O ciclo do carbono

Na natureza, os átomos de carbono participam sucessivamente de diferentes substâncias que formam a atmosfera, a litosfera e o corpo dos seres vivos.

Composto de carbono na natureza

Um dos ciclos naturais é o do carbono. Nele, os átomos de carbono circulam entre a atmosfera, a hidrosfera, os seres vivos e a litosfera.

Na Terra, a maior parte do carbono encontra-se na forma de gás carbônico (CO²), no ar ou dissolvido na água. Também é encontrado como constituinte da matéria orgânica dos seres vivos e em depósitos de combustíveis fósseis (petróleo, carvão, e gás natural).

O gás carbônico é intercoporado à matéria orgânica por meio da fotossíntese, realizada pelos produtores, como algas e as plantas. Na atmosfera, cada átomo de carbono (C) está em uma molécula de gás carbônico (CO²). Nos ambientes aquáticos, o gás carbônico é encontrado dissolvido na água (H²O). Na fotossíntese, os átomos desse gás se combinam com os átomos das moléculas de água formando cadeias carbônicas, como a da glicose (C6H12O6). A fotossíntese ocorre, portanto, em ambientes aquáticos e terrestres.

A partir da glicose, as algas e as plantas sintetizam substâncias mais complexas como carboidratos, lipídios, proteínas, RNA (ácido ribonuclético) e DNA (ácido desoxirribonuclético). Assim, o carbono que as plantas e as algas retiram do ambiente passa para os demais seres vivos por meio das cadeias alimentares.

Os átomos de carbono passam dos organismos dos seres vivos para o ambiente por meio da respiração e também de decomposição da matéria orgânica. Nessa transformação, as ligações entre os átomos das cadeias carbônicas se rompem e os átomos de carbono passam para o ambiente combinados com o oxigênio, na forma de Co².

A combustão de carvão, petróleo, gás natural e matéria orgânica (madeiras e florestas) é outra fonte de gás carbônico atmosférico.

O ciclo de carbono e o efeito estufa

Observando-se o ciclo do carbono, pode-se notar que o CO² é elemento de grande importância, apesar de, na atmosfera terrestre, estar em pequena proporção (0,036%). O Co², justamente com o gás metano (Ch4), o óxido nitroso (N20) e outros gases, forma o grupo de gases causadores do efeito estufa na atmosfera terrestre. Sem o Co² , provavelmente teríamos temperaturas abaixo de zero graus Celsius (em torno de - 30º Cº), o que impossibilitaria a existência de vida do planeta Terra.

O efeito estufa, portanto ocorre de maneira natural e necessário para a manutenção da vida no planeta.

O iodo

Uma descoberta por acaso

" Bernard [...] Courtois foi treinado como químico, mas depois de alguns anos de estudo e pesquisa na Escola Politécnica de Paris decidiu, em 1804, seguir os passos de seu pai e estabelecer uma fábrica de salitre perto de Paris. Seu negócio floresceu porque Napoleão precisava de salitre (nitrato de potássio) para fabricar munição. O componente potássio do salitre normalmente era obtido de cinzas de madeira, já o nitrato, de matéria vegetal decomposto.

Procurando uma fonte mais barata de potássio, Courtois a encontrou nas algas que eram depositadas pela água na costa atlântica da França. De tempos em tempos, os tanques que eram usados na extração de potássio de cinzas de algas criavam uma borra que tinha de ser limpa com ácido. Um dia, em 1811, quando um ácido mais forte que o normal foi usado para limpar os tanques, viu-se uma imagem surpreendente: fumaça violáceas subiam do tanque e, onde entravam em contato com superfícies frias, depositaram-se cristais escuros de aparência metálica. Courtois percebeu que algo incomum havia ocorrido e coletou alguns desses estranhos cristais para exame posterior.

[...] Devido às exigências do trabalho e à falta de facilidades de laboratório, Courtois não prosseguiu com a investigação sobre a nova substância, mas encaminhou-a a dois amigos do Instituto Politécnico de Paris, C.Desormes e N.Clement. Esses dois químicos descreveram o interessante e novo material obtido de algas em um trabalho publicado em dezembro de 1813.

Nessa época, ocorreu de Sir Humphry Davy estarem Paris e Clement deu-lhe um pouco da misteriosa substância. Quando Joseph Louis Gay-Lussac, um dos mais eminentes químicos franceses, soube do fato, não querendo que o inglês ganhasse prioridade em uma descoberta potencialmente importante, foi a Courtois e obteve deste uma amostra dos cristais. Depois de rápidas e intensas investigações, Gay-Lussac anunciou que um novo elemento havia sido descoberto, e sugeriu o nome de iodo, palavra grega para violeta. Davy confirmou que um novo elemento havia sido descoberto e sugeriu o nome de iodine *, preferindo a terminação - ine para fazer-se conforme o nome de seu primo químico, o cloro **, ao qual foi dado o nome anteriormente.

Para entender a descoberta do iodo nas algas, é preciso saber que a água do mar contém outras sais além do cloreto de sódio - entre os quais, porém, em menores quantidades, o iodeto do sódio e o iodeto de potássio. Os sais de iodo tornam-se concentrados nas algas através de processos bioquímicos; quando as algas queimam, os sais se tornam mais concentrados. O ácido que Courtois usou para limpar os tanques aparentemente transformou os sais de iodo no iodo elementar, que foi convertido em um vapor violáceo pelo calor da reação com o ácido; o vapor condensava diretamente em uma forma cristalina, quando encontrava superfícies frias."

* A palavra inglesa para o iodo. (nt)

** A palavra portuguesa para o nome inglês chlorine. (nt)

Fonte: Roberts, Royston M. Descobertas acidentais em ciencias.

Campinas: Papirus, 1993. p. 51-53.