não menos potente que a gravidade, mas que atuava nas minúsculas distâncias entre átomos, no mundo invisível, quase inimaginável, dos átomos químicos. A gravidade podia ser o segredo da massa, pensou Davy, mas a eletricidade era o segredo da matéria.

Davy gostava de fazer experimentos em público, e suas célebres conferências, ou demonstrações-conferências, eram empolgantes, eloquentes e com frequência literalmente explosivas. Em suas conferências ele abordava desde os detalhes mais íntimos de seus experimentos até especulações sobre o universo e a vida, que proferia em um estilo e com uma riqueza de linguagem que ninguém conseguia

igualar.5 Logo se tornou o mais famoso e in uente conferencista da Inglaterra, atraindo multidões que apinhavam as ruas toda vez que havia uma conferência sua. Até Coleridge, o maior conferencista de sua época, comparecia às palestras de Davy, não só para abastecer seus cadernos de anotações químicas, mas “para renovar meu estoque de metáforas”.

No início do século XIX ainda existia uma união entre as culturas literária e cientí ca — não havia a dissociação de sensibilidades que em breve se instalaria —, e durante o período que Davy passou em Bristol teve início uma amizade íntima com Coleridge e os poetas românticos. O próprio Davy estava escrevendo (e às vezes publicando) muitas poesias naquela época; seus apontamentos misturavam detalhes de experimentos químicos, poemas e re exões losó cas, e essas coisas não

pareciam existir em compartimentos separados de sua mente.6

Havia um extraordinário apetite pela ciência, especialmente pela química, naqueles primeiros e orescentes dias da Revolução Industrial; a ciência parecia um meio novo e poderoso (e não irreverente), não só de entender o mundo mas de passar a um estado melhor. O próprio Davy pareceu encarnar esse novo otimismo, estar na crista de uma nova e grande onda de poder cientí co e tecnológico, um poder que prometia, ou ameaçava, transformar o mundo. Ele descobrira meia dúzia de elementos, para começar, sugerira novas formas de iluminação,

zera importantes inovações na agricultura e desenvolvera uma teoria

elétrica da combinação química, da matéria, do próprio universo — tudo isso antes dos trinta anos de idade.

Em 1812, Davy, lho de um entalhador de madeira, foi sagrado cavaleiro por seus serviços ao império — o primeiro cientista a receber essa honra desde Isaac Newton. No mesmo ano ele se casou, mas isso ao que parece não o distraiu minimamente de suas pesquisas químicas. Quando ele partiu para uma prolongada lua de mel no continente, decidido a fazer experimentos e conhecer outros químicos aonde quer que fosse, levou consigo uma considerável aparelhagem química e vários materiais (“uma bomba de ar, uma máquina elétrica, uma bateria voltaica [...] um maçarico, fole e forja, aparelhagem para gás de mercúrio e água, copos e bacias de platina e vidro e os reagentes comuns da química”) — além de seu jovem assistente de pesquisa, Michael Faraday. (Este, na época com pouco mais de vinte anos, assistira extasiado às conferências de Davy, e cortejou o mestre presenteando-o com uma versão brilhantemente transcrita e comentada das conferências.)

Em Paris, Davy recebeu a visita de Ampère e Gay-Lussac, que levaram, para ouvir seu parecer, uma amostra de uma substância negra brilhante obtida de algas marinhas que tinha a notável propriedade de não se derreter quando aquecida, transformando-se imediatamente em um vapor cor de violeta escura. Um ano antes, Davy identi cara o “ar de ácido muriático” amarelo-esverdeado de Scheele como um novo

elemento, o cloro. Agora, com sua tremenda intuição para o concreto7 e seu gênio para a analogia, Davy pressentiu que aquele sólido negro odorífero, volátil e altamente reativo poderia ser mais um novo elemento, um análogo do cloro, e logo con rmou essa ideia. Ele já havia tentado, sem êxito, isolar o “radical uórico”, percebendo que o elemento que ele continha, o úor, seria um análogo mais leve e ainda mais ativo do cloro. Mas também julgou que a diferença entre as propriedades físicas e químicas do cloro e do iodo eram tão grandes que sugeriam a existência de um elemento intermediário entre eles, não descoberto até então. (Existia realmente esse elemento, o bromo, mas não coube a Davy descobri-lo, e sim a um jovem químico francês, Balard, em 1826. O próprio Liebig havia preparado o elemento líquido marrom e fumegante antes disso, mas o identi cou erroneamente como “cloreto de iodo líquido”; após saber da descoberta de Balard, Liebig pôs o frasco em seu “armário de erros”.)

Da França, a turma da lua de mel foi se mudando por etapas para a Itália, fazendo experimentos ao longo do caminho: coletando cristais da orla do Vesúvio, analisando gás de chaminés naturais nas montanhas (Davy descobriu que esse gás era idêntico ao gás do pântano, ou metano); e, pela primeira vez, fazendo uma análise química de amostras de tinta de obras-primas antigas (“meros átomos”, ele anunciou).

Em Florença fez experimentos, sob condições controladas, queimando um diamante com uma lente de aumento gigantesca. Apesar de Lavoisier ter demonstrado a in amabilidade do diamante, Davy até então relutara em acreditar que diamante e carvão eram, de fato, o mesmo elemento. Era muito raro elementos terem várias formas físicas bem diferentes (isso foi antes da descoberta do fósforo vermelho ou alótropos do enxofre). Davy supôs que elas poderiam, talvez, representar diferentes formas de “agregação” dos próprios átomos, mas foi só muito mais tarde, com a ascensão da química estrutural, que isso pôde ser de nido (a dureza do diamante, demonstrou-se então, devia-se à forma tetraédrica de suas estruturas atômicas, e a maciez e a oleosidade da gra te, ao arranjo de sua estrutura cristalina hexagonal em camadas paralelas).

Davy voltou a Londres depois da lua de mel para enfrentar um dos maiores desa os práticos de sua vida. A Revolução Industrial, então esquentando os motores, estava devorando quantidades cada vez mais gigantescas de carvão; mais e mais fundo se escavavam as minas, tanto que estavam sendo encontrados gases in amáveis e gases venenosos de “grisu” (metano) e “mofeta” (dióxido de carbono). Um canário levado numa gaiola podia servir de alerta para a presença do as xiante grisu; mas a primeira indicação de mofeta era, com grande frequência, uma explosão fatal. Era desesperadamente necessário que fosse inventada para os mineiros uma lâmpada capaz de ser levada para as profundezas escuras das minas, sem perigo de in amar bolsas de mofeta.

Davy fez uma observação crucial — uma chama não podia atravessar

uma rede ou gaze de arame se ela fosse mantida fria.8 Ele criou muitos tipos de lâmpadas que incorporavam esse princípio, das quais a mais simples e mais segura era uma lâmpada a óleo, em que o ar só podia entrar ou sair passando por telas de rede de arame. As lâmpadas aperfeiçoadas foram testadas em 1816 e se mostraram não apenas seguras mas também, pela aparência da chama, indicadores con áveis da presença de mofeta.

Davy descobriu, ainda, que se um o de platina fosse colocado em uma mistura explosiva, caria incandescente mas não in amaria a mistura. Havia descoberto o milagre da catálise: certas substâncias, como os metais do grupo da platina, podiam induzir uma reação química contínua em suas superfícies sem ser consumidas. Assim, por exemplo, o gancho de platina que deixávamos sobre o fogão da cozinha fulgurava quando posto no uxo de gás e, ao ser aquecido ao rubro, acendia o fogo. Esse princípio da catálise se tornaria indispensável em

milhares de processos industriais.9

Em um grau que só mais tarde eu perceberia, Humphry Davy e suas descobertas eram parte de nossa vida, dos talheres e instrumentos cortantes eletrogalvanizados ao gancho catalítico para acender o fogo, à fotogra a (da qual foi um dos pioneiros, fazendo fotogra as em couro, trinta anos ou mais antes que outros descobrissem o processo) e à ofuscante lâmpada de arco usada para projetar lmes no cinema do bairro. O alumínio, que já fora mais caro do que o ouro (Napoleão III tinha o célebre hábito de mandar servir seus convidados em pratos de ouro enquanto ele próprio comia em pratos de alumínio), só se tornou barato e acessível graças à extração por eletrólise descoberta por Davy. E o sem-número de sintéticos à nossa volta, dos fertilizantes arti ciais aos nossos reluzentes telefones de baquelita, viabilizou-se com a magia da catálise. Mas, sobretudo, foi a personalidade de Davy que me atraiu — não modesto, como Scheele, não sistemático, como Lavoisier, mas cheio da exuberância e do entusiasmo de um menino, com um prodigioso espírito de aventura e às vezes uma perigosa impetuosidade — ele sempre esteve a ponto de ir longe demais. E foi isso, principalmente, que arrebatou a minha imaginação.

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