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Berzelius, il padre della moderna notazione chimica

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di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

ossido nitroso e sue applicazioni: dall'anestesia (gas esilarante) alla propulsione

ossido nitroso e sue applicazioni: dall’anestesia (gas esilarante) alla propulsione

Jons Jacob Berzelius, figlio di un maestro di scuola, nacque nel Gotland in Svezia nel 1779.   Nel 1796 all’università di Uppsala rimase affascinato dalla chimica: “Un giorno stavo preparando dell’acido nitrico fumante e mi accorsi che si svolgeva un po’ di gas. Lo raccolsi per vedere che gas fosse: raramente ebbi un istante di gioia così piena e così pura come quando immessa nel gas una fiammella, la vidi ardere vivacemente illuminando il mio oscuro laboratorio”.  Si trattava di ossido nitroso (N2O), agente ossidante e comburente per motori e razzi che ad alta temperatura si dissocia in azoto e ossigeno.  Tuttavia, la relazione che preparò fu rifiutata dall’Accademia delle Scienze in quanto scritta utilizzando la rivoluzionaria nomenclatura chimica di Lavoisier
Nel 1800, destando grande clamore, Alessandro Volta annunciò l’invenzione della sua pila per produrre energia elettrica.  Il nostro comprese le immense potenzialità della pila voltaica e nel 1803 dimostrò la possibilità di decomporre i composti raccogliendo i metalli al polo negativo e i ‘metalloidi’ (come battezzò gli elementi non metallici) a quello positivo (il concetto di elettricità positiva e negativa era stato da poco introdotto da Benjamin Franklin).
Humphrey Davy, il grande chimico inglese, usando la pila di Volta e i dati di Berzelius arrivò ad isolare un nuovo elemento che destò vivo interesse: il potassio.   Utilizzando potassa (KOH) fusa e una potente pila composta da 150 elementi, raccolse al catodo di platino globuli argentei di potassio che si infiammavano spontaneamente all’aria.
Negli Annals of Philosophy del 1814, Berzelius abbandonò l’antico linguaggio chimico grafico introducendo quello moderno, algebrico:  “I simboli chimici devono essere lettere, per la maggior facilità con cui queste si leggono…D’ora innanzi sceglierò come simboli la lettera iniziale del nome latino degli elementi: Carbo, C; Hydrogen, H; Nitrogen, N; Phosphorus, P; Oxigen, O; Sulphur, S…Se le prime due lettere fossero comuni a due metalli, userò l’iniziale e la prima lettera che le due parole non hanno in comune, come: Aurum, Au; Argentum, Ag…”.
notazione chimica su collezione di composti di Berzelius
Aderendo alla teoria atomica di Dalton, usò i simboli degli elementi come espressione del loro peso atomico.  Inoltre, unì i simboli per rappresentare i ‘composti semplici’.  Così l’ossido di rame diventa CuO e il solfuro di zinco ZnS…  Infine, indicò il numero degli atomi con un ‘esponente algebrico’ per indicare che nel composto vi era più di un atomo di quell’elemento. Tali esponenti erano apici scritti in alto a destra del simbolo chimico, così il biossido di carbonio diviene CO2 e l’acqua H2O: era nato il modo moderno di scrivere le formule chimiche (con la sola differenza che oggi il numero di atomi è indicato come pedice)!

alcune apparecchiature originali utilizzate da Berzelius

alcune apparecchiature originali utilizzate da Berzelius

I pesi atomici relativi di Dalton non erano né accurati né completi: Berzelius era consapevole che per far progredire la chimica erano necessari pesi relativi ‘esatti’.  Per essere sicuro dei suoi risultati doveva purificare i reattivi infinite volte.  Spesso costruiva da sé gli strumenti necessari, aiutato dal soffiatore di vetro Giosuè Vaccano.  Escogitò nuovi apparecchi, sviluppò nuovi processi di purificazione e tecniche analitiche…
Per dieci anni fu completamente assorbito dall’insegnamento, dalla stesura del Lehrbuch der Chemie e dalla determinazione della composizione di oltre duemila sostanze.  Stabilì la serie dei pesi atomici dei cinquanta differenti elementi chimici allora noti.  Confrontando i pesi atomici di Dalton con quelli di Berzelius e quelli moderni si resta impressionati dalla precisione ed esattezza di questo grandioso sperimentatore. Ad esempio, Piombo: 95, 207.12, 207.2; Argento: 100, 108.12, 107.87; zolfo: 13, 32.18, 32.06…

Colori dei sali di vanadio in soluzione acquosa

Colori dei sali di vanadio in soluzione acquosa. Da sinistra a destra: +2, +3, +4, +5.

Lavorò a lungo al Karolinska Institutet di Stoccolma finché la sua salute si indebolì al punto da non poter più maneggiare la vetreria: era diventato il più celebre chimico del tempo, ricoperto di onorificenze d’ogni sorta. Aveva scoperto il cerio (1803), il selenio (1818), il torio (1828), il silicio (1823), lo zirconio (1824), il tantalio (1824) e studiato e preparato un gran numero dei loro composti.  Scoprì l’acido tartarico racemico (miscela delle due forme attive d- e l-tartarico), i ferrocianuri (ad esempio il ferrocianuro ferrico, Fe4[Fe(CN)6]3, il mitico blu di prussia…) e i composti del vanadio.  Formulò il concetto di isomeri e studiò i fenomeni delle ‘azioni di contatto’ che chiamò catalisi.  Nel 1833 coniò il termine ‘polimero’, ovviamente non alludendo alle macromolecole (il cui concetto sarà introdotto un secolo dopo…) ma a quei composti organici aventi la stessa formula empirica ma differente peso molecolare: i più grandi erano detti polimeri del più piccolo, ad esempio il glucosio C6H12O6 era un polimero della formaldeide, CH2O…

monumeto in onore di Berzelius a Stoccolma

monumeto in onore di Berzelius a Stoccolma

Alcune sue audaci generalizzazioni furono rigettate.  Ad esempio, la ‘teoria della forza vitale’ secondo cui i composti organici sono sintetizzati esclusivamente dagli organismi viventi mediante una forza misteriosa. Fu il suo allievo Friedrich Wohler che nel 1828 assestò il primo duro colpo alla teoria del maestro con la sintesi in laboratorio dell’urea…
Le sue duecentocinquanta memorie arricchirono enormemente ogni campo della ricerca chimica lasciando un patrimonio di conoscenze immenso.  Morì ricco, nobile e famoso a Stoccolma nel 1848.

 

 

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