quinta-feira, 8 de novembro de 2012

O teorema do fluxo do campo eléctrico

Existe um resultado elementar que é ensinado nas primeiras aulas de uma disciplina de electromagnetismo. Refiro-me à lei de Gauss que é, até certo ponto, equivalente à lei de Poisson e segundo a qual o fluxo do campo eléctrico calculado ao longo de uma superfície fechada é proporcional à carga que envolve.
A demonstração que é habitual encontrarmos em textos da área, parte do pressuposto de que o fluxo do campo eléctrico gerado por uma carga calculado ao longo de qualquer superfície limitada pelo mesmo ângulo sólido é independente da superfície escolhida. Porém, esta afirmação não me parece evidente.
Numa tentativa de seguir uma abordagem mais intuitiva, cheguei a algumas conclusões que me levaram a escrever o texto A lei de Gauss. Segui duas abordagens diferentes. Na primeira, recorri-me do teorema da divergência e na segunda procedi ao cálculo directo do fluxo escolhendo um sistema de coordenadas conveniente. Este segundo método permitiu-me perceber o conceito subjacente aos ângulos sólidos.

quinta-feira, 1 de novembro de 2012

O gás mostarda

O gás mostarda consiste numa substância com propriedades vesicantes que foi descrita por Riche, no seu trabalho Pesquisas sobre as combinações cloradas derivadas dos sulfuretos de metilo e etilo em 1860. O autor propôs-se aí estudar as reacções de substâncias simples contendo cloro e enxofre com o metileno e o etileno.
Alegadamente, teria sido produzido em 1822 por Despretz, o qual descreveu uma reacção do sulfureto de dicloro com o etileno. No entanto, não encontrei o respectivo relatório.
Em 1860, Guthrie no seu tratado Sobre alguns derivados das olefinas (extracto) descreve o procedimento que seguiu para fazer reagir o cloreto de enxofre com o etileno obtendo uma substância que designou por biclorossulfureto de etileno. Descreveu as suas propriedades como:

Em cor, o biclorossulfureto de etileno é quase idêntico com o bissulfureto de cloro. O seu cheiro é pungente e não desagradável, lembrando o óleo de mostarda; o sabor é adstringente e semelhante a rábano. Quantidades pequenas de vapor que difunde atacam as partes mais débeis da pele, como entre os dedos e em torno dos olhos, destruindo a epiderme.

Vemos aqui que descreveu  alguns dos efeitos patológicos da substância e, em especial, a característica com a qual foi apodada.
Em 1886 o especialista em química orgânica Viktor Meyer publicou o artigo Uber Thiodiglykolverbindugen (Sobre os compostos do Tiodiglicol), o qual pode ser, por exemplo, encontrado no Gallica. Este autor obteve um tiodiglicol por intermédio da reacção do 2-cloroetanol com o sulfato de potássio aquoso e tratou-o de seguida com tricloreto fosfórico obtendo, deste modo, a substância num estado mais puro.
O químico Clarke substituiu, em 1913, o tricloreto fosfórico por ácido clorídrico na formulação de Meyer, equanto se encontrava sob a supervisão de Fischer, em Berlim. Acabou hospitalizado devido a queimaduras causadas aquando de quebra de um dos frascos que continham a substância. Segundo Meyer, foi o relato deste evento à Sociedade Alemã de Química que catalizou a corrida do império alemão às armas químicas.

Historicamente foi uma das primeiras substâncias tóxicas letais usadsa em cenérios bélicos. Isso aconteceu durante a primeira guerra mundial, estreando-se na cidade belga Yperite. Devido a este acontecimento, o gás mustarda é também conhecido por iperite. No que concerne ao recurso a agentes químicos em cenários de guerra foi apenas precedido pelo gás lacrimogéneo que ainda hoje pode ser usado na contenção de motins, pelo cloro e pelo fosgénio (que actualmente encontra aplicações no desenvolvimento de fármacos e outros compostos orgânicos com aplicações práticas). O desenvolvimento das armas químicas, especialmente durante a segunda guerra mundial, trouxe os organofosfatos neurotóxicos como é o caso do tabun, descoberto acidentalmente durante as pesquisas de Schrader e do gás sarin que foi libertado num atentado terrorista em Tóquio no ano de 1995.