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Introdução à química geral
O método científico é muito simples. Não aceitamos uma hipótese ou teoria somente porque parece ser correta. Elaboramos testes. Uma hipótese ou teoria é aceita apenas depois de passar nos testes. O enorme progresso ocorrido desde 1600 na química, biologia e em outras ciências comprova o valor do método científico. Talvez tenha ficado a impressão de que a ciência progride em uma direção: primeiro o fato, depois a hipótese, por último a teoria. A vida real não é tão simples. Hipóteses e teorias chamam a atenção dos cientistas para a descoberta de novos fatos. Um exemplo desse roteiro é a descoberta do elemento germânio. Em 1871, a tabela periódica de Mendeleev – uma descrição gráfica de elementos organizados por propriedades – previa a existência de um novo elemento cujas propriedades seriam semelhantes às do silício. Mendeleev chamou esse elemento de ecassilício, que foi descoberto em 1886, na Alemanha (daí o nome). As propriedades desse elemento eram, de fato, semelhantes àquelas previstas pela teoria. Muitas descobertas científicas, entretanto, são frutos do acaso ou resultado de observação aleatória. Um exemplo de acaso ocorreu em 1926, quando James Sumner, da Universidade Cornell, deixou um preparado de enzimas com urease de feijão-de-porco num refrigerador durante o fim de semana. Ao retornar, Sumner constatou que a solução continha cristais e depois verificou tratar-se de uma proteína. Essa descoberta acidental levou à hipótese de que todas as enzimas são proteínas. É claro que o acaso não é suficiente para fazer avançar a ciência. Os cientistas devem ter criatividade e discernimento para reconhecer o significado de suas observações. Sumner lutou por mais de 15 anos para que sua hipótese fosse aceita, pois as pessoas acreditavam que somente moléculas pequenas podem formar cristais. Finalmente, sua visão triunfou, e ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1946.
1.3 Como os cientistas registram números? Geralmente, cientistas lidam com números muito pequenos ou muito grandes. Por exemplo, uma moeda comum de cobre contém aproximadamente 29.500.000.000.000.000.000.000 de átomos de cobre e um único átomo de cobre pesa
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Fotos mostrando diferentes ordens de magnitude. 1. Grupo de jogadores em campo (c. 10 metros) 2. Campo de futebol americano (c. 100 metros) 3. Arredores de um estádio (c. 1.000 metros)
Há muitos anos, foi inventada uma maneira fácil de lidar com números tão grandes e tão pequenos. Esse método, conhecido como notação exponencial, baseia-se em potências de 10. Em notação exponencial, o número de átomos de cobre em uma moeda é escrito como 2,95 1022 e o peso de um único átomo de cobre é escrito como 1,04 10 22 gramas A origem dessa forma reduzida pode ser vista nos seguintes exemplos: 100 1 10 10 1 102 1.000 1 10 10 10 1 103 Na forma de uma equação, temos o seguinte: “100 é 1 com dois zeros depois do 1, e 1.000 é 1 com três zeros depois do 1”. Também podemos escrever: 1/100 1/10 1/10 1 10 2 1/1.000 1/10 1/10 1/10 1 10 3 onde os expoentes negativos indicam números menores que 1. O expoente em um número muito grande ou muito pequeno nos permite contar o número de zeros. Em quantidades muito grandes ou muito pequenas, esse número pode tornar-se intratável, sendo fácil perder um zero. A notação exponencial nos ajuda a lidar com essa possível fonte de erro matemático. Quando se trata de medidas, nem todos os números que você pode gerar em sua calculadora ou computador são de igual importância. Somente o número de dígitos conhecidos com certeza é significativo. Suponha que você tenha medido o peso de um objeto como