A História da Química contada por suas descobertas

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1 A História da Química contada por suas descobertas Reinaldo Calixto de Campos João Augusto Gouveia Este documento tem nível de compartilhamento de acordo com a licença 2.5 do Creative Commons.

2 Um pouco de História, de História da Química e de Química contada pela vida de Fritz Haber, o descobridor da síntese da amônia a partir das substâncias simples que a formam. Biografias podem ser escritas apenas como um conjunto de datas e feitos. Podem ser também uma novela heroica: ao fim da leitura, não queremos ser outra coisa senão aquele herói. Uma vida mágica, uma coleção de vitórias, ou, mesmo nas derrotas, o heroísmo. As angústias, se existentes, são vencidas ao fim. Final feliz, sempre. Ou pode ser justo o oposto (ou seja, o mesmo): a biografia de um monstro sem coração que, de tão ruim, nos torna melhores: não somos como ele! Herói ou vilão, nenhum dos dois humanos. Os dois confortam, ambos por (des)identificação. Bem, a vida real é mais complexa. Herói ou vilão, sentimentos contraditórios existem dentro de cada um de nós. Coragem e medo; certeza e dúvida. Amor e ódio. São sentimentos humanos, contradições que não precisamos negar, e ao reconhecê-los, saberemos como (com)viver, e amar melhor. Daí, escolhermos a vida de Fritz Haber para contar a vocês. Um herói, um anti-herói, uma pessoa comum, uma pessoa especial, um homem do seu tempo, um homem a frente de seu tempo. Um homem atropelado pelo seu tempo. Vamos lá, então. Fritz Haber nasceu em 9 de dezembro de 1869, em Breslau, na Prússia (que depois passou a fazer parte da Alemanha), e hoje fica na Polônia. Bem, já temos que dar uma parada aqui. Que diabo de Prússia é esta? Não é Rússia? E o que faz hoje na Polônia uma cidade que era na Alemanha? Acontece que a Alemanha, naquele tempo, não era certamente a Alemanha de hoje: um país desenvolvido, associado à tecnologia e à capacidade de organização. Na época, a Alemanha, tal como a conhecemos hoje, não existia; mas mal estava terminando de se formar. Ao contrário da Rússia, Espanha, Portugal, Inglaterra e a França, que mesmo naquela época já existiam há centenas de anos mais ou menos como são hoje. Mas então o que havia lá, naquele lugar que hoje chamamos de Alemanha? Havia uma série de reinos, principados, ducados maiores e menores, cidades independentes etc., com línguas apenas parecidas (nem sempre um entendia o outro), com interesses políticos diversos: os interesses da parte ao Norte se associavam mais ao comércio com o norte da Europa, com a Escandinávia (ver Mapa I), via mar Báltico, com a Holanda e a própria Inglaterra. Ao Sul havia grande influência do Império Austríaco. A parte ao longo do Rio Reno, próxima da França, tinha grande influência deste país. Ou seja, dividida em pequenos estados, a Alemanha não era páreo para os países. 1.

3 vizinhos já formados, como a Inglaterra, a França e até mesmo a Suécia. Em alguns momentos, o que hoje chamamos de Alemanha foi o saco de pancadas do resto da Europa. A Guerra dos Trinta Anos (1618 a 1648), travada entre católicos e protestantes (na verdade, travada entre príncipes que se associavam a um lado ou outro, conforme seus interesses) foi especialmente destrutiva para a região, contribuindo para perda de colheitas, fome, empobrecimento etc. Depois disso, lá pelo tempo do nascimento do nosso Haber, ou seja, no século XIX, definiu-se entre os diversos estados mais ou menos independentes que formavam a Alemanha (mapa II) um deles bem mais forte: a Prússia! Não confunda com Rússia, embora a Prússia seja a parte da Alemanha mais próxima da Rússia. Ali está Berlim, uma grande cidade da Europa Central. Em torno da Prússia deu-se a unificação da Alemanha, por bem e por mal. Alguns daqueles estados independentes se associaram à Prússia, após conversas políticas. Outros foram associados à força. E assim, lá por aquela época do nascimento do Haber, surgia mais uma grande nação europeia: a Alemanha. Houve um grande motor para isso: a revolução industrial. Ela não se deu só na Inglaterra, como às vezes parece. A industrialização da Alemanha foi um fenômeno tão incrível naquela época, como é o da China hoje. E, mais ou menos, pelos mesmos motivos: mão de obra barata, bom nível de instrução da população e razoável infraestrutura. As taxas de crescimento da Alemanha se tornaram as maiores da Europa, certamente do mundo. Note também que houve uma revolução educacional, pois ficava claro que, naquele mundo que se industrializava, o conhecimento técnico e científico era essencial: fundaram-se escolas, centros de pesquisas, cresceram as universidades. E cada um daqueles estados, antes separados, não era, antes da unificação, um zero à esquerda. Afinal, nomes como Beethoven e Goethe vem bem de antes da unificação. Eles já tinham suas instituições, universidades, escolas, institutos de pesquisas, etc. O resultado é que, em uma Alemanha que crescia rapidamente, com forte industrialização, começaram a surgir os nomes que conhecemos dos livros de Física e Química: Planck (o da constante de Planck), Liebig (estudioso da Química orgânica e agrícola), Bunsen (ele mesmo, o que inventou o famoso bico de Bunsen e fundou a espectrometria), Kekulé (o do anel benzênico) etc. Se fizéssemos uma curva grandes nomes da ciência x ano certamente no caso dos alemães essa curva começaria a subir fortemente nesta época. Bem, foi neste momento que nasceu Haber. Neste momento, começou também outro fenômeno: o nacionalismo. Para nós, brasileiros, é difícil entender como este fenômeno, na Europa, vai terminar desaguando em tragédia. Nacionalismo para nós tem até um sentido positivo: significa lutar pelos interesses legítimos do nosso país, lutar para que se desenvolva, supere seus dramas sociais, seja respeitado no mundo, etc. Não importa se religioso ou não, ou em quem se vote, aqui todos se declaram nacionalistas. Daí a surpresa de muitos brasileiros quando, na Alemanha, declaram-se nacionalistas. Nossa, lá o significado não é bom! Leva um tempo para entender, mas vamos chegar lá.. 2.

4 A Alemanha se tornava, então, um grande país, unificado, industrializado, com altas taxas de desenvolvimento. Mas será que havia no mundo espaço para outro grande país? Olhe agora o Mapa III - o mapa do mundo, no século XIX - mostrando os domínios europeus. Apesar de os países da América já serem independentes, o resto do mundo estava sendo fatiado entre as potências europeias e a Alemanha, tendo se unificado tardiamente, não participava da festa... ou, mais exatamente, participava muito pouco. E que festa era essa? Certamente não era apenas poder viajar para terras exóticas, fazer safáris ou ser tratado com reverência pelos nativos. Na verdade, havia enormes vantagens comerciais, e daí econômicas, em ter colônias ou áreas de influência (na América Latina não tinha quase mais colônias, mas era uma área de influência da Inglaterra). Só para ficar no barato: eram mercados cativos, obrigados a comprar os produtos da metrópole e a vender suas matérias primas a preço de banana. Um exemplo, que parece inacreditável: havia um tratado entre a Índia (colônia) e a Inglaterra (metrópole) que proibia a Índia de produzir sal (é isso aí, sal de cozinha), obrigando o sal a ser importado da Inglaterra (no filme Gandhi há uma bela passagem sobre isso). Pois é, e a Inglaterra era a pátria do livre comércio... Mas, livre para quem? Assim, logo, logo, o crescimento da Alemanha esbarrou em limites: ela não tinha colônias, e não havia como competir com as outras potências nessas condições. O mundo vivia mais ou menos em paz (ou pelo menos a Europa, dona do mundo na época) e, mesmo sem colônias, a Alemanha havia encontrado algum espaço para crescer, pelo crescimento de seu mercado interno, políticas protecionistas, pelo tamanho relativamente grande de sua população, por apresentar condições vantajosas para a industrialização, e assim foi indo. Mas, quanto mais se cresce, mais apertado fica o figurino. E aí começam as guerras. Então, a Alemanha (ainda na forma de Prússia e no processo de unificação) guerreia com a Dinamarca, com a França, obtendo vitórias que aumentam a força do movimento de unificação. E, para levar uma população a um esforço de guerra, é necessário convencê-la, contar uma história em que todos acreditem e se identifiquem. Esta história, na Alemanha, foi o nacionalismo. Era importante convencer a todos que era admirável ser alemão, tinha-se que se ter orgulho de ser alemão alemão, um termo que até poucos anos antes sequer existia... A coisa colou, pois junto com o desenvolvimento industrial vieram vitórias militares, melhoria no padrão de vida, a sensação de identidade e orgulho nacional. A Alemanha, que era o cachorro morto da Europa (todo mundo chutava) havia, enfim, tornado-se uma grande nação. Bem, foi nesse ambiente que nasceu o nosso Haber... Depois contamos porque Breslau, que era na Prússia e depois Alemanha, terminou na Polônia.. Para tornar as coisas ainda mais interessantes, nosso Haber era... judeu! Naquela época, os judeus na Europa, por uma série de razões, formavam minorias que não gozavam dos mesmos direitos do que os outros. No que hoje conhecemos por Alemanha, a maioria da população era dividida entre católicos e protestantes, e inclusive essa divisão havia contribuído para impedir que o país se unificasse. Assim, no. 3.

5 . 4. Sala de Leitura projeto de unificação, ser alemão deveria estar acima de qualquer coisa. Portanto, com a unificação veio um certo (eu disse um certo ) esfriamento das divisões religiosas, o que permitiu, inclusive, uma boa integração da população judaica. No caso de Haber, embora judeu, ele era integrado. Toda essa história para a gente soa estranha, no Brasil. Aqui, desde que nascemos, estamos acostumados a que pessoas de diferentes religiões tenham os mesmos direitos políticos. Não importa se você é católico, evangélico, umbandista ou judeu, você pode votar, ser votado, comprar propriedades, terras, ser presidente. Basta, para tudo isso, ser brasileiro. Mas não era assim na Europa em relação aos judeus. Por exemplo, foi só depois da Revolução Francesa (1789) que, na França, os direitos das pessoas passaram a independer da religião. Só então os judeus (e outras minorias) puderam se tornar cidadãos completos, representaremse politicamente, comprarem terras, etc. Até então isso era proibido na França e no resto da Europa. Nos outros países europeus, essa igualdade de direitos demorou ainda mais a acontecer, porém, ao longo do século XIX, terminou também acontecendo, como uma consequência da divisão entre Estado e Religião: o cidadão era livre para ter a religião que quisesse e o Estado era laico, ou seja, não havia qualquer religião oficial. Na Alemanha recém unificada, os judeus também passaram a ter os mesmos direitos de cidadania, com o recuo da influência da religião na vida política e a ascensão do nacionalismo. Assim, Haber, nascido em uma família judaica, foi chamado de Fritz Jacob, mas depois mudou seu nome para Fritz, não um indicativo de uma negação de suas origens, mas de sua autoidentificação como alemão. Seu pai era um rico comerciante e seus negócios envolviam a importação de corantes naturais e produtos farmacêuticos. Sua mãe morreu dois dias após o seu nascimento (o que era comum naquela época), e seu pai casou-se uma segunda vez, nove anos depois, com uma mulher bem mais jovem, e ele ganhou três irmãs deste casamento. Uma figura importante na vida de Haber foi seu tio Hermann, um tipo liberal, que o incentivou nos seus primeiros experimentos de Química, permitindo, inclusive, que Haber realizasse algumas experiências de Química em sua casa. Este interesse por Química teve certamente alguma influência dos negócios do pai, que também entendia um pouco do assunto. Sua educação deu-se primeiramente no que seria aqui uma escola pública e depois no S t Elizabeth Gymnasium, uma escola de Breslau, com ênfase em Literatura e Filosofia, e onde metade dos alunos era de confissão cristã e a outra metade, judaica. Apesar das pressões da família para assumir os negócios, e com apoio do Tio Hermann, Haber entrou para a Universidade com 18 anos, em Berlim, capital da Prússia (e depois, da Alemanha), para estudar Química e Física. O sistema alemão de educação, na época, permitia aos alunos fazerem matérias em diferentes Universidades. Depois de um semestre em Berlim, ele passou um ano e meio em Heidelberg, onde frequentou as aulas de Robert Bunsen (o do bico de Bunsen e muito mais...). Voltou a Breslau para o serviço militar e, depois, em 1889, voltou a Berlim, e realizou seu Doutorado em Química Orgânica, em Interessante notar que seus examinadores anotaram seu desconhecimento em alguns aspectos da físico-química, sem saber que esta seria a área na qual, Haber brilharia futuramente. Ele voltou para

6 . 5. Sala de Leitura Breslau, meio perdido, empregando-se como estagiário em várias indústrias: seu primeiro emprego foi em uma destilaria, em Budapeste; depois em uma fábrica de fertilizantes, perto de Auschwitz (exatamente, o lugar onde mais tarde, haveria o infame campo de concentração), e em uma indústria têxtil, na Áustria. Estas experiências foram, para Haber, um banho de água fria, pois ele percebeu o quanto era ainda deficiente sua formação, especialmente em tecnologia química. Não que a teoria na prática fosse outra, como se costuma dizer aqui, mas simplesmente que há um espaço entre a teoria e a prática bem feita, que deve ser preenchido. Este espaço se chama tecnologia e preenchê-lo é exatamente uma das nossas grandes dificuldades aqui no Brasil. Só para dar um exemplo: os conhecimentos básicos de física necessários para lançar um foguete ao espaço são conhecidos de todos os países que possuam bons físicos. O Brasil tem muitos e bons físicos, mas não consegue lançar seu foguete VLS (Veículo Lançador de Satélites) no espaço. Por quê? Porque entre a física básica de lançar o foguete ao espaço e lançar o foguete realmente há uma grande quantidade de conhecimentos, de diferentes áreas (materiais, eletrônica, informática e computação, química, etc.) que não estão disponíveis e que teremos que ir descobrindo por nós mesmos, pois ninguém vai dar de graça, para não perder mercado. Ou seja, não dominamos a tecnologia de lançamento de foguetes, embora conheçamos a sua física básica. Não se trata, portanto, de dizer que, na prática, a teoria é outra, mas apenas que a teoria básica é necessária, mas não suficiente... Bem, e o que ocorre se não conseguirmos lançar nossos foguetes? Nada, ou tudo. Os nossos satélites de comunicação, indispensáveis para a sociedade moderna, inclusive a nossa, serão sempre lançados de foguetes de outros países, a um bom preço que teremos que pagar. E é meio desconfortável sabermos que, para uma coisa tão essencial (ter satélites de comunicação no espaço) dependemos dos interesses de outras sociedades. Porém, há quem diga que não há problema, pois podemos trocar foguetes por soja... Mas isso é outra discussão. Seja como for, na Alemanha que se unificava e se tornava um país poderoso, dominar e desenvolver a tecnologia era visto como essencial, e foi nesse rio que Haber viria a nadar na sua vida profissional... Assim, Haber, apesar de bem formado em ciências básicas, viu que seus conhecimentos técnicos eram fracos. Para superar essa lacuna, foi para a Escola de Politécnica de Zurich (ETH), estudar tecnologia química. Essa escola era um dos centros mais avançados do mundo em tecnologia química e por lá Haber ficou um semestre. Voltou então para Breslau e aceitou trabalhar com seu pai nos negócios da família. Não era bem o que queria, mas ele era o único filho homem, havia estudado Química e tecnologia química, o que também o aproximava dos negócios do pai. Acontece que esses negócios já não eram promissores: envolviam a importação de tinturas naturais, que já estavam sendo substituídas por tinturas sinteticamente fabricadas, e Haber sabia disso. Aliás, este foi um dos grandes ganhos que a tecnologia trouxe para a Alemanha: sua indústria química em geral e, em especial, a de corantes. Ao sintetizar as mesmas tinturas que até então eram obtidas de produtos naturais, essas se tornaram mais baratas, e as empresas alemãs conquistaram uma fatia importante do mercado. Até hoje a Alemanha

7 tem na sua indústria química um dos principais motores de sua economia. Bem, Haber e seu pai também não se entediam quanto à condução dos negócios e, de fato, Haber não gostava muito daquela vida de empresário-administrador (embora viesse a se tornar um grande empreendedor). Um grande problema se deu quando uma epidemia de cólera grassou em Hamburgo, e já se sabia, então, que a água deveria ser tratada, no caso com hipoclorito de cálcio, um produto comercializado pela firma do pai (só para nos localizarmos, a água sanitária é uma solução de hipoclorito de sódio). Haber convenceu o pai a comprar grandes quantidades do produto, prevendo um grande consumo, mas a epidemia foi isolada e o produto encalhou; a firma teve um grande prejuízo. Assim, ficou claro para ambos que o melhor era nosso Fritz se voltar para a vida acadêmica. Graças a um amigo influente, Haber foi para a Universidade de Jena, em Essa Universidade havia sido fundada em 1548, como um centro teológico luterano, uma linha do protestantismo. Dois grandes nomes da cultura alemã, filósofos e poetas, Goethe e Schiller, foram ativos ali, na passagem do século XVIII para XIX. Posteriormente, ali se fundou a firma Zeiss, que se tornaria uma referência em equipamentos óticos. O Departamento de Química da Universidade recebia uma generosa ajuda dessa empresa, por meio da Fundação Carl Zeiss. Apesar disso tudo, a Universidade de Jena não era das mais importantes na Alemanha, e o que Haber realmente desejava era trabalhar em uma grande Universidade. Ele tentou ser aceito para trabalhar com o grande físico-químico Ostwald (o da lei da diluição de Ostwald, entre outras coisas), em Leipzig (não muito distante dali). Para isso, começou a assistir às aulas de Físico-Química (as suas primeiras na vida), em Jena. Ele até conseguiu um encontro com Ostwald, no ano seguinte, para discutir um assunto de interesse comum, mas desse encontro não resultou a esperada oportunidade. Assim, ele teve que ir ficando em Jena. Uma coisa marcante aconteceu neste período: ele batizou-se, tornando-se cristão, aos 25 anos de idade, na esperança de que a carreira acadêmica lhe fosse, com isso, facilitada. Isso porque, apesar de oficialmente não haver nada estatutariamente contra judeus como professores nas Universidades, o fato era que havia pouquíssimos, resultado das evidentes dificuldades dos colegiados universitários em aceitarem professores com essa origem. Por outro lado, Haber não mostrava interesses religiosos, certamente se sentindo muito mais um homem do mundo, de sua sociedade, do que ligado a esse aspecto de suas origens. Seu pai também não tinha sido um judeu praticante. Este era um movimento de integração em pleno curso, que haveria de ser seguido por vários judeus na Europa Ocidental. Marx, Einstein e Freud, por exemplo, estão entre os mais famosos. Bem, Jena não era mesmo o local que Haber buscava e, em 1895, ele se foi para Karlsruhe. Não se sabe ao certo a origem dessa decisão, até porque tudo que ele parecia ter era uma carta de apresentação. Mas terminou ficando por lá 17 anos, e foi ali que se firmou como um dos maiores físico-químicos de sua época, aprendendo quase tudo sozinho.. 6.

8 . 7. Sala de Leitura Karlsruhe havia sido a capital do Grão Ducado de Baden, hoje o estado alemão de Baden-Wurtenberg. Sempre foi uma cidade liberal, com conhecidas escolas de arte e de comércio. Como já vimos, havia forte vida cultural e científica na Alemanha antes da unificação. Os príncipes, grão duques ou duques das diferentes regiões esmeravam-se em atrair artistas, arquitetos e pesquisadores. Não surpreende, portanto, que já em 1825, tenha sido fundado o Instituto de Tecnologia de Baden, pelo Grão-Duque Ludwig. Seguindo uma tendência em curso na Europa, nele se juntaram as ciências básicas e as tecnologias, com as pesquisas em Química acontecendo a partir de Em 1860, foi fundada a BASF (Badische Anilin und Soda Fabrik Fábrica de Baden de Anilina e Soda), em Mannhein, perto de Karlsruhe que, como sabemos, existe até hoje, sendo uma das maiores empresas químicas alemãs e do mundo. Imediatamente, houve a aproximação da empresa com a Universidade, em um relacionamento que dura até hoje. Para Haber, a ida para Karlsruhe não foi fácil. A ele couberam trabalhos em campos com os quais não estava familiarizado e, para quem conhece as universidades alemãs, naquele tempo, como até hoje, não havia moleza: independente das dificuldades particulares, todos esperam o melhor. É a partir daí também que Haber começa a mostrar suas grandes qualidades: enorme capacidade de trabalho, tenacidade, rigor exaustivo, grande conhecimento teórico e capacidade associativa, isto é, obter e juntar conhecimentos de vários campos para resolver problemas específicos. Ele estudou inicialmente o cracking de hidrocarbonetos (de onde resultou uma regra de Química orgânica, conhecida até hoje como regra de Haber), mas depois mudou para eletroquímica: estudou a redução eletroquímica do nitrobenzeno, a eletrólise do HCl, células combustíveis, desenvolveu um eletrodo para medida de oxigênio, estudou o sistema quinina/hidroquinona, que depois foi usado para a medida de ph. Mais tarde, os estudos de Haber sobre potenciais de interface levaram-no ao desenvolvimento, junto com Max Cremer, do eletrodo de vidro para a medida da acidez de uma solução. Esses trabalhos foram publicados em dois livros, que resultaram na sua promoção a professor associado, em Até então ele era um Privatdozent, um tipo de cargo que existe até hoje na Alemanha, no qual pessoas de reconhecido saber podem dar aulas na Universidade, mas não recebem senão uma taxa paga pelos alunos que frequentam seus cursos. Nessa mudança para a físico-química (lembrando que o doutorado dele havia sido feito em Química Orgânica), Haber teve uma ajuda importante de seu amigo, Hans Lugin, que havia trabalhado com Arrhenius (aquele mesmo de uma das teorias ácido-base, lembra?), em Estocolmo. Lugin ajudou e estimulou Haber com discussões constantes e, certamente, teria sido dele a cadeira de Físico-Química do Instituto de Tecnologia de Baden, se não tivesse morrido em Haber acompanhou o amigo no leito de morte, e sempre reconheceu a importância dele em sua formação, explicitando isso, inclusive, no prefácio de seu livro sobre eletroquímica, publicado em Essa é outra característica de Haber que vamos ter exemplos: sua capacidade de fazer e conservar alguns bons amigos por toda a vida. Ele também lecionava assuntos diversos, como química dos gases, corantes, eletroquímica técnica. Uma vez focado o assunto, atacava-o com grande energia e

9 tenacidade. Era também um workhaolic, ou seja, um viciado em trabalho. Como resultado de sua competência e energia, foi convidado, em 1902, para visitar os Estados Unidos por três meses, a fim de observar e relatar o progresso técnico daquele país. Lá, participou de um congresso de eletroquímica (onde tentou falar em inglês aprendido durante a viagem de navio - mas não conseguiu...) e visitou várias indústrias eletroquímicas. Essa viagem impressionou-o bastante, pois era a época em que os Estados Unidos também se desenvolviam velozmente, com grande investimento de capitais e espírito empreendedor. As impressões transcritas de Haber são uma excelente fonte de informação do que eram os EUA naquela época, em especial quanto ao seu sistema educacional. Após sua volta, Haber se dedicou a uma variedade de projetos: prensas de ferro para impressão de notas, corrosão dos dutos subterrâneos de gás e água em função de fugas de corrente dos bondes de rua, e patente de um processo de alisar fibras de algodão e outras com cromo. Em 1905, publicou um novo livro, Termodinâmica de Reações Gasosas Técnicas e, em 1906, passou a professor titular e diretor do Instituto de Eletroquímica. Síntese da amônia Mas o grande feito de Haber, pelo qual ele definitivamente ficaria conhecido, foi a síntese da amônia (NH 3 ) a partir do nitrogênio (N 2 ) e do hidrogênio (H 2 ). A princípio, essa reação parece a coisa mais fácil do mundo: N 2(g) + H 2(g) NH 3(g). Equilibrá-la é também simples: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g). Acontece que a coisa não é tão simples assim. Quer dizer que a teoria na prática é outra? Bem, se você considerar apenas uma teoria incompleta, sim. Mas, se você considerar toda a teoria, não. Veja agora: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) + 92,4 kj. Ou seja, trata-se de uma reação exotérmica. Porém, sua energia de ativação é extremamente alta, já que não é fácil quebrar a ligação tripla do N 2. Daí que, para ela ocorrer, temperaturas altas são necessárias. Por outro lado, veja que temos 4 moles de gases do lado esquerdo da equação e apenas 2 do lado direito. Ou seja, é uma reação que ocorre com contração de volume, e como o volume é inversamente proporcional à pressão (Lei de Boyle, lembra?), se realizarmos a reação a alta pressão, ela tenderá para a direita. Lei de Le Chatelier...você deve conhecer dos seus estudos de equilíbrio químico. Por isso, para termos um bom rendimento, precisamos de alta temperatura (energia de ativação) e alta pressão. Simples, não? Não, não é simples. Não é fácil produzir industrialmente milhares, milhões de toneladas de um produto, trabalhando com pressões muito altas e temperaturas idem. Mas, por que precisamos de milhares, milhões de toneladas de amônia? Aí é que vem o contexto da nossa história, e por que a síntese da amônia era tão importante! Para entendermos isso, vamos voltar a nossa química básica, relembrando o que é um reagente limitante. Você sabe que quando duas substâncias são capazes de reagir completamente entre si, para que não haja sobra de nenhum dos reagentes, esses têm que estar nas proporções certas, ou seja, nas chamadas proporções. 8.

10 . 9. Sala de Leitura estequiométricas. E você também sabe que, se quiser aumentar a quantidade de produtos formados, não adianta aumentar só a quantidade de um dos reagentes, tem que aumentar as quantidades de todos os reagentes. Se você dispõe de grandes quantidades de um dos reagentes, mas muito pouco do outro, este em menor quantidade vai determinar o quanto de produto você vai conseguir. Ou seja, ele vai ser o reagente limitante. Por exemplo, digamos que para fazer cerca de um quilo de certa massa, você precise de 700g de farinha de trigo, 6 ovos, um litro de leite e 100 gramas de manteiga. Se você tiver todo o resto, mas apenas meio litro de leite, o máximo que vai conseguir em termos de uma farinha da mesma qualidade será meio quilo, certo? Ou seja, o leite será o reagente limitante. Na natureza, na formação das plantas, normalmente os elementos limitantes são o nitrogênio (N), o fósforo (P) ou o potássio (K). As plantas são formadas principalmente por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), além de pequenas quantidades de outros elementos, entre eles o N, P e K. A disponibilidade de C, H e O na natureza é bem grande, já que, ao fazer fotossíntese, a planta aproveita o carbono do gás carbônico (CO 2 ), presente no ar, e retira tanto o hidrogênio quanto o oxigênio da água, que em plantações deve existir em abundância. Por outro lado, o N, o P e o K, além de outros minerais, a planta retira do solo. Se o solo for pobre nestes elementos, a quantidade de vegetal que poderá ser obtido em uma dada área de terreno será menor do que no caso de um solo rico, isto é, com maiores concentrações destes e outros elementos. É a este tipo de solo que chamamos de fértil... E, como há muito mais disponibilidade de C, H e O na natureza para a fotossíntese das plantas, os elementos limitantes terminam sendo o N, P e o K. Portanto, se quisermos produzir mais alimentos por hectare de solo, temos que enriquecê-lo com estes (e outros) elementos. Daí que os adubos, produtos utilizados para enriquecer o solo, são ricos nestes elementos. Além disso, estes elementos devem estar em uma forma em que possam ser absorvidos pelas plantas, isto é, biodisponíveis. No caso do nitrogênio, como nitratos; no caso do fósforo, como fosfatos; e no caso do potássio, na forma de um sal solúvel. Por isso, um adubo é, grosso modo, formado por uma mistura de nitrato de potássio (que contém tanto o nitrato como o potássio) e fosfato de cálcio, contendo tanto o fósforo como o cálcio, que também é importante, além de outros elementos. Mistura-se o adubo ao solo e a planta trata de absorver e utilizar estes sais no seu crescimento, já que, como dito anteriormente, C, H e O tem de sobra. Tudo isso já havia sido notado há muito tempo e - uma vez que junto com a revolução industrial, na Europa - veio um grande aumento de população, a questão da produção de alimentos se tornava crítica. Tinha que se produzir mais alimentos por hectare, até porque não havia novas terras a conquistar para a agricultura, como acontecia nos Estados Unidos e acontece no Brasil até hoje. Os países europeus resolveram essa questão, em parte fabricando fertilizantes, pela mistura de rochas fosfáticas que havia em grande quantidade na Europa, com o salitre do Chile (um mineral rico em nitrato de potássio). Foi também importado o guano, da América do Sul (litoral do Peru), literalmente cocô de aves acumulado ao longo de milhares de anos em ilhas nas costas do Peru. O guano é composto de cloreto de amônio, ácido

11 úrico, ácido fosfórico, ácido oxálico, entre outros, e foi, no século XIX e início do século XX, o principal produto de exportação do Peru. Já o salitre era encontrado no sul do Peru. Mas, como essa era uma região despovoada, a exploração de salitre levou muitos chilenos para lá. Uma desavença entre os governos e as empresas envolvidas, girando em torno de impostos, terminou causando uma guerra do Chile contra o Peru e a Bolívia ( ). O Chile terminou vencendo e ficando com as províncias, até então peruanas e bolivianas, ricas em salitre, enquanto o Peru perdeu suas terras ao sul e a Bolívia, sua saída para o mar. Assim, o que era o sul do Peru, hoje é o norte do Chile. Curiosamente, a exploração do salitre do Chile foi repassada a capitais britânicos, que praticamente mantiveram o monopólio da venda de salitre na Europa. Nesse cenário de aumento de população na Europa, dependência de um produto importado e monopolizado, além de seu provável esgotamento em poucos anos, era normal que se procurasse um substituto para o salitre na produção de fertilizantes. E não apenas de fertilizantes: os nitratos são componentes de explosivos, e daí terem também importância militar. A síntese da amônia a partir do nitrogênio e do hidrogênio surgia então como uma alternativa natural, pois ambas as matérias-primas eram disponíveis: o hidrogênio (H 2 ) produzido a partir do gás d água; e o nitrogênio (N 2 ) extraído do ar, por liquefação. Uma vez obtida a amônia, essa deveria ser transformada em nitrato; mas este já era um processo conhecido. Fácil de imaginar, difícil de fazer, pelos motivos anteriormente mostrados. No caso da Alemanha de Haber, a questão era mais sensível, pois o monopólio do salitre era inglês e a taxa de crescimento populacional da Alemanha era uma das maiores da Europa. A Alemanha consumia 1/3 da produção de guano chileno, ou cerca de toneladas de nitrogênio por ano. Em setembro de 1898, William Crookes (sim, o da experiência das ampolas, que terminaram levando à descoberta do elétron...), já previa que iriam faltar fertilizantes... Previsão do esgotamento de um produto natural essencial... essa situação não lembra alguma coisa atual? E sem fertilizantes, como a coisa fica? Bem, na natureza existe certa quantidade de nitrogênio já fixo, disponível para as plantas. Isso se deve ao fato de que algumas plantas conseguem realizar a chamada fixação do nitrogênio, ou seja, a transformação do nitrogênio (N 2 ) do ar em alguma forma de nitrogênio possa ser assimilada (nitratos ou amônia, por exemplo). Na verdade, não são bem as plantas, mas as bactérias que vivem em suas raízes e que, para isso, contam com enzimas, que facilitam o processo, agindo como catalisadores*. Porém, a quantidade de nitrogênio disponibilizada pelos processos naturais não é suficiente para alimentar a população. Calcula-se que, mesmo com todo o cuidado no manejo, este nitrogênio naturalmente disponibilizado, seria suficiente para produzir alimentos para a metade da população atual, apenas. Daí, a necessidade de se fazer essa transformação industrialmente ou então se impor um controle populacional extremamente restritivo. Mas, como já vimos, transformar o nitrogênio do ar em amônia, por exemplo (N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) ), não é simples. Implica na quebra da ligação entre os dois átomos de nitrogênio. Essa é uma ligação tripla, muito forte. Por isso que. 10.

12 catalisadores são necessários, pois eles ajudam essa quebra, ou seja, diminuem a energia de ativação da reação. Tal como na natureza, a síntese industrial da amônia também precisaria, além de alta pressão e temperatura, da presença de catalisadores. Com isso, a temperatura da reação não precisaria ser tão alta, pois justamente o catalisador abaixa a energia de ativação. Mas, quais eram então as possibilidades da Alemanha escapar dos fertilizantes naturais salitre do Chile e guano? No início do século XX, além do salitre do Chile e do guano, já havia alguns processos industriais para a produção de óxidos de nitrogênio utilizando a passagem de descargas elétricas em altas voltagens pelo ar (mistura, principalmente, de N 2 e O 2, como sabemos). Essas descargas geravam óxidos de nitrogênio e, a partir destes, produzia-se o ácido nítrico, e daí os fertilizantes e os explosivos. Entretanto, este processo só era viável onde havia energia elétrica barata (cataratas do Niágara, nos Estados Unidos, ou na Noruega, por exemplo), pois o rendimento era muito baixo. Outra forma utilizável de nitrogênio, a amônia, também era obtida como um produto secundário da obtenção do coque por destilação do carvão mineral. Havia, ainda, a obtenção de amônia a partir da cianamida de cálcio: CaC 2(s) + N 2(g) CaCN 2(s) + 72 Kcal; CaCN 2(s) + 3 H 2 O (g) CaCO 3(s) + 2 NH 3(g). Todos esses processos, entretanto, não eram suficientes para garantir um fornecimento estável e barato de amônia para a produção de fertilizantes, que continuava a depender do salitre chileno. Portanto, a possibilidade da síntese da amônia a partir do N 2 e H 2 continuava uma meta do mais alto interesse, que atraía a atenção de grandes pesquisadores da época, como até mesmo Ostwald e Walther Nernst, os maiores físico-químicos de sua época, e que inclusive viriam a ganhar o prêmio Nobel de Química. Ou seja, ao se meter na questão da síntese da amônia, Haber se meteu em briga de cachorro grande, como se diz por aí... Haber não foi o primeiro a tentar a síntese da amônia a partir do nitrogênio e do hidrogênio. Ostwald, em 1900, tentou e chegou a encaminhar uma patente nesta direção. Entretanto, os seus resultados não se mostraram reprodutivos. Na verdade, tratava-se de um artefato (em poucas palavras, um erro): era o nitrogênio contido como impureza nos catalisadores utilizados que era levado à amônia. Já havia contratos assinados com a BASF para a produção de amônia baseada no método de Ostwald, mas tanto estes contratos como a patente tiveram que ser declinados quando se descobriu o engano. Outro que tentou a síntese foi o conhecido Le Chatelier (sim, ele mesmo!). Nada mais natural, pois em função de seu próprio princípio, ele sabia que altas pressões seriam necessárias. Entretanto, uma explosão que levou a morte de um de seus colaboradores o fez desistir da ideia. Ou seja, não bastava saber que altas pressões seriam necessárias, era necessário conseguir trabalhar em altas pressões (isto é, dispor de reatores suficientemente resistentes, o que significava um aço resistente, soldas e rebites resistentes, válvulas adequadas, etc.).. 11.

13 Além disso, havia que se conhecer bem o equilíbrio da reação. Aqui, vale recordarmos um pouco de equilíbrio químico: a uma dada pressão e temperatura, em um sistema fechado, uma transformação química alcança um estado de equilíbrio, em que as concentrações de reagentes e produtos não mudam. Este estado de equilíbrio pode ser descrito por uma constante. No caso da síntese da amônia teríamos: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) K= [NH 3(g) ] 2 / [N 2(g) ]. [H 2(g) ] 3 Trata-se de um equilíbrio chamado de dinâmico, porque, uma vez alcançado o equilíbrio, moléculas de amônia ainda se formam a partir dos reagentes, mas em igual número que aquelas que se decompõem de volta em moléculas de nitrogênio e hidrogênio. Le Chatelier mostrou que a posição deste equilíbrio e, por conseguinte, sua constante, depende da temperatura e, em alguns casos, da pressão. No caso da síntese da amônia, tal como ela está equacionada acima, uma vez que temos 4 moles de reagentes, para cada 2 moles de produtos formados, e sendo todos gasosos, se realizarmos a reação em alta pressão, o equilíbrio vai deslocar-se para a direita, favorecendo a formação do produto. Por outro lado, a reação é fortemente exotérmica, implicando que temperaturas muito altas desfavorecem a reação. O fato de a molécula de nitrogênio ser muito estável (ligação tripla entre os dois átomos de nitrogênio) faz também com que haja uma grande dificuldade em quebrá-la, e daí ser necessária uma grande energia para vencer essa barreira (de potencial), o que implica que temperaturas altas ajudam a vencer essa barreira. Por isso, catalisadores devem ser utilizados. Esses, como sabemos, não alteram a posição do equilíbrio, mas fazem com que o equilíbrio seja alcançado mais rapidamente. Ou seja, para uma síntese da amônia com sucesso, eram necessários alta pressão, uso de catalisadores e temperaturas altas. Mas não altas demais. Mas por que não tão altas? Bem, ele precisava de pressões altas porque a reação era de contração de volume e pressões altas favorecem essa contração (lei de Boyle), pois deslocam o equilíbrio para o produto NH 3. Uma das formas de aumentar a pressão é aumentar a temperatura, pois a pressão é diretamente proporcional à temperatura. Aumentar a temperatura era então uma boa, pois além de aumentar a pressão quebrava as moléculas do N 2. Só tinha um probleminha: a reação era exotérmica e o aumento excessivo de temperatura favoreceria o deslocamento do equilíbrio na direção dos reagentes (o que não se queria, pois queria-se o produto, a amônia). Além disso, o volume é diretamente proporcional à temperatura, ou seja, aumento da temperatura ocasiona o aumento do volume, e como a reação é de contração, isso também favoreceria o deslocamento do equilíbrio para os reagentes. Ou seja, Haber tinha que encontrar a pressão certa (e quanto menor a pressão, melhor, por tornar o processo industrial mais fácil), a temperatura certa e o catalisador certo.. 12.

14 Mas, de qualquer modo, a primeira coisa a se medir eram os valores das constantes de equilíbrio a diferentes pressões e temperaturas. Estes valores iriam determinar se a síntese era viável ou não. O primeiro encontro de Haber com a questão da síntese se deu quando ele foi procurado por uma firma austríaca, em 1903, sobre um projeto nesta direção. Haber entrou em contato com Ostwald, sugerindo que a firma o procurasse, sem saber do que acontecera com a tentativa de Ostwald. Ele não sabia que o esforço de Ostwald não tinha dado certo. De qualquer modo, Haber se interessou pela físico-química do problema e resolveu estudar o equilíbrio da formação da amônia, com o suporte da forma austríaca (aparentemente, Ostwald não se interessou em voltar a estudar o problema). Ele iniciou estudando o equilíbrio à pressão ambiente, o que era mais simples, utilizando ferro como catalisador, e temperatura de 1020 o C! Sua conclusão naquele momento foi a de que a síntese direta não iria funcionar industrialmente, e informou essa conclusão aos industriais austríacos, voltando-se para o estudo da síntese da amônia a partir do NO gerado em arcos voltaicos. As coisas provavelmente teriam ficado por aí, mas no outono de 1906, Haber recebeu uma carta de Walther Nernst (o da equação de Nernst, ele mesmo), que havia lido as publicações de Haber. Nernst apontava que os resultados de Haber não se ajustavam ao seu teorema do calor (teorema este que lhe daria o prêmio Nobel de 1920). Haber imediatamente repetiu seus experimentos, agora com a ajuda de um químico muito experiente no trabalho com gases (Le Rossignol) e, embora os resultados diferissem um pouco dos originais, ainda estavam muito distantes dos esperados pelo teorema de Nernst. Os dois grupos se encontraram em um congresso, e deu-se a discussão. Acontece que Nernst já era uma espécie de sucessor de Ostwald como o maior físico-químico da Alemanha, o que dava a ele uma posição de superioridade na discussão. Vale reproduzir as palavras de Nernst: É lamentável que o equilíbrio tenda muito menos à formação da amônia do que o que foi assumido até agora, em função dos dados altamente incorretos de Haber... Essas palavras colocavam uma pá de cal na possibilidade de síntese industrial da amônia a partir do nitrogênio e hidrogênio, além de colocarem em dúvida a reputação de Haber como bom cientista. Cientistas não são diferentes dos outros seres humanos. Haber se sentiu ofendido com a observação de Nernst e sua resposta à situação, além de somatizar sua ansiedade como dor de estômago e problemas de pele (o que lhe era comum), foi voltar imediatamente ao laboratório e repetir seus experimentos. Dessa vez, trabalhou a 30 atm, e confirmou que seus dados estavam corretos. Mais tarde, descobriu-se que os dados experimentais de Nersnt também estavam corretos, mas como ele usava o valor na época tabelado para a capacidade calorífica da amônia, e esse valor estava errado, vinha daí a diferença. De qualquer modo, o rendimento ainda seria muito pequeno, a não ser que se empregassem pressões muito altas, nunca antes tentadas em uma síntese industrial. Era necessário construir um vaso de reação suficientemente resistente, juntas adequadas, válvulas, ou seja, toda a tecnologia de alta pressão. Mas. 13.

15 Haber tinha escolha, porque possuía uma equipe qualificada, pois, além de Le Rossignol, ele pôde contar com a ajuda de Friedrich Kirchenbauer, um excelente mecânico que, entre outras coisas, desenvolveu as válvulas cônicas, que depois se tornaram de uso geral em sistemas de alta pressão. Na verdade, Haber montou todo um departamento de desenvolvimento de tecnologia de alta pressão! A primeira patente de Haber (1908) descrevia um equipamento em que os gases recirculavam, o calor desenvolvido pela reação era transferido aos reagentes e a amônia era retirada sem perda de pressão. O compressor foi comprado com suporte da BASF. Em 1909, Haber descobriu que o ósmio era um excelente catalisador, permitindo um rendimento de 8% a uma pressão de 175 atm e a 550 o C. Um resfriador foi adicionado ao sistema, permitindo a obtenção de amônia líquida, obtendo então um fio de amônia líquida saindo do seu reator. Ao mesmo tempo em que desenvolvia seu projeto, Haber negociava com a BASF no sentido de um suporte maior e da futura síntese industrial. Não foram negociações fáceis, pois havia muito ceticismo quanto à viabilidade industrial do projeto; também não foi fácil chegar a um acordo em termos do quanto o próprio Haber receberia. Foi essencial, na discussão, se o processo seria viável ou não, a opinião de um jovem químico industrial da BASF, Carl Bosch, que encorajou seus chefes pela aceitação do risco. Bosch viria, ele mesmo, depois, a levar o processo de Haber à escala industrial, tendo, por isso mesmo, recebido o prêmio Nobel de Química de Por isso, o processo industrial é hoje chamado de Haber-Bosch. Bem, voltando à nossa história, graças a Bosch a BASF enfim concordou em dar uma chance a Haber, e a mandar seus técnicos a Karlsruhe a fim de presenciar uma demonstração da síntese. Como era de se esperar, justo no dia da demonstração, uma junta do equipamento de Haber se rompeu, o que causou um atraso de horas (imagine o estômago do Haber...) mas, no segundo experimento, a coisa funcionou, e a amônia líquida escorreu do reator. Isso foi em 2 de julho de 1909 e, a partir daí, a BASF passou a financiar fortemente o trabalho de Haber, autorizando-o a construir uma planta piloto em Ludwigshafen, onde era a fábrica da BASF, em colaboração com o grupo de Bosch. A questão ainda era o preço do catalisador. Por via das dúvidas, a BASF havia comprado todo o raro ósmio existente no mercado, mesmo sendo ele muito caro. O problema foi resolvido em janeiro de 1910, pelo grupo de Bosch, usando o ferro reduzido sobre alumina, após terem sido tentadas centenas de formulações. O próprio Haber, em uma carta a Bosch, comentou o fato de que o ferro havia sido tentado por Ostwald, e em várias outras oportunidades, mas no estado puro, só tendo funcionado quando impuro... No caso, as impurezas vinham do hidrogênio, obtido do gás d água. Finalmente, em março de 1910, Haber anunciou a realidade da síntese da amônia a partir dos seus elementos, e virou a sensação do ano. Imaginem a cara do Nernst... De qualquer modo, Nernst teria a possibilidade de se reabilitar frente a Haber, como vamos ver.. 14.

16 Se o mundo dos cientistas tem cenas de ciúme, inveja, amor, ódio e atitudes nem sempre recomendáveis, no mundo dos negócios o jogo é ainda mais pesado. Em primeiro lugar, Haber teve que esperar até 1914 para que o Departamento de Patentes da BASF permitisse que ele publicasse seus artigos sobre a síntese, criando uma série de restrições às informações que poderiam ser passadas. Depois, várias objeções a sua patente foram feitas, com base em que ele não havia descoberto nada de novo, em função de estudos anteriores, inclusive os artigos publicados por Nernst em A mais formidável objeção veio de outra gigante industrial alemã, a Hoescht (que existe até hoje); objeção essa que se baseava, entre outras coisas, na opinião de Ostwald. Entretanto, no processo, a BASF recorreu à opinião de Nernst que, surpreendentemente, deu um parecer favorável a Haber. Desse modo, em 4 de março de 1912, a objeção à patente foi rejeitada. No acordo com a BASF, Haber receberia 1.5 pfennings (centavos de marco) por tonelada de amônia vendida, o que lhe valeu vários milhões de marcos ao longo da vida. A primeira fábrica de amônia pelo método de Haber começou a operar em Desde então, apesar de inúmeros avanços, envolvendo principalmente a eficiência dos catalisadores, o método de Haber, basicamente o mesmo, é o responsável por 99% do nitrogênio usado em fertilizantes no mundo. Em 1914 eclodiu a Primeira Guerra Mundial e, se não fosse a capacidade da Alemanha de produzir sua própria amônia, o bloqueio imposto pela Inglaterra, que dominava os mares, teria causado sua derrota já no primeiro ano de guerra. Vale lembrar, de novo, que a amônia também servia para fabricar nitratos, utilizados em explosivos. O impacto da produção da amônia pelo método de Haber- Bosch foi de tal ordem que há quem considere essa invenção a mais importante do século XX. Ao mesmo tempo, este pode ser considerado o primeiro grande sucesso da colaboração entre uma universidade e a indústria, realizado por um grupo interdisciplinar, com uma estratégia de risco e grande investimento de capital. Foi o que hoje se chama pesquisa e desenvolvimento. A BASF se tornou o maior produtor do mundo de insumos químicos básicos (não entramos em detalhes aqui, mas ainda havia que produzir o hidrogênio), e Ludwigshafen, um dos pólos mundiais de Química, uma vez que a produção de amônia implicava em uma grande integração de diferentes indústrias. E, uma vez que a amônia é difícil de ser transportada, fábricas de seus derivados como explosivos, devem ser montadas na proximidade da usina de síntese. Depois da síntese da amônia... Bem, nossa história poderia parar por aqui, pois, afinal, o feito do nosso herói já teria sido suficientemente grande. Mas ainda não terminamos e pedimos ao honorável público paciência para a segunda parte. É claro que Haber recebeu inúmeras condecorações e reconhecimento pelo seu feito. Ele passa a ser um dos grandes cientistas da Alemanha, o que lá não é pouca coisa. É convidado para organizar uma nova. 15.

17 entidade de pesquisa em Berlim: o Kaiser Wilhelm Institute, uma instituição de pesquisa básica, em diferentes áreas, onde funda e passa a dirigir o Instituto de Físico-Química e Eletroquímica. Em 1914, estourou a guerra. Não cabe aqui examinar as causas da guerra, mas sim apresentar alguns pontos que contribuíram para o ambiente de então. O nacionalismo grassava solto na Europa (discussões sobre o nacionalismo podem ser encontradas em livros de História; quem quiser saber mais, pode consultar Hobsbawn e Elias, ver literatura ao fim do texto). Elias chama a atenção para que, em uma Europa com classes médias ascendentes, em que a nobreza estava em decadência, assim como a igreja, o nacionalismo passa a ocupar o espaço que essas instituições ocupavam no ideário das pessoas. Ou então que o nacionalismo era um antídoto para as ideias socialistas também em voga. Bem, seja como for, o nacionalismo era uma realidade vivida pelas pessoas, como é até hoje, e a Primeira Guerra Mundial é a primeira guerra entre nações como um todo, pois as outras, até então, eram guerras entre exércitos (embora, é claro, esses exércitos fossem formados por convocados das classes populares). Nunca o número de mobilizados foi tão grande. O nacionalismo era especialmente popular na Alemanha, pois ascendeu junto com a melhoria econômica experimentada após a unificação do país e se confundiu com ela. O militarismo também se misturava nessa sopa, pois a unificação alemã havia sido conseguida a custas de vitórias militares. Guerras contra a Dinamarca (que dominava um pedaço ao norte da Alemanha), e contra a França (a Guerra Franco-Prussiana), para dizer dois eventos. Ou seja, unificação, ascensão econômica, nacionalismo, militarismo. Junto com isso, chegava ao fim a predominância econômica da Inglaterra. Desde o fim das Guerras Napoleônicas, com a derrota de Napoleão e a vitória inglesa, e o consequente tratado de Viena (1815), o mundo se organizara à feição inglesa. As colônias espanholas e portuguesas nas Américas haviam se tornado independentes, mas eram uma área de grande influência inglesa. Além de áreas de influência, onde os ingleses despejavam seus produtos, a Inglaterra tinha as colônias propriamente ditas nas Américas (pequenas ilhas do Caribe), na África e na Ásia, sem dúvida a mais importante sendo a Índia. Só para ter uma ideia da importância do mercado latino-americano para a Inglaterra, 1/3 da produção têxtil de Manchester (a cidade de maior produção têxtil da Inglaterra) vinha para a América Latina. As relações econômicas eram sempre favoráveis aos ingleses, que trocavam matéria prima dos países periféricos ou das colônias por produtos industrializados, de maior valor agregado. Junto com isso, os ingleses controlavam os fluxos de capitais e Londres, com sua bolsa de valores, era o coração financeiro do mundo, e a libra, a moeda franca, tal como o dólar é hoje. Como política, a Inglaterra procurava evitar o surgimento de qualquer potência hegemônica no continente europeu, que pudesse vir a competir pelo seu evidente primeiro lugar. Nesse caminho para o topo, a Inglaterra havia guerreado, desde o século XVI, com a Espanha, Holanda e, finalmente, com a França de Napoleão. Em 1815, com a derrota de Napoleão, havia se tornado líder inconteste. Mas líder não quer dizer única, e a Inglaterra era inteligente o suficiente. 16.

18 . 17. Sala de Leitura para perceber que haveria de ter lugar para outros, que, como sociedades já bem desenvolvidas, não podiam ter um papel excessivamente secundário. Daí, que, no mundo inglês, França, Holanda, e mesmo Espanha e Portugal, mantinham seus interesses, ou melhor dizendo, as classes dominantes se entendiam. Isso contribuía para o equilíbrio do mundo, e a Europa conheceu 100 anos sem guerras, ou quase sem guerras. Uma exceção foi a Guerra da Crimeia, travada pela Inglaterra e França contra o Império Russo, para frear a expansão deste para o sul (ver mapa III), o que ameaçaria os interesses anglo-franceses no Oriente Médio e na Índia. Uma poderosa marinha, tanto de guerra como mercante, garantia esse mundo inglês e a Inglaterra era a senhora dos mares. Os produtos do mundo eram transportados principalmente pelos navios ingleses. Veja também que interessante: a Inglaterra havia sido aliada de Portugal durante a invasão daquele país por Napoleão, e foi por navios ingleses que a família real portuguesa veio escoltada para o Brasil. Isso não impediu que essa mesma marinha inglesa, não mais que 14 anos depois, assegurasse a independência do Brasil, apoiando o nosso movimento de independência contra Portugal. Não havia estado de guerra entre Inglaterra e Portugal, ao contrário, os dois países mantinham intenso comércio e relações diplomáticas e, ainda assim, Portugal teve que engolir a interferência inglesa. O tratado de aceitação de nossa independência por Portugal foi intermediado pela Inglaterra. Toda cidade grande do Brasil tem uma rua com o nome de Almirante Cochrane, comandante da esquadra inglesa que garantiu que a esquadra portuguesa não impedisse o nosso movimento de independência. E assim agia a Inglaterra, intervindo em todo o mundo, mexendo os pauzinhos de modo a que seus interesses prevalecessem. Mas, o mundo é dinâmico, a história não para, e esses mesmos interesses geram situações que vão terminar se voltando contra eles mesmos. E o aparecimento na Europa de uma Alemanha unificada, industrializada, em franco desenvolvimento, colocava em risco o equilíbrio europeu, ou seja, a política que assegurava à Inglaterra que nenhuma potência europeia estivesse em condições de desafiar sua hegemonia. Quando se tornou claro que era impossível parar o desenvolvimento industrial da Alemanha, e que em vários setores da economia a Alemanha ultrapassava a Inglaterra (inclusive no setor químico), iniciou-se uma corrida armamentista. Ou seja, o barril de pólvora aumentou. Daí, que a crise dos Bálcãs, simbolizada pelo assassinato do Arquiduque Ferdinando, herdeiro do trono austríaco, por um nacionalista sérvio (olha o nacionalismo aí de novo) foi apenas o estopim da guerra mais sangrenta que o mundo conheceu até então, a Primeira Guerra Mundial ( ). Quase cinco anos de guerra, com um número total de mortos de cerca de 15 milhões números que só seriam superados na Segunda Guerra Mundial, ainda assim porque nessa segunda versão da catástrofe o número de civis mortos foi maior. A Alemanha, em função de seus sucessos militares anteriores, acreditava em uma guerra rápida e que a vitória era certa. O clima nacionalista era de tal ordem que multidões foram para a rua saudar o início da guerra (mas logo iriam se arrepender...). Esse clima não foi característico apenas da Alemanha, mas da França e Inglaterra, também. E, claro que a Inglaterra, nesse caso, alia-se à França, pois o poder que ameaçava o predomínio

19 . 18. Sala de Leitura inglês era a Alemanha. Os cientistas, em ambos os lados, não estavam alheios a esse clima. Às vezes, pensa-se que os cientistas são mais sábios que o comum dos mortais em todos os assuntos, mas não é verdade. Os cientistas são sábios naquilo em que estudaram (e, às vezes, nem tanto quanto pensam...). Portanto, cientistas de ambos os lados estavam imbuídos do mesmo clima nacionalista. Haber, muito menos, escapava disso. E, como cientista-nacionalista, jogou-se de corpo e alma na guerra. Não no campo de batalha, mas...de um modo muito especial. Haber, pode-se dizer, foi defensor, lobista, idealizador e gerente geral do esforço de guerra química alemã. Você certamente deve já deve ter visto fotos dos soldados vestindo máscara de gases, parecendo extraterrestres. Bem, ao contrário do que esperavam todos, a guerra não foi rápida como as outras. A Alemanha começou, digamos, ganhando, inclusive invadindo a Bélgica, um país neutro, de modo a se esquivar das fortificações na fronteira com a França. Foi um escândalo, mas cientistas do porte de Max Planck, Ostwald e Nernst assinaram um manifesto que defendia a quebra da neutralidade da Bélgica, entre outras coisas, em nome das ameaças que cercavam, a seu ver, a Alemanha. Só Einstein e alguns poucos se posicionaram contra a guerra, e lançaram um contra-manifesto, pela paz. Os franceses, ingleses e belgas conseguiram frear o avanço alemão, e a guerra se transformou em uma desgastante guerra de trincheiras, com cada um dos lados sem conseguir derrotar o outro. Foi nessa situação que Haber, e outros, imaginaram que o uso de armas químicas poderia definir a situação em favor da Alemanha. Assim, Haber colocou toda sua energia primeiramente em convencer os militares alemães e, depois, na pesquisa de gases tóxicos e na melhor forma de usá-los. Mesmo a pesquisa da morte requer método, e isso implicava em estudar as propriedades tóxicas dos gases, como eles se dispersavam, os efeitos da umidade, a melhor forma de acondicioná-los, de liberá-los, etc. Havia, também, que se saber da meteorologia, direção dos ventos, etc. Isso era, mais uma vez, uma junção de problemas de ciência básica, aplicada e de tecnologias, tais como os que Haber havia enfrentado na questão da síntese da amônia, e ele era mesmo muito bom nessa organização de esforços. Esses estudos foram realizados no seu Instituto, em Berlim. Haber se ocupou também dos problemas relacionados com a produção industrial dos gases tóxicos, e supervisionou, pessoalmente, na linha de frente, o primeiro lançamento de gases contra as tropas inimigas. Foi em Ypres, cidade belga, contra tropas francesas e (sintomaticamente) argelinas (a Argélia era uma colônia da França), em 22 de abril de 1915, o primeiro emprego moderno, em larga escala, de um agente químico como arma letal direta. Este agente foi o gás cloro, lançado a partir de cilindros de metal, cada um pesando 100 quilos, com cloro líquido, ao longo de 10 km de frente. O uso de armas químicas, por acordos anteriores, era proibido, e este ataque reforçou a imagem dos alemães como agressores e bárbaros. Haber defendia-se, dizendo que o uso de armas químicas não era diferente do de qualquer outra arma, e que a guerra química iria, na verdade, ao precipitar a vitória alemã, diminuir a mortalidade da guerra. Nisso, não ficou sozinho, e devemos lembrar que este argumento viria a ser utilizado na defesa do uso da bomba atômica pelos Estados Unidos contra o Japão, ao fim da

20 Segunda Guerra Mundial. Bem, o primeiro ataque foi um sucesso, com uma nuvem de gás verde, de cerca de 1 m e meio de altura, avançando empurrada pelo vento, abrindo uma larga brecha nas linhas inimigas, uma vez que os que não sufocaram, debandaram, com os alemães avançando pela terra de ninguém e tomando as trincheiras aliadas, devidamente protegidos. Mas, imediatamente, os aliados contra-atacaram, fecharam a brecha, e a guerra voltou ao impasse. Com a diferença, agora, que aos aliados passaram a usar também gases químicos contra os alemães. Bem, aí a loucura humana não tem fim. Tratou-se de produzir mais gases, mais letais, lançados de forma mais eficiente, e máscaras protetoras capazes de neutralizá-los, e gases contra as máscaras protetoras, ou seja, o círculo absurdo que nos caracteriza. E era no instituto de Haber que a maioria dessas pesquisas era feita. Ele não estava sozinho nessa empreitada, e outros futuros prêmios Nobel, como Otto Hahn (Prêmio Nobel de Química, 1944, pela descoberta da fissão do urânio), James Franck e Gustav Hertz (ambos Prêmio Nobel de Física, 1925, pelo estudo do impacto de elétrons sobre os átomos) faziam parte do grupo de Haber. Não se pode dizer que foi a primeira vez que a ciência serviu aos senhores da guerra, pois desde os tempos de Arquimedes, passando por Leonardo da Vinci, os cientistas emprestaram seu saber aos poderosos de então. Mas, tal como a síntese da amônia simbolizou o primeiro esforço bem sucedido de íntima colaboração Universidade Indústria, talvez o esforço de guerra química da Alemanha tenha sido a primeira vez, no âmbito da ciência moderna, em que se forma um complexo industrial-militar envolvendo indústria (que fabricava os gases em grandes quantidades), militares (por motivos óbvios) e pesquisadores. Apesar do sucesso, embora parcial, da arma química, Haber não estava satisfeito. Ele defendia um ataque maciço, com uma quantidade muito maior de gás, de modo a definir a vitória alemã logo no primeiro ataque. Ele temia, como realmente aconteceu, que o uso apenas limitado levaria à retaliação dos aliados, e os alemães perderiam a vantagem da surpresa. Já outros eram contra o uso das armas químicas, não por motivos humanitários, mas porque a frequência com que os ventos sopravam contra as tropas alemãs era muito maior do que no sentido inverso...por força da impossibilidade de retaliar com as mesmas armas imediatamente, os soldados aliados responderam matando os prisioneiros alemães que estavam nas suas mãos, e a guerra só fez crescer em sua escalada de violência. Até o fim da guerra, 22 diferentes agentes químicos foram testados, lançados de canhões, morteiros, granadas de mão e bombas aéreas. O fato de o primeiro ataque não ter dado certo do modo pretendido não fez Haber recuar. As pesquisas em seu Instituto continuaram (como parar, depois de começar?). Para se ter ideia, um tipo de gás foi desenvolvido, que envolvia uma mistura de fosfogênio (COCl 2 - sufocante) com um irritante que penetrava nas máscaras: os atacados eram obrigados a tirar as máscaras e ficavam envolvidos pelo gás venenoso... Quando a guerra enfim terminou, com a derrota da Alemanha, Haber foi procurado como criminoso de guerra e teve que se esconder na Suíça. Mas logo essa acusação foi retirada, e Haber pode voltar para a. 19.

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