L’odore dei libri

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Gianfranco Scorrano, ex Presidente SCI

Tanti anni fa, poco dopo la fine della seconda guerra mondiale, iniziai la mia vita scolastica apprendendo a leggere: una scoperta fantastica. Mi appassionava leggere il giornale che mio padre di tanto in tanto acquistava ed ero francamente attirato dall’odore acre che la stampa (forse il solvente che serviva a sciogliere l’inchiostro) si portava dietro. In famiglia mi convinsero a studiare, alla fine della quarta elementare, sacrificando le vacanze estive per fare l’esame di ammissione alla scuola media, “saltando” così la quinta elementare. La promessa di ricevere in regalo, in caso di successo, un volume di una enciclopedia (di proprietà della maestra), fu decisiva: purtroppo, però, non fu mantenuta, creando una grossa disillusione nel giovane scolaro.

La passione dei libri mi è comunque rimasta. Però, sviluppando la mia carriera di chimico, ho poi guardato a questa affezione con occhio anche attento non solo a quello che vi è scritto, ma anche come il libro è “fatto”.

Cominciamo dalla carta. Tanto per dare una impressione della complessità della preparazione della carta date un’occhiata allo schema sopra riportato. E guardiamo qualche punto interessante. Dopo lo scortecciamento e il taglio in chips, il legno è sottoposto alla lisciviazione alcalina per sciogliere le parti solubili: grosso modo possiamo calcolare la composizione del legno così: cellulosa 45%, emicellulosa 30%, lignina 20% e estraibili vari: terpeni, resine, acidi grassi (circa 5%).

fig1libri

La cellulosa è il polimero del glucosio:

Lignina   fig2libri                                                                  Cellulosa

fig3libri

L’emicellulosa è anch’esso un polimero ma di zuccheri diversi, inoltre ha una struttura ramificata e non fibrosa. La caratteristica principale delle emicellulose è la loro facile idratabilità, e quindi capacità di sciogliersi in acqua.

La lignina è insolubile in acqua, negli acidi minerali forti, negli idrocarburi; è solubile nelle soluzioni acquose di alcali; quella estratta dal legno si presenta come una polvere, per lo più di color bruno, priva di struttura cristallina.

Ecco quindi che la chimica interviene per recuperare dal legno la cellulosa che serve per fare la carta: la separazione della cellulosa da emi-celllulosa , lignina ed altro avviene per lavaggio con soluzione alcalina acquosa.

Un altro punto cruciale è quello del trattamento chimico superficiale: questo può consistere di molti prodotti per vari scopi. A solo titolo di esempio vi riporto il trattamento, usato per circa 140 anni dal 1850, con rosina o colofonia, essenzialmente costituito da acido abietico, e solfato di alluminio:

rosina o acido abietico fig4libri

L’aggiunta di rosina sulla superficie della carta è necessaria per rendere la carta idrofobica e perciò stampabile con inchiostro che non diffondesse sulla superficie ma che restasse leggibile. Per favorire l’assorbimento della rosina veniva aggiunto come mordente il solfato di alluminio [Al2(SO4)3], efficiente, ma…

Il solfato di alluminio reagisce con acqua secondo la reazione

Al2(SO4)3 + 6H2O –> 2Al(OH)3 + 3H2SO4

producendo così un ambiente acido [una soluzione al 5% di Al2(SO4)3 in acqua ha un pH inferiore a 2,9]. Naturalmente questo significa che la carta trattata con solfato di alluminio pian piano sviluppa, con l’umidità atmosferica, una acidità ben sufficiente ad idrolizzare il legame acetalico del glucosio portando quindi alla distruzione della carta.

[Il solfato di alluminio è anche citato nel libro di Alberto Cavaliere, La Chimica in versi,

L’allume tipico,

quello ordinario,

è assai notevole,

d’un uso vario,

ma più s’adopera

come mordente;

si trova libero

diffusamente.]

Dal 1990 l’uso del solfato di alluminio nella preparazione della carta viene evitato, sostituito da resine sintetiche, ureiche e melamminiche.

Naturalmente anche in tempi moderni la chimica ci è d’aiuto nel considerare quali prodotti di decomposizione si possono formare nel tempo. Per esempio il lavoro di Strlic et al apparso su Anal.Chem., 2009,8617-8622 riporta analisi sugli odori dei libri vecchi. Gli autori hanno adoperato la seguente tecnica. 10 mg di campione (pezzettino di libro) viene posto in una fiala da 20 ml del tipo “spazio di testa” e predegradato ad 80°C per 24 ore. I volatili organici (VOC) sono quindi estratti per 1 ora a temperatura ambiente con fibre per la microestrazione in fase solida. Il campione è quindi analizzato con la tecnica GC/MS. In questo modo gli autori trovano che la rosina produce varie aldeidi, chetoni, nonché 2-etil esanolo; la lignina produce acido acetico, esanale, e furfurale; la cellulosa in particolare furfurale e acido acetico.

640px-Acido_acetico_struttura.svg

acido acetico

200px-Hexanal

esanale

120px-Furfural_structure

furfurale

Tutti questi prodotti derivano dalla degradazione lenta, naturale, del materiale di cui è fatta la carta. Certamente altri composti volatili organici derivano dalle colle (utilizzate per incollare i fogli) e dalla stampa (inchiostri).

Il miscuglio è l’odore dei libri. Ma forse quello che si sente, dopo la lettura, è il sapore di quello che vi è scritto.

4 thoughts on “L’odore dei libri

  1. Complimenti a Scorrano per questo articolo che abbina scienza e sentimento nelle giuste proporzioni. Ogni appassionato della carta stampata e dei libri in particolare, può facilmente ritrovarsi nelle parole del nostro collega.
    Colgo l’occasione per ricordare un libro di Ian Sansom, critico letterario di “The Guardian” e della «London Review of Books» dedicato alla carta. Si tratta di : “Paper: An Elegy” (Fourth Estate, 2012). La versione italiana s’intitola, guarda caso, “L’odore della carta” ed è stata pubblicata da TEA (http://www.tealibri.it/speciali/lodore_della_carta_1.php).
    Quella inglese riporta in copertina un consiglio del celebre pittore J.M.W. Turner (1775-1851) a Mary Lloyd: “First of all respect your paper”. Mi sentirei di girarlo, in altro contesto, a tutti coloro che considerano le riviste e i libri di carta oggetti d’antiquariato e, forse un po’ troppo in fretta, ne hanno previsto l’estinzione a breve termine.

  2. articolo molto interessante. Però avrei un appunto.
    Dire che il solfato di alluminio è acido per questa presunta reazione :
    Al2(SO4)3 + 6H2O —> 2Al(OH)3 + 3H2SO4
    non ha molta realtà sostanziale e anche formalmente mi convince poco.
    Certo è che lo ione esaacquo alluminio (presente negli allumi non anidri, quindi anche nella carta asciutta, che è cmq idrata), è di per sé un’acido di forza paragonabile a quella dell’acido acetico senza scomodare la produzione di acido solforico.
    Questa idrolisi poi procede a vario grado secondo la concentrazione, prevalentemente si limita al primo stadio, certamente non giunge sino al terzo, perché le costanti acide crollano al diminuire della carica elettrica sul metallo. In sostanza l’acidità di questo pseudoallume deriva in prevalenza da :
    [Al(H2O)6]^(3+) + H2O —> [Al(H2O)5(OH)]^(2+) + H3O(+)
    eventualmente seguita da parziale idrolisi ulteriore (e da parziali “condensazioni”, cioè formazione di oligomeri in cui diversi ioni Al3+ sono legati da ponti idrossido e/o ossido, secondo vari parametri ambiente.

    Quanto al solfato, l’idrolisi ad acido libero è irrealistica in ogni condizione reale connesse al contesto carta, e l’idrolisi a ione bisolfato (ovviamente causata da acidi ben più forti dell’esaaquoalluminio !) procede solo a “piacchi” (licenza spoetica) inferiori a 2.
    Visto che una delle cariche inerti (abbassa costo e sbiancanti-opacizzanti a alto indice di rifrazione) usate nella lavorazione è poi il carbonato di calcio microcristallino, direi che i “piacchi” 3 CaSO4 + Al2O3 + 3 CO2

    (ometto di considerare bicarbonati e ossidi idrati tipo AlO(OH) perché non so pesare tutti i possibili equilibri).

  3. E la carta prodotta dalla pianta della canapa?
    Sembrerebbe migliore e con procedimenti meno impattanti per l’ambiente (si salverebbero gli alberi almeno); e vero?

  4. Apprendo oggi (15 marzo 2015), da un articolo del nostro collega Gianni Fochi, pubblicato a p.29 dell’inserto “La Domenica” del Sole24, significativamente intitolato “Profumo di libro”, che hanno provato a mettere in bottiglia il sentore indescrivibile che ci fa apprezzare il libro di carta più dell’e-book. Fochi riferisce che la rivista “Wallpaper” della multinazionale Time Warner incaricò a tale proposito Geza Schoen, celebre creatore di fragranze. Nell’estate 2012, con l’aiuto dello stilista Lagerfeld, fu messo in commercio il profumo di libro con il nome Paper Passion.
    Lo potete trovare da Amazon al modico prezzo di 128 Euro.

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