Alessandro Volta
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta foi um químico, físico e pioneiro da eletricidade e da potência, creditado como o inventor da pilha voltaica e o descobridor do metano. Ele inventou a pilha voltaica em 1799 e relatou os resultados de suas experiências em 1800 em uma carta de duas partes para o presidente da Royal Society. Com essa invenção, Volta provou que a eletricidade poderia ser gerada quimicamente e derrubou a teoria predominante de que a eletricidade era gerada apenas pelos seres vivos. A invenção de Volta provocou uma grande quantidade de excitação científica e levou outros a conduzir experimentos semelhantes que eventualmente levaram ao desenvolvimento do campo da eletroquímica.
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta nasceu e foi educado em Como, Ducado de Milão, onde se tornou professor de física na Escola Real em 1774. A sua paixão foi sempre o estudo da electricidade, e como um jovem estudante, ele escreve um poema em latim a respeito da sua nova e fascinante descoberta. De vi attractiva ignis electrici ac phaenomenis inde pendentibus foi o seu primeiro livro científico. Apesar da sua genialidade desde jovem, começou a falar somente aos quatro anos de idade. Em 1751, com seis anos de idade, foi encaminhado pela família para a escola jesuítica, pois era de interesse familiar que seguisse carreira eclesiástica. Porém, em 1759, com quatorze anos decidiu estudar física, e dois anos depois abandonou a escola jesuítica e desistiu da carreira eclesiástica. Em 1775, aprimorou o eletróforo, uma máquina que produz electricidade estática. Volta é comumente creditado como o inventor dessa máquina, que foi de fato inventada três anos antes.
Luigi Galvani, físico italiano, por volta do ano 1800 descobriu algo que ele denominou eletricidade animal. Ele descreveu em sua obra "De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius" diversos experimentos onde estimulava nervos de rãs eletricamente e podia observar sua contração muscular. Volta fez observações no trabalho de Galvani e realizou também experimentos, concluindo que algo como eletricidade animal não existia, ou seja, que as rãs não produziam eletricidade própria. O que ocorria era que os metais utilizados na conexão dos nervos e músculos da rã estavam gerando a eletricidade que causava as contrações. Volta percebeu que as contrações nos músculos das rãs ocorriam e continuavam por um tempo enquanto havia um circuito de dois metais heterogêneos. Disto ele concluiu que o princípio de excitação residia nos metais. Havia, no entanto, muitos problemas a posição de Volta, pois era difícil de imaginar que o mero contato entre metais diferentes pudesse produzir eletricidade. Concluiu também que a corrente elétrica surgia quando estes metais estavam separados por um meio condutor, como as pernas da rã ou uma solução salina. De acordo com o físico italiano, o músculo funcionava apenas como um condutor e detector biológico da corrente elétrica. Assim, para combater a tese de Eusébio Valli (que apoiava a interpretação de Galvani) mostrando que era possível produzir contrações em rãs dissecadas sem o uso de nenhum metal, Volta deu uma interpretação simples: supôs que qualquer sequência de condutores diferentes (metálicos ou não) poderia gerar efeitos elétricos. Mesmo assim, para Volta provar sua teoria, precisaria encontrar um meio de detectar algum efeito elétrico sem utilizar nenhum material orgânico.
A eletrofisiologia surgiu por influência dos estudos sobre eletricidade. Pelos experimentos de Galvani e Volta foi observado que as contrações musculares eram provocadas por eletricidade, levando cientistas a estudar o fenômeno e suspeitar que a eletricidade fosse importante para o sistema nervoso. Volta testou seu aparato em diferentes partes de seu corpo, incluindo orelhas e olhos. Chegou a testar a lâmina metálica colocando-a dentro da boca. Ele acreditou que sua descoberta seria particularmente interessante para a medicina. Um exemplo que foi interessante para a medicina relacionado ao experimento de Volta, é a estimulação elétrica cerebral transcraniana (EMT), que vem sendo utilizado nos dias atuais para tratar diversas doenças neuropsiquiátricas. A estimulação elétrica transcraniana (EMT) consiste em realizar estímulos elétricos e magnéticos que excitam ou inibem zonas do cérebro de forma indolor e não invasiva para um restabelecimento do funcionamento cerebral relacionado ao tratamento em questão.
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Ao anunciar sua descoberta da bateria, Volta prestou homenagem Às influências de William Nicholson, Tiberius Cavallo e Abraham Bennet. A bateria desenvolvida por Volta é considerada a primeira célula eletroquímica. Consiste de dois eletrodos: um feito de zinco, outro feito de cobre. O eletrólito é o ácido sulfúrico misturado com água ou na forma de uma solução salina. O eletrólito existe na forma de 2 H + {\displaystyle {\ce {2H+}}} e SO 4 2 − {\displaystyle {\ce {SO4^2-}}} . O zinco, que é mais alto na série eletroquímica que o cobre e que o hidrogênio, reage com o sulfato ( SO 4 2 − {\displaystyle {\ce {SO4^2-}}} ) carregado negativamente. Os íons de hidrogênio positivamente carregados (prótons) capturam elétrons do cobre, formando bolhas de gás hidrogênio ( H 2 {\displaystyle {\ce {H2}}} ). Isto faz a haste de zinco o eletrodo negativo (ânion) e a haste de cobre o eletrodo positivo (cátion).
Zinco
Zn ⟶ Zn 2 + + 2 e − {\displaystyle {\ce {Zn -> Zn^2+ + 2e-}}}
Ácido Sulfúrico
2 H + + 2 e − ⟶ H 2 {\displaystyle {\ce {2H+ + 2e- -> H2}}} O cobre não reage, mas funciona como um eletrodo para a corrente elétrica. Porém, esta célula tem algumas desvantagens. É insegura para manusear, uma vez que o ácido sulfúrico é perigoso, mesmo quando diluído. Também, a potência da célula diminui com o tempo, pois o gás hidrogênio não é liberado. Ao contrário, ele acumula-se na superfície do eletrodo de cobre e forma uma barreira entre o metal e o eletrólito.
Imagem: Alessia Cross · BY-NC · Openverse
Em 1881, uma unidade eléctrica fundamental, o volt, foi nomeada em homenagem a Volta. Volta aparecia nas antigas notas de dez mil liras italianas, hoje fora de circulação. Também em sua homenagem, uma cratera lunar recebeu o seu nome. O legado deixado por Volta também pode ser lembrado através do memorial do Tempio Voltiano, um museu inaugurado em 1928, situado na cidade de Como, na Itália. É um dos museus mais visitados no local. Próximo está a Villa Olmo, que abriga a fundação Voltian, uma organização que promove atividades científicas.


