chimica

Comunicare la chimica: le abbiamo provate davvero tutte?

di Nicole Ticchi

Sarebbe molto bello e rassicurante poter dire che sì, i chimici e i divulgatori ce l’hanno messa tutta per coinvolgere il pubblico, i pubblici, nella grande e affascinante storia degli elementi e della materia e che ciò che non ha funzionato è dovuto ad una diffidenza da parte del pubblico. Verso ciò che richiama veleni, incertezza e scenari di tossicità da guerre mondiali. Dopotutto è proprio da lì, dalla Prima Grande Guerra, che la visione della chimica ha preso una deriva verso una concezione negativa, attirando verso di sé credenze e percezioni che hanno contribuito a nutrire la nota dicotomia “naturale-chimico”.

Ma se analizziamo bene la situazione possiamo facilmente renderci conto di come le responsabilità siano condivise da più attori presenti in scena e di come gli scenari di guerra abbiano fatto, in un certo senso, da spartiacque.

E prima? Prima, durante il diciannovesimo secolo, come nota il chimico e planetarista Steve Miller, c’era un forte entusiasmo nei confronti di ciò che lo studio sistematico e scientifico della materia aveva permesso di creare. Coloranti artificiali, farmaci e nuovi prodotti di sintesi erano entrati come una ventata di novità in un mondo che affrontava i frutti della rivoluzione industriale con spirito di innovazione.

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Dalla pubblicazione alla ricerca bibliografica: il fondamento della continuatività nella ricerca scientifica

Leonardo da leonardo da vinci - visione d'insiemeinci - visione d'insiemeUno degli aspetti fondamentali ed imprescindibili della cultura scientifica contemporanea è quello della continuatività.
Lo scienziato geniale ma isolato dal mondo e, cosa più importante, dai suoi colleghi scienziati del resto della comunità scientifica, è un ricordo romantico di un passato piuttosto remoto, lontano da noi ormai di alcuni secoli, ma nel cuore e nell’immaginario di molti “non addetti ai lavori” continua non soltanto ad esistere, ma a portare in qualche modo la bandiera dell’avamposto della ricerca.
Lo scienziato isolato era spesso un tuttologo, o per lo meno un personaggio poliedrico, dotato di una cultura vasta e trasversale rispetto a vari campi del sapere (si pensi a Leonardo da Vinci: ingegnere, anatomista, pittore…), in grado così di recuperare con il proprio sforzo personale quel gap informativo subìto a causa del suo isolamento. Un isolamento dovuto ad una molteplicità di fattori, quasi mai una scelta del singolo: dall’assenza di mezzi di comunicazione rapidi (a parte non poter mandare e-mail, non esisteva il telefono e la corrispondenza poteva arrivare a distanza di mesi… se arrivava), alla difficoltà negli spostamenti, fino alla difficoltà nello stampare e diffondere i libri.

antichi faldoni documentali per archiviazione in biblioteca

antichi faldoni documentali per archiviazione in biblioteca

Quando intraprendeva uno studio, uno scienziato di questo tipo non poteva essere del tutto sicuro che qualcun altro non lo avesse già intrapreso, magari pochi anni prima o nel suo stesso momento.

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Quando a Napoli ci fu il boom della Chimica…

di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

Alfonso Maria Liquori

Alfonso Maria Liquori

Accadde negli anni ’60 con l’arrivo alla Federico II del chimico Alfonso Maria Liquori (Napoli, 1926 – Roma, 2000).

Il napoletano Liquori, ritornò nella sua città nel 1960 con un curriculum unico e ricco di suggestioni internazionali. Laureatosi in Chimica a La Sapienza di Roma giovanissimo era stato al Polytechnic Institute di New York e quindi al Cavendish Laboratory di Cambrige, lavorando in un clima di grande libertà intellettuale a stretto contatto con i chimici più brillanti del tempo, spesso Nobel laureate.
Lelio Mazzarella e Guido Barone, allievi di Liquori (di cui sono stato a mia volta allievo) e Pietro Greco hanno ripercorso l’esperienza intellettuale del maestro e il contesto socio-politico in cui operò nel loro ultimo libro Alfonso Maria Liquori. Il risveglio scientifico negli anni ’60 a Napoli (Bibliopolis, 2013).

La strumentazione che permise la sintesi del polipropilene isotattico (Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia, Leonardo da Vinci, Milano).

La strumentazione che permise la sintesi del polipropilene isotattico (Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia, Leonardo da Vinci, Milano).

Durate la stimolante esperienza internazionale, Liquori sviluppò non solo competenze specialistiche di primo ordine in campo cristallografico, macromolecolare e di chimica teorica ma una mentalità nuova, una visione interdisciplinare con incursioni (come soleva chiamarle) tra le diverse discipline, con la consapevolezza della necessità del superamento delle tradizionali barriere culturali, steccati di potere e non di sapere.

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Dal gas ideale alla soluzione ideale: perché abbiamo bisogno di concetti ideali?

di Gustavo Avitabile

Tutti gli studenti si sono incontrati con la formula del gas ideale.
La bellezza di questa formula è che descrive il comportamento di tutti i gas.  Il prodotto della Pressione per il Volume è proporzionale al prodotto della Temperatura per il numero di moli n, attraverso la costante di proporzionalità R, la stessa per qualsiasi gas.pV=nRT

Però questa formula ha anche un grosso limite.  Non descrive esattamente il comportamento dei gas, ma solo in modo approssimato.  Se facciamo misure su di un certo gas, troviamo che il comportamento è circa quello previsto da P V = n R T, ma se le misure sono precise ci sono degli scostamenti.  E mentre la formula generale è la stessa per tutti i gas, questi scostamenti dipendono invece da quale gas consideriamo.

Il gas ideale

Come interpretare questo stato di cose?  L’interpretazione corrente è che tutti i gas corrispondono a un modello di base che è lo stesso per tutti, ma poi ogni singolo gas se ne allontana con caratteristiche sue proprie. Si definisce allora il gas ideale, come quello che ha solo le proprietà generali e comuni a tutti. In altri termini, il gas ideale è, per definizione, quello che rispetta l’equazione P V = n R T.  

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John Dalton, padre della teoria atomica moderna

di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

In chimica i primi anni dell’800 furono dominati dalla teoria atomica proposta da Dalton che spiegò in modo semplice ed efficace le leggi fondamentali delle combinazioni chimiche.
John nacque nel 1766 da un povero tessitore quacchero. Appena dodicenne, già impartiva lezioni di fisica e matematica nel piccolo paese natale di Eaglesfield. Si narra che avesse stupito i contadini dimostrando loro che 60 metri quadri erano diversi da 60 metri al quadrato…
Presto si appassionò alle osservazioni meteorologiche, interesse che coltivò per tutta la vita.
Nel 1793 fu chiamato ad insegnare matematica e filosofia naturale al New College di Manchester, la non-conformist accademy dove aveva insegnato Priestley. Tuttavia, per poter disporre di più tempo per le sue ricerche diede le dimissioni per continuare con le lezioni private.

una sala della Manchester Literary and Phylosophical Society

una sala della Manchester Literary and Phylosophical Society

Nel 1800 fu nominato segretario della Manchester Literary and Phylosophical Society dove operò fino alla fine.
Da bravo quacchero condusse una vita molto misurata. Unica sua distrazione fu il gioco delle bocce: è verosimile che la familiarità che aveva con le bocce lo condusse a pensare agli elementi chimici in termini di particelle sferiche che rotolano, si urtano, si raggruppano…
Come conseguenza delle sue osservazioni meteo arrivò a riflettere sulla composizione dell’aria: ossigeno, azoto, anidride carbonica e acqua erano uniti chimicamente o semplicemente mescolati?

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Il vivente: dall’ottica meccanica a quella chimica

Articolo 14/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni VillaniIn questo lavoro vorrei evidenziare, in un campo non chimico, l’uso delle molecole come mezzo esplicativo. Per quanto detto, molti sono i settori e gli argomenti che potrebbero essere usati per questo scopo in quanto ogni aspetto “materiale” ha una sua controparte chimica. Abbiamo scelto di volgere lo sguardo alle possibilità che il vario e complesso mondo molecolare offre all’animato. Le ragioni sono abbastanza ovvie da non necessitare di ulteriori precisazioni.

robot a forma di artropodeAlla nascita della scienza moderna, il programma scientifico riguardante il vivente, delineato da Cartesio per la prima volta nel Discours de la méthode (1637), era fondato sulla convinzione che tutte le funzioni vitali degli organismi, anche le più complesse e indecifrabili, fossero in definitiva riconducibili a processi e relazioni di tipo fisico-meccanico. Tale programma aveva lo scopo di riportare le misteriose forze della vita all’ambito di tecniche di analisi e di controllo tipicamente fisico. Il principio dell’unità e dell’uniformità della natura, che d’ora in poi costituirà una delle grandi eredità del meccanicismo, puntava a fare della biologia e della medicina una semplice sezione della fisica, soggetta agli stessi procedimenti logico-matematici e alla stessa legalità scientifica.

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La spiegazione chimica con le molecole

Articolo 12/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni VillaniUna discussione generale sulla spiegazione scientifica è al di fuori di questo contesto. Noi qui abbiamo di mira solamente un aspetto particolare del problema della spiegazione scientifica: il tipo di spiegazione che si ottiene utilizzando il piano molecolare. Come si vedrà meglio in seguito, ciò equivale a parlare del tipo di spiegazione che fornisce la chimica e la sua specificità rispetto a quella fornita da altre discipline.

Fino a qualche decennio fa la posizione predominante a livello epistemologico era che la spiegazione scientifica era unitaria e assimilabile a quella che si applicava alla fisica, quella che si basa sulle leggi di natura. Tale posizione si basava sull’idea che era proprio questo tipo unificante di spiegazione che rendeva scientifica una branca del conoscere. Attualmente, questa posizione è minoritaria ed è riconosciuto, a livello epistemologico, una diversità di spiegazioni scientifiche.

Locke - saggi sulla legge naturaleIl principale modello di spiegazione fisica è quello nomologico-deduttivo descritto da Hempel e Oppenheim nel 1948. Secondo questo modello il fenomeno empirico – l’explicandum – è spiegabile in termini di un explicans, costituito da un complesso di leggi naturali e da certe condizioni iniziali.

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Il concetto di trasformazione in scienza

Articolo 9/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni VillaniDa sempre, il concetto di ente e quello di trasformazione sono il binomio con cui spiegare la persistenza e la variabilità di tutto il mondo che ci circonda, da quello inanimato a quello animato, all’uomo e ai suoi prodotti.   Nei lavori precedenti ci siamo soffermati soprattutto sugli enti.  In questo e nel prossimo ci soffermeremo sul concetto di trasformazione, trattando sia gli aspetti generali, in questo lavoro, sia gli aspetti chimici, nel prossimo, noti con il nome di reattività.

Tutti gli enti, e le loro proprietà, sono dinamici per natura.   Di realmente statico nell’universo non esiste niente, e, tuttavia, non tutto si trasforma alla stessa velocità.   Sono proprio le differenti velocità di trasformazione dei diversi enti che ci consentono di parlare di “enti” come oggetti statici e indipendenti dal tempo.   Le differenti velocità di trasformazione determinano la scala dei tempi che, con quella della dimensione e dell’energia, ci consente di separare il “complesso” che evolve in una parte statica e una dinamica in trasformazione.   È, infatti, questa scala dei tempi che ci permette di differenziare concettualmente i vari processi in gioco, annullando i processi che operano lentamente nell’intervallo dei tempi in esame, ottenendo proprietà e enti statici, accanto ad altre proprietà e enti in reale trasformazione in quell’intervallo di tempo.

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Il concetto “culturale” di materia

Articolo 2/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni Villani

Il primo capitolo del libro La chiave del mondo è intitolato “La materia per i filosofi: la sostanza” e in questo articolo intendiamo riferirci proprio a come il mondo filosofico ha trattato questo concetto e come esso si è da sempre collegato al mondo scientifico.  L’importanza di questo argomento è che, come si dice nel libro:
“Il concetto di sostanza è stato fondamentale praticamente per tutti i filosofi. Infatti, tale concetto non soltanto ha costituito, dai filosofi greci ai giorni nostri, il fulcro di ogni metafisica, ma spesso ha costituito anche il collegamento delle metafisiche dei filosofi con la loro idea del mondo materiale.  Tramite questa strada, questo concetto ha rappresentato, in tutti e due i versi, il luogo di scambio tra il mondo filosofico e quello scientifico.”
Non sono, invece, parte integrante di questo articolo discorsi filosofici più generali, come il “materialismo” contrapposto allo “spiritualismo”, e tutte le considerazioni connesse a queste “ideologie”.

materialiIl termine “materia” è spesso soppiantato da quello di “sostanza” in ambito filosofico.  

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Perchè mangiamo? Le ragioni dell’alimentazione, dal punto di vista del chimico

COSA SIGNIFICA ALIMENTARSI

L’alimentazione è il modo con il quale le sostanze chimiche presenti in natura entrano a far parte della realtà biologica di un vivente, costituendo le basi imprescindibili per la sua crescita, il suo mantenimento energetico e la sua corretta funzionalità.
esempio di alimentazione in un organismo eterotrofoRestringendo il campo al seppur vastissimo ambito di noi organismi eterotrofi, le piante e gli animali che mangiamo diventano parte di noi in funzione delle sostanze chimiche che li compongono.   La composizione chimica di un essere vivente diventa per tanto la chiave che giustifica, pilota e traghetta in qualche modo la trasmutazione, per molte culture ritenuta una sorta di magia un po’ macabra ma sicuramente sacra, di un essere vivente in un altro.

La chimica, le sostanze chimiche semplici, quindi non le cellule o i tessuti che pure li contenevano in origine, rappresentano cosa un organismo eterotrofo va a cercare in un alimento, per quanto esso possa essere introdotto nel nostro apparato digerente in forma estremamente complessa.  Possiamo anche pensare di ingoiare un’aringa intera, completa di testa e di coda: se mai riusciremo a digerirla, quello che passerà effettivamente nel nostro corpo, ovvero nel flusso sanguigno, e da lì ai vari organi, saranno sostanze chimiche semplici, specie chimiche ben definite, riportabili ad una struttura molecolare perfettamente definita e di solito neanche particolarmente complessa.  

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