Química inorgânica

Wöhler investigou mais de vinte e cinco elementos químicos durante sua carreira.^[12] Hans Christian Ørsted foi o primeiro a separar o elemento alumínio em 1825, usando uma redução do cloreto de alumínio com um amálgama de potássio.^[13] Embora Ørsted tenha publicado suas descobertas sobre o isolamento do alumínio na forma de pequenas partículas, nenhum outro investigador conseguiu replicar com sucesso seus resultados até 1936. Ørsted é agora creditado pela descoberta do alumínio.^[14] As descobertas de Ørsted sobre a preparação do alumínio foram desenvolvidas por Wöhler, com a permissão de Ørsted. Wöhler modificou os métodos de Ørsted, substituindo o metal de potássio pelo amálgama de potássio para a redução do cloreto de alumínio. Usando este método aprimorado, Wöhler isolou o pó de alumínio em forma pura em 22 de outubro de 1827. Ele mostrou que o pó de alumínio poderia se converter em esferas sólidas de alumínio metálico puro em 1845. Por este trabalho, Wöhler é creditado com o primeiro isolamento do alumínio em forma pura.^[15][16]

Em 1828, Wöhler foi o primeiro a isolar o elemento berílio em forma metálica pura (também isolado independentemente por Antoine Bussy).^[8][17] No mesmo ano, ele se tornou o primeiro a isolar o elemento ítrio em forma metálica pura.^[18] Ele alcançou essas preparações aquecendo os cloretos anidros de berílio e ítrio com potássio metálico.^[9]

Em 1850, Wöhler determinou que o que até então se acreditava ser titânio metálico era uma mistura de titânio, carbono e nitrogênio, a partir da qual ele derivou a forma mais pura isolada até aquela época.^[19] (O titânio elementar foi posteriormente isolado em forma completamente pura em 1910 por Matthew A. Hunter.)^[20] Ele também desenvolveu uma síntese química do carbeto de cálcio e do nitreto de silício.^[21]

Wöhler, trabalhando com o químico francês Sainte Claire Deville, isolou o elemento boro em uma forma cristalina. Ele também isolou o elemento silício em uma forma cristalina. As formas cristalinas desses dois elementos eram anteriormente desconhecidas. Em 1856, trabalhando com Heinrich Buff, Wöhler preparou o composto inorgânico silano (SiH₄). Ele preparou as primeiras amostras de nitreto de boro fundindo ácido bórico e cianeto de potássio. Ele também desenvolveu um método para a preparação do carbeto de cálcio.^[9]

Wöhler tinha interesse na composição química de meteoritos. Ele mostrou que algumas pedras meteóricas contêm matéria orgânica. Ele analisou meteoritos e, por muitos anos, escreveu o resumo sobre a literatura de meteoritos nos Jahresberichte über die Fortschritte der Chemie. Wöhler acumulou a melhor coleção particular de pedras e ferros meteóricos que existia.^[9]

Química orgânica

Em 1832, sem suas próprias instalações de laboratório em Kassel, Wöhler trabalhou com Justus Liebig em seu laboratório em Giessen. Naquele ano, Wöhler e Liebig publicaram uma investigação sobre o óleo de amêndoas amargas. Através de sua análise detalhada da composição química deste óleo, eles provaram por seus experimentos que um grupo de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio pode se comportar quimicamente como se fosse o equivalente a um único átomo, ocupar o lugar de um átomo em um composto químico e ser trocado por outros átomos em compostos químicos. Especificamente, sua pesquisa sobre o óleo de amêndoas amargas mostrou que um grupo de elementos com a composição química C₇H₅O pode ser pensado como um único grupo funcional, que passou a ser conhecido como radical benzoíla. Desta forma, as investigações de Wöhler e Liebig estabeleceram um novo conceito em química orgânica referido como radicais compostos, que teve uma profunda influência no desenvolvimento da química orgânica. Muitos outros grupos funcionais foram posteriormente identificados por investigadores subsequentes com ampla utilidade na química.^[9]

Liebig e Wöhler exploraram o conceito de isomeria química, a ideia de que dois compostos químicos com composições químicas idênticas poderiam ser substâncias diferentes devido a diferentes arranjos dos átomos na estrutura química.^[1] Aspectos da isomeria química originaram-se na pesquisa de Berzelius. Liebig e Wöhler investigaram o fulminato de prata e o cianato de prata. Esses dois compostos têm a mesma composição química, mas são quimicamente diferentes. O fulminato de prata é explosivo, enquanto o cianato de prata é um composto estável. Liebig e Wöhler reconheceram estes como exemplos de isomeria estrutural, o que foi um avanço significativo na compreensão da isomeria química.^[22]

Wöhler também tem sido considerado um pesquisador pioneiro na química orgânica como resultado de sua demonstração em 1828 da síntese em laboratório da ureia a partir do cianato de amônio, em uma reação química que passou a ser conhecida como "síntese de Wöhler".^[8][23][24] A ureia e o cianato de amônio são outros exemplos de isômeros estruturais de compostos químicos. Aquecer o cianato de amônio o converte em ureia, que é seu isômero. Em uma carta ao químico sueco Jöns Jacob Berzelius no mesmo ano, ele escreveu:

"De certa forma, não posso mais conter minha água química. Devo dizer-lhe que posso fazer ureia sem o uso de rins, ou de qualquer animal, seja homem ou cão. Descobri que sempre que se tenta combinar ácido ciânico e amônia, uma substância cristalina é produzida, que [...] não reage como ácido ciânico ou amônia [...], então não foi necessário mais do que um estudo comparativo da ureia da urina, que eu mesmo havia produzido em todos os aspectos, e da ureia ciânica. Se [...] nenhum outro produto foi obtido senão a ureia, a ureia da urina tinha que ter exatamente a mesma composição que a amônia ciânica, afinal. E este é de fato o caso."^[25]

A demonstração da síntese da ureia por Wöhler passou a ser considerada uma refutação do vitalismo, a hipótese de que os seres vivos estão vivos por causa de alguma "força vital" especial. Foi o começo do fim para uma hipótese vitalista popular, a ideia de que compostos "orgânicos" só poderiam ser feitos por seres vivos. Ao responder a Wöhler, Jöns Jakob Berzelius reconheceu que os resultados de Wöhler eram altamente significativos para a compreensão da química orgânica, chamando as descobertas de uma "jóia" para a "coroa de louros" de Wöhler. Ambos os cientistas também reconheceram a importância do trabalho para o estudo da isomeria, uma nova área de pesquisa.^[26]

O papel de Wöhler na derrubada do vitalismo teria se tornado exagerado com o tempo. Essa tendência pode ser rastreada até a História da Química de Hermann Kopp (em quatro volumes, 1843–1847). Ele enfatizou a importância da pesquisa de Wöhler como uma refutação do vitalismo, mas ignorou sua importância na compreensão da isomeria química, estabelecendo um tom para escritores subsequentes.^[26] A noção de que Wöhler sozinho derrubou o vitalismo também ganhou popularidade depois que apareceu em uma história popular da química publicada em 1931, que, "ignorando qualquer pretensão de precisão histórica, transformou Wöhler em um cruzado".^{[27][28][29][30][31][32][33][34]}

Ao contrário do que se pensava na época de Wöhler, o cianato não é um ânion puramente inorgânico, pois é formado em várias vias metabólicas.^[35] Assim, a conversão do cianato de amônio em ureia não foi um exemplo de produção de um composto orgânico a partir de um precursor inorgânico.