Mitscherlich, Eilhardt (1794-1863)

EILHARDT MITSCHERLICH (1794-1863)

Eilhard Mitscherlich, químico alemão, nasceu no dia 07 de janeiro de 1794, em Neuende perto de Jever, no Grão-Ducado de Oldenburg, onde seu pai era ministro religioso e sua mãe chamava-se Laura Meeir. Seu tio, Christoph Wilhelm Mitscherlich (1760-1854), professor em Göttingen, era um célebre erudito. Ele foi educado em Jever, sob a orientação do historiador FC Schlosser, quando ele foi para a Heidelberg, em 1811, dedicou-se a filologia, dando especial atenção à língua persa. Em 1813, ele foi para a universidade de Paris para obter a permissão para se juntar à embaixada de Napoleão, que seria enviada para a Pérsia. Os acontecimentos de 1814, puseram fim a isso e Mitscherlich retornou à Alemanha, em 1817 e resolveu estudar medicina, na Universidade de Gottingen, uma escolha ditada por sua determinação de viajar para o oriente, como um médico de navio ou diplomata. Simultaneamente com seus estudos médicos, Mitscherlich completou uma pesquisa de antigos textos persas, com os quais obteve seu doutorado, compilados a partir de MSS, na biblioteca da universidade e publicados em persa e latim. Em Göttingen, interessou-se fortemente pela química que era ensinada por F. Strohmeyer, que além de ministrar palestras, fornecia a seus estudantes à oportunidade de executarem experiências em laboratório com o estudo da química e fez com que ele desistisse da viagem para a Pérsia.

Em 1818, ele foi para Berlim e trabalhou no laboratório de Henrieh Link (1767-1851). Foi lá que ele iniciou seus estudos de cristalografia, fez análises de fosfatos e fosfitos, arseniatos e arsenitos. Ele observou que os cristais de fosfato de potássio e arseniato de potássio pareciam ser quase idênticos da formula; estimulou sua curiosidade e pediu a Gustav Rose, para instruí-lo em métodos de cristalografia exatas, para que ele pudesse fazer medições precisas. Ele então aplicou trigonometria esférica para os dados que obteve e foi assim capaz de confirmar a sua primeira impressão. Ele relatou esse achado em um artigo intitulado "Sobre a cristalização de sais em que o metal da base está ligado a duas proporções de oxigênio”, publicados nos tratados da Academia de Ciências da Prússia, entre 1818 e 1819 e traduzidos para o francês no ano seguinte, nos anais da química na mesma academia.

Neste artigo importante, Mitscherlich discutiu os cristais de sulfatos de diferentes metais. Demonstrou sulfatos, bem como os sulfatos duplos de potássio e de amônio se cristalizam em formas semelhantes, desde que eles se ligam a mesma quantidade de água de cristalização. Assim para os sulfatos de cobre e manganês, ele encontrou a relação entre o oxigénio do óxido e do da água de cristalização de 1: 5; enquanto que para o zinco, o níquel e de magnésio, a proporção é de 1:7. Ele afirmou ainda a sua esperança: "que através de exame cristalográfica da composição dos corpos, será determinada com a mesma certeza e exatidão como através de análise química".

Mitscherlich conheceu Berzelius em 1819, quando este estava passando por Berlim. Berzelius tinha ouvido falar da obra de Mitscherlieh e reconheceu a importância das suas descobertas. Quando o Ministério da Educação prussiano ofereceu a Berzelius a cadeira de química na Universidade de Berlim, deixado vago pela morte de Martin Heinrich Klaprolh, Berzelius sugeriu que se nomeasse Mitscherlich em seu lugar. Mitscherlich foi considerado ser muito jovem para ocupar o cargo, Altenstein não realizou de imediato essa proposta, no entanto um acordo foi arranjado e ele obteve, para Mitscherlich um subsídio do governo que lhe permitiu continuar os seus estudos no laboratório de Berzelius, no instituto Karolinska em Estocolmo, por dois anos, a fim de ampliar seus conhecimentos de química. No decurso desta parceria frutuosa Mitscherlich trabalhou no laboratório Berzelius, visitou e estudou as minas e fábricas metalúrgicas em Falun, e adquiriu mais experiência na análise química e na química inorgânica. Mais importante, ele continuou seu trabalho no isomorfismo.

Ele retornou a Berlim, em 1821, e no verão de 1822, ele ministrou sua primeira conferência como professor palestrante de química na universidade. Em 1823, ele foi eleito membro estrangeiro da Academia Sueca de Ciências. Em 1825, ele foi nomeado professor ordinário da Universidade de Berlim.

No decurso de uma investigação sobre as pequenas diferenças descobertos por Willian Hyde Wollaston, nos ângulos romboédricos dos carbonatos isomorfos como o calc-espato, ele observou que o ângulo no caso de calc-espato variou de acordo com a temperatura. Ampliando suas pesquisas para outros cristais aelotropícos ele observou uma variação semelhante e assim, foi conduzida, em 1825, para a descoberta de que os cristais aelotrópicos quando aquecidos, se expandem desigualmente na direção dos eixos dissimilares. No ano seguinte, descobriu a mudança de temperatura, na direção dos eixos óticos de selenito. A sua investigação (também em 1826), das duas modificações cristalinas de enxofre, jogou muita luz sobre o fato dos dois minerais calc-espato e aragonita, a terem a mesma composição, mas diferentes formas cristalinas, uma propriedade que Mitscherlich chamou de " isomorfismo".

Em seu segundo artigo sobre suas pesquisas cristalográficas, (sobre a relação entre a composição química e a forma cristalina de sais de arsênico e ácido fosfórico), publicado na Real Academia Sueca de Ciências, em 1822, Mitscherlich relatou sobre novas observações que ele havia feito com Berzelius. Entre suas conclusões estavam, que cada arseniato tem o seu fosfato correspondente, sendo composto de acordo com as mesmas proporções em combinação com a mesma quantidade de água e tendo solubilidades em água e ácidos quase iguais. Na verdade, as duas séries de sais não diferem em nenhum aspecto, exceto que o radical do ácido em uma série é arsénio, enquanto que na outra é de fósforo. Determinados elementos têm a propriedade de produzir a mesma forma de cristal, quando em combinação com um igual número de átomos de um ou mais elementos comuns e os elementos a partir deste ponto de vista, podem ser dispostos em determinados grupos. Por conveniência ele chamou os elementos que pertencem ao mesmo grupo "isomorfo".

Ele então chegou à conclusão que: igual número de átomos, combinados da mesma maneira produzem as mesmas formas de cristal e a forma cristalina, não depende da natureza dos átomos, mas apenas no seu número e o modo de combinação.

Mitscherlich observou ainda que os cristais de hidrato de NaO2 + 2 PO5 (hoje escritos como NaH2PO4 H2O) e NaO2 + 2 AsO5 (NaH2ASO4 H2O), normalmente existe em duas formas diferentes, mas uma vez que o cristal de fosfato também existe numa outra forma idêntica à forma habitual de o cristal arsenato, o critério para isomorfismo foi cumprida. Ele era portanto, o primeiro a reconhecer o fenômeno agora chamado "dimorfismo". Em seu seguinte artigo, as duas formas de cristalização, publicado nos tratado da Academia de Ciências da Prússia, entre 1822 a 1823, ele investigou este fenômeno em maiores detalhes e apresentou uma série de exemplos, incluindo a forma rômbica e a forma monoclínica do enxofre. Assim, ele refutou o axioma cristalográfico de Haüy, em que os ângulos de cristal, particularmente os ângulos de clivagem, são característicos de uma dada substância.

A declaração da "lei de isomorfismo", feita no início de sua carreira, marca contribuição mais importante de Mitscherlich à química, de fato Berzelius considerou a descoberta de Mitscherlich, ser a mais significativa desde as proporções químicas. Berzelius descobriu a obra de Mitscherlich, para ser de grande utilidade, ele estava no momento conotado que com a determinação dos pesos atômicos dos elementos e da lei de isomorfismo, lhe proporcionaram uma ferramenta valiosa. Uma vez que o peso atômico relativo de um elemento poderia ser determinado somente através de um conhecimento de quantos átomos estão contidos na molécula, o trabalho de Berzelius, foi simplificado pela aplicação da lei de Mitscherlich, uma vez que ele tinha estabelecido a composição atômica de um dos compostos de isomorfismo, as dos outros poderia ser assumida por corresponderem a ele. Ele foi portanto capaz de verificar os pesos atômicos que tinha estabelecidos no seu "Lärbok i kemien", de 1814 e apresentou valores corrigidos para vinte e um elementos na segunda edição, que foi publicado em 1826.

Mitscherlich refinou seu trabalho no isomorfismo de vez em quando, ao longo de sua vida científica. Quando ficou claro que a sua formulação original da lei era muito ampla, ele modificou-a (em 1832), para indicar com maior precisão que apenas alguns elementos podem substituir uns aos outros em forma de cristal. Durante os anos seguintes, Mitscherlich estabeleceu o isomorfismo que existe entre uma série de compostos específicos, incluindo sulfatos, selenatos metálicos; cromato de potássio e manganato de potássio; perclorato de potássio e permanganato de potássio. Toda a sua obra posterior foi realizada em Berlim, onde ele retornou em 1822, para assumir o cargo de professor assistente de química na universidade, ele se tornou professor titular três anos depois. Ele também foi membro da Academia de Ciências de Berlim e diretor de seu laboratório, localizado no observatório. Ele fez uso extensivo desta instalação para o ensino, bem como para a pesquisa, uma vez que a universidade não ofereceu facilidades para instrução prática em química.

Além de sua estada na Suécia, Mitscherlich fez outras viagens ao exterior para trabalhar com cientistas estrangeiros. Em 1823 a 1824, ele estava em Paris, onde colaborou com Fresnel, em investigar a alteração da dupla refração dos cristais, como uma função da temperatura; ele também se reuniu Thenard e Gay-Lussac. Em 1824 ele visitou Humphry Davy, Faraday, Wollaston e Dalton, na Inglaterra, onde inspecionou um número de fábricas. De volta a Berlim, ele trabalhou em uma série de áreas, tanto da química orgânica, como da química inorgânica, além de seus estudos de isomorfismo.

Em química inorgânica, Mitscherlich investigou os compostos mais elevados de manganês, incluindo a mistura de manganato e permanganato, de que Glauber no século XVII, tinha chamado o "mineral camaleão". Mitscherlich ofereceu uma explicação para as transformações dessa substância, estabelecendo que os seus sais vermelho e verdes, são os derivados de dois ácidos (mangânicos e permangânico diferentes), ele determinou sua composição química em 1830. Aschoiff produziu o anidrido de ácido permangânico, no laboratório de Mitscherlich e o próprio Mitscherlich foi o primeiro a obter azida de iodo e ácido selênico, em 1827 e mostrou que os seus sais são isomorfos como os sulfatos.

Em 1833, ele fez uma série de determinações cuidadosas das densidades de vapores de um grande número de substâncias voláteis, confirmando a lei de Gay-Lussac ácido e mostrou que os seus sais são isomorfos, com os sulfatos, enquanto alguns anos mais tarde, ele provou que a mesma coisa acontece com os manganatos e os sulfatos; e dos permanganatos e os percloratos.

Ele modificou o aparelho de Dumas, empregando um banho de metal para medir temperaturas mais elevadas, ele foi portanto capaz de determinar as densidades de vapor de bromo, fósforo enxofre, arsénio, mercúrio, trióxido de enxofre, pentacloreto de fósforo, de calomel e óxido de arsênico. Os seus resultados foram altamente precisos na maioria dos casos. Mediu ainda mais a pressão de vapor de água sobre o sal de Glauber, em resposta a uma sugestão de Berzelius, que esperava erroneamente, que uma indicação numérica da afinidade da água para várias substâncias, podia ser determinada a partir das diferenças entre a pressão de vapor de água sobre essas substâncias.

De 1833 a 1834, Mitscherlich investigou a síntese de éter dietílico a partir de etanol e ácido sulfúrico. Através dos seus estudos cuidadosos, percebeu que o ácido não se consumia durante a produção do éter, embora a reação não procedesse, a menos que o ácido estivesse presente. Depois de analisar as conclusões de Mitscherlich, o químico sueco Jöns Jacob Berzelius, foi levado a cunhar o termo "catálise" para a aceleração ou ativação de uma reação química por uma substância, que em si não foi consumido na reação (um catalisador).

Em química orgânica, em 1834, Mitscherlich obteve benzeno pela destilação a seco do sal de cálcio do ácido benzóico. Ele encontrou o produto da destilação como sendo idêntico ao "bicarbureto de hidrogênio", que Faraday tinha isolado a partir de gás comprimido-óleo, cinco anos antes. A partir de sua observação de que o ácido benzóico pode ser um composto de benzeno e dióxido de carbono, Mitscherlich concluiu que todos os ácidos orgânicos devem consistir em hidrocarbonetos e ácido carbónico, um equívoco que foi há muito perpetuado.

Por medições de densidade de vapor, ele chegou à fórmula C3H3 (C6H6 presente) para a composição de benzeno a uma quantidade que corresponde ao seu volume de um átomo de hidrogénio.

Mitscherlich passou a realizar experimentos sobre vários derivados de benzeno. Obteve nitrobenzeno a partir da reação de benzeno com ácido nítrico fumante (ácido nítrico ordinário não reage com benzeno) e ácido benzenosulfônico 01, a partir da reação de benzeno com ácido sulfúrico fumante. Ele também obteve azobenzeno, triclorobenzeno, hexaclorobenzeno, e seus correspondentes derivados do bromo.

Em 1834, Mitscherlich também mostrou que uma mistura de éter e água destilada a partir de uma mistura de álcool e ácido sulfúrico diluído; nesta mistura ele sugeriu: o ácido sulfúrico atua como um agente de desidratação. A partir dessa observação ele desenvolveu sua teoria de contato, em que determinadas reações químicas podem ocorrer somente na presença de outras substâncias. A teoria de Mitscherlich, foi uma antecessora direta da teoria catalisadora de Berzelius, que foi de fato, um refinamento da mesma.

Mitscherlich procurou explicar ainda mais a fermentação por esta sua teoria, o "contato" neste processo sendo a levedura, necessária para a conversão de açúcar em álcool. Ele observou que se um tubo de ensaio cheio com levedura fosse mergulhada em uma solução de açúcar, não ocorria a fermentação, enquanto que se o açúcar é introduzido diretamente para dentro do tubo que contém a levedura ou é posto em contato com ela a fermentação ocorre. Uma vez que não é necessário que um agente de contato, ou seja, uma substância química na teoria de Mitscherlich, ele foi capaz de aceitar a afirmação de Cagniard de La Tour (de 1842), que a levedura é um micro organismo. Com efeito, Mitscherlich foi o primeiro químico a fazê-lo.

Em seus experimentos sobre a fermentação, Mitscherlich descobriu ainda que a levedura não age diretamente sobre o açúcar de cana; Em vez disso, um açúcar invertido, um tipo de "açúcar de cana modificado" levógiro idêntico ao do açúcar, formada pela ação de ácidos sobre açúcar de cana, é formado em primeiro lugar. Ele também estabeleceu que 0,001 por cento de ácido é suficiente para inverter soluções de açúcar. Ele deu um impulso à indústria do açúcar, tanto pelo desenvolvimento do primeiro aparelho prático de polarização e através da elaboração de um método para controlar a polarização através da análise polarimétrica.

Mitscherlich trabalhou para melhorar os métodos e a precisão de ambas químicas analítica orgânica e inorgânica. Em 1855, desenvolveu um índice de toxicidade para a detenção de fósforo branco, através da qual a substância a ser testada foi destilada a vapor e com a presença de fósforo, determinada por luminescência no condensador do aparelho de destilação. Ele também foi o primeiro a utilizar uma mistura de carbonato de potássio e carbonato de sódio, para produzir a fusão. Para analisar os compostos orgânicos, Mitscherlich construiu um dispositivo de combustão que era diferente dos de Berzelius Liebig e em que o tubo de combustão foi aquecido por uma lâmpada de álcool, em vez de por queima de carvão. O oxigénio produzido pelo clorato de potássio, foi usado para regenerar óxido cúprico. Liebig, que nunca andou em muito bons termos com Mitscherlich, pronunciou que o aparelho era de pouco valor.

Ele estava particularmente preocupado para a obtenção de metais artificiais, através da fusão da Sílica, com vários óxidos metálicos e conseguiu alguns resultados valiosos em tais experiências.

Mitscherlich foi talvez melhor e mais sucedido como um escritor de livros didáticos, seu Manual de Química, foi publicado pela primeira vez em 1829. Em 1847, ele tinha tido quatro novas edições em alemão, bem como duas edições em francês e uma em Inglês. O trabalho continha palestras de Mitscherlich em todos os aspectos da química pura e aplicada, bem como uma quantidade considerável de material sobre física, tudo ilustrado com uma série de belas xilogravuras. As palestras em si são caracterizadas por sua clareza exemplar e engenhosos experimentos; o livro foi muito elogiado pelos contemporâneos de Mitscherlich, incluindo Berzelius e Liebig. Como professor, Mitscherlich tinha consciência de que seus alunos precisavam instrução prática; apesar que seus esforços para este fim foram de fato, pouco mais do que superficial, ele levou-os a visitar as fábricas.

O Interesse precoce de Mitscherlich em geologia e mineralogia continua ao longo de sua vida. E ele fez frequentes visitas a Eifel, com vistas á descoberta de uma teoria da ação vulcânica para reunir dados para uma teoria geral dos vulcões. Em seus últimos anos o assunto desses seus últimos artigos foram postumamente publicados, pelo Dr. JLA Roth, nas Memórias da Academia de Berlim (1865).

Mitscherlich era um membro honorário de quase todas as grandes sociedades científicas, e recebeu a medalha de ouro da Royal Society de Londres por sua descoberta da lei de isomorfismo. Ele era um dos poucos associados estrangeiros do Instituto Francês.

Artigos publicados de Mitscherlich são principalmente para ser encontrada nos tratados da Academia de Berlim, nos anais em de Poggendorff, e nos anais de Química e Física. A 4ª edição do manual de Química, foi publicada em 1844 a 1847, uma quinta foi iniciada em 1855, mas não foi concluída.

Em dezembro de 1861, sintomas de doença cardíaca fizeram sua aparição, mas Mitscherlich foi capaz de continuar o seu trabalho acadêmico até dezembro de 1862. Ele morreu com Schöneberg, perto de Berlim em 1863 e foi enterrado no Cemitério São Matthäus Kirchhof em Schöneberg, perto das eventuais sepulturas de Gustav Kirchhoff e Leopold Kronecker.

Mitscherlich era casado e tinha cinco filhos, dos quais o mais novo, Alexander, também se tornou um químico. Foi ele, ao invés de seu pai, que descobriu o processo de Mitscherlich para extrair celulose da madeira, através de ebulição com bissulfito de cálcio, sobre essa descoberta a indústria de celulose alemã foi baseada.

Bibliografia:

Hans Werner Schütt (1997) Eilhard Mitscherlich:Prince of Prussian Chemistry American Chemical Society and The Chemical Heritage Foundation.

S. I. Morrow (1969). "One Hundred and Fifty Years of Isomorphism" Cento cinquenta anos do Isomorfismo.) Journal of Chemical Education(Revista da educação Química).

E. Mitscherlich (1834) Sobre a formação do éter "Anais de Física e Química”.

Sobre a gasolina e as conexões dos mesmos: ler na Academia de Ciências, em 06 de fevereiro de 1834. Engelmann, Leipzig 1898

Karl Peters, Rudolf Winderlich: Eilhard Mitscherlich e sua Raça Bernhard Schönboh. Biografias de químicos importantes - uma coleção de biografias, as pessoas e o conhecimento Volkseigener Verlag, Berlin 1983, pp 113-118.

Hans Werner granel: Eilhard Mitscherlich. Cosntrutor na fundação da química. Oldenbourg, Munique 1992, ISBN 3-486-26273-4. Hans-Werner Eilhardt Mitscherlich, : Nova biografia em Alemão (NDB). Volume 17, Duncker & Humblot, Berlim 1994, ISBN 3-428-00198-2, pp 568-570 (digitalizada). Günther Bugge: O livro do grande químico I1974, p 450 ff, ISBN 3-527-25021-2.