flogisto

Dall’alchimia alla chimica: la teoria del Flogisto

di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

E’ tempo di Natale, tempo di raccogliersi davanti al camino, al fuoco… è tempo di raccontare la storia del flogisto, la prima teoria chimica che segnò il definitivo superamento dell’alchimia.

Nella nascente chimica del ‘600-‘700 la calcinazione dei metalli, ovvero la trasformazione mediante il calore di un metallo nella calce (ossido) corrispondente e la successiva riduzione delle calci nuovamente a metallo, furono al centro del dibattito scientifico.

Robert Boyle (1627-1691) nei New Experiments del 1673, osservò un fenomeno molto importante: le calci ottenute pesavano più del metallo di partenza. Boyle interpretò questo risultato ipotizzando i ‘corpuscoli ignei’, questi attraversando i pori del crogiolo, si combinavano coi metalli aumentando il peso della calce prodotta. In accordo con la visione newtoniana, il fuoco veniva considerata una sostanza di natura particellare.

Proprio in questo periodo Georg Ernst Stahl (1660-1734) elaborò la teoria del flogisto. Egli avversò il ‘meccanicismo atomistico’ (che infine avrebbe prevalso) ritenendolo incapace di spiegare interamente le reazioni chimiche. In questo modo implementando le idee del maestro Johann Joachim Becher (1635-1682) sviluppò una teoria chimica basata su ‘entità portatrici di qualità’ ed approdò al flogisto.

La teoria del flogisto rappresentò il primo sforzo di razionalizzare l’insieme dei fatti chimici che la ricerca infaticabile e irrazionale degli alchimisti aveva prodotto fino a quel momento. Continua...

Antoine-Laurent de Lavoisier, padre della chimica moderna

di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

Lavoisier, scoprì il ruolo dell’ossigeno nella combustione e calcinazione dei metalli archiviando la teoria del flogisto, enunciò il principio di conservazione della massa nelle reazioni, riformò la nomenclatura, propose le tableau des substances simples, fondò la chimica moderna su basi quantitative.

Antoine-Laurent nacque il 1743 in una famiglia benestante. Giovanissimo, fu soggiogato dal fascino della sperimentazione chimica e dal rigore per la classificazione naturalistica: presto si dedicò appassionatamente alla chimica lavorando nel suo laboratorio lunghe alla fornace.

Entrato nelle Fermes Générales (la nostra ‘Equitalia’) diventò frequentatore del salotto di Jaques Paulze, un illuminato aristocratico che riuniva intellettuali come Laplace, Franklin e Condorcet. Di amabili maniere, ivi conobbe e sposò Marie-Anne Pierrette, quattordicenne figlia del padrone di casa. Ella avrà un ruolo importante nella sua opera: fu musa ispiratrice e disegnatrice delle bellissime tavole delle sue relazioni e del Traité.

A ventidue anni ricevette la medaglia d’oro dall’Accademia per aver trovato il miglior sistema d’illuminazione delle strade di Parigi, lavorandoci accanitamente per mesi.

Quindi, si dedicò alla falsificazione dell’antica credenza che l’acqua potesse trasformarsi in terra e roccia. Fin dai tempi di Talete di Mileto che vide nell’acqua l’archè di tutte le cose, si era ritenuto che l’acqua per evaporazione si trasformasse in pietra e terra. Continua...

Henry Cavendish: lo scopritore dell’idrogeno che pesò il mondo

di Vincenzo Villani

Continuiamo con la rilettura dei chimici illustri raccontati da Bertrand Jaffe nelle sue biografie.  E’ la volta di Henry Cavendish, milionario eccentrico e geniale che scoprì l’idrogeno e decompose e sintetizzò l’acqua.

Henry nacque nel 1731 in una nobile famiglia inglese di condottieri, dignitari e navigatori, cavendo tutus (sii sicuro esercitando la prudenza) era il loro motto. Egli portò quest’indole a limiti estremi in tutt’altra direzione: riservato e solitario fu assorbito dalla ricerca scientifica in modo completo. Fu abilissimo sperimentatore, la Scienza per lui significò ‘misurare’. Seppe concepire apparecchiature ed esperimenti la cui precisione ha sfidato il tempo.

sviluppo di idrogeno gassoso dalla reazione di un metallo con un acidoGià Paracelso, ultimo degli alchimisti e primo dei chimici, nel ‘500 aveva osservato che l’acido solforico reagiva col ferro liberando misteriose bollicine. Cavendish, si propose di studiare la natura di quel gas incognito che bruciava con una fiammella azzurra: forse si trattava del flogisto, lo spirito imponderabile che si liberava nella combustione. Per indagare, utilizzò acidi e metalli diversi: ferro, zinco e stagno, acido cloridrico e solforico, in tutti i casi ottenne la stessa fiamma azzurra… Era incredibile che lo stesso composto si liberasse in reazioni così diverse: non poteva trattarsi che del fantomatico flogisto, che si riteneva presente nei metalli. Continua...

Anche tra vecchi scaffali si nasconde la Chimica…

di Vincenzo Villani

Tra gli scaffali impolverati di una vecchia libreria, ho scovato il volume di Bernard Jaffe La conquista della materia tradotto da Stefano Fachini per Mondadori nel 1937.  E’ una storia della chimica di carattere divulgativo, scritta con una prosa d’altri tempi, con enfasi romantica. Vi vengono trattate le figure dei chimici più eminenti (a partire dagli alchimisti…) in un racconto avvincente e rigoroso che conserva tutt’oggi una valenza didattica. Così, mi sono riproposto di condividere la mia piccola scoperta riadattando la narrazione in chiave moderna conservando tuttavia, il fascino del passato.

Cominciamo con l’ecclesiastico che scopre l’alimento della vita: Joseph Priestley, lo scopritore dell’ossigeno.  Siamo a Birmingham, è il 14 luglio del 1791, anniversario della caduta della Bastiglia. L’Inghilterra è percorsa da venti di rivolta: Priestley è un pastore dissidente, un presbiteriano. Si era pericolosamente speso a favore dei coloni americani nella lotta per l’indipendenza. La sua casa fu assalita dai conservatori e libreria, manoscritti e strumenti scientifici dati alle fiamme…
Egli fu filosofo, teologo, politico e…chimico: sempre controcorrente, mosso da grandi ideali di giustizia e verità. Sebbene dilettante, fu mosso da grande curiosità scientifica e la sua opera fu tanto vasta da contribuire a rivoluzionare la chimica: scoprì metodiche nuove e dieci nuovi gas. Continua...

alcune delle molecole che hanno cambiato il mondo… nel suo rapporto con la chimica

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Non è raro che fra chimici ci si ponga talvolta il quesito: quali sono le (poche) molecole che hanno realmente cambiato il mondo?  Sull’argomento sono stati scritti saggi di divulgazione scientifica di successo (es. “I bottoni di Napoleone – come 17 molecole hanno cambiato la storia” – P. Le Conteur, J. Burreson – Longanesi, 2007), una moltitudine di articoli e di post sui blog scientifici e non, nonché un’edizione del Carnevale della Chimica, la tredicesima datata gennaio 2012, della quale questo intervento costituisce parte integrante.
i bottoni di napoleone - come 17 molecole hanno cambiato la storia” - P. Le Conteur, J. Burreson - Longanesi, 2007Gli elenchi delle molecole proposte annoverano per lo più le “invenzioni” (sempre in termini molecolari, naturalmente) che hanno consentito, direttamente o permettendo a loro volta la costruzione di manufatti più complessi, il miglioramento della qualità (nonché della durata) della nostra vita, fino a rendersi a tutti gli effetti indispensabili, sempre che non si accetti collettivamente di ritornare nelle condizioni di esistenza di alcuni secoli or sono.   La prospettiva secondo la quale queste molecole sono selezionate è quindi per lo più di tipo utilitaristico e funzionale alla loro applicazione, incanalandosi in questo modo in quell’importantissimo filone – ma pur sempre di un filone si tratta – della chimica applicata ed industriale, per intenderci quella per mezzo della quale vengono realizzati prodotti su larga scala, quelli che entrano alla fine nelle nostre case e con i quali possiamo avere a che fare tutti i giorni. Continua...

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