Ancora sulla simbologia chimica

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 Rinaldo Cervellati

Nel precedente post sull’argomento (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/07/20/lorigine-della-nomenclatura-e-della-simbologia-chimica-moderna/), ho citato questa frase tratta dal libro di Solove’v [1]: “Nella trattatistica chimica le formule e le equazioni cominciarono a comparire fra il 1827 e il 1831”. Secondo lo storico della chimica statunitense William B. Jensen[1][2], a quei tempi i diagrammi chimici erano ancora i soli a essere impiegati nei trattati, un esempio è fornito dalla seguente figura tratta dal libro di A. Lee[2] Chemical Diagrams, Accompanied by a Concise Description of Each Decomposition, Cox, London, 1933, p.12:

nomenclatura11Questo diagramma rappresenta la reazione fra carbonato di calcio [lime] e acido cloridrico [muriatic acid] per dare cloruro di calcio e acido carbonico [anidride carbonica + acqua]. I numeri rappresentano gli equivalenti delle sostanze in base ai pesi atomici di Dalton “aggiornati”. Probabilmente Dumas in base alla simbologia di Berzelius avrebbe scritto l’equazione di reazione “in linea” circa così:

(CaO+CO2) + 2(HCl) = (CaCl2) + (H2O+CO2).

Jensen sostiene che l’apparizione delle “equazioni chimiche in linea” accompagnate dall’uso del simbolo = per separare i reagenti dai prodotti risale alla fine degli anni ’40 del 1800 e cita il famoso libro di testo introduttivo Manual of Elementary Chemistry, Theoretical and Practical, Blanchard and Lea, Philadelphia, 1a Ed. 1847, di G. A. Fownes[3]. Nella prima edizione del 1847 e certamente fino alla 7a edizione del 1860, la doppia notazione, diagramma ed equazione in linea, viene mantenuta, ma essa scompare a favore della seconda nella 12a edizione intitolata Fownes’ Manual of Chemistry Theoretical and Practical, revisionata e corretta da Henry Watts, J. & A. Churchill, London, 1877.

Tuttavia Stanislao Cannizzaro userà esclusivamente equazioni in linea con reagenti e prodotti separati dal simbolo = nel suo famosissimo Sunto di un Corso di Filosofia Chimica del 1858.

L’uso della singola freccia al posto di = arriva certamente più tardi se è vero che ancora nel 1821 gli autori del Journal of the American Chemical Society usavano = per separare reagenti e prodotti. Ad esempio [3]:

nomenclatura12L’origine del simbolo doppia freccia per indicare una reazione all’equilibrio chimico è invece più facile da ritrovare. Nel 1884 vengono pubblicati gli Etudes de Dynamique Chimique di Jacobus Henricus van’t Hoff, in cui l’autore afferma:

La trasformazione limitata, di cui dobbiamo la conoscenza a Berthollet, è caratterizzata dal fatto che essa si arresta prima di arrivare a completezza. Nello stato finale si trova dunque inalterata una parte dei corpi primitivi in presenza dei corpi nuovi formatisi; così nell’azione dell’acido cloridrico sull’azotato [nitrato] di sodio si ha una trasformazione che conduce ad acido nitrico e sale marino, ma questa trasformazione non porta mai alla scomparsa totale dei corpi primitivi impiegati.

Le osservazioni di questo tipo sono diventate via via più numerose e trasformazioni limitate si trovano ora in tutte le parti della chimica. Ora M. Pfaundler ha collegato questi due fenomeni in un solo concetto considerando il limite osservato come la risultante di due trasformazioni contrarie, conducendo l’una, nell’esempio citato alla formazione di sale marino e acido nitrico, l’altra all’acido cloridrico e all’azotato di sodio. Questa considerazione, che l’esperienza ha verificato, giustifica l’espressione di equilibrio chimico, di cui ci si serve per caratterizzare lo stato finale della reazione limitata. Io proporrei di tradurre questa espressione con il seguente simbolo:

HCl + NO3Na ⇄ NO3H + ClNa

Sostituisco dunque nell’equazione chimica, in questo caso il segno = che, in realtà non mostra solo l’uguaglianza ma mostra anche il verso della trasformazione, con il simbolo . Esso esprime chiaramente che un atto chimico si compie simultaneamente nei due versi opposti. [4, p. 4-5]

Per la simbologia delle equazioni chimiche, nel Gold Book della IUPAC, alla voce chemical reaction equation si trova:

Symbolic representation of a chemical reaction where the reactant entities are given on the left hand side and the product entities on the right hand side. The coefficients next to the symbols and formulae of entities are the absolute values of the stoichiometric numbers. Different symbols are used to connect the reactants and products with the following meanings: = for a stoichiometric relation; → for a net forward reaction; ⇄ for a reaction in both directions; ⇌ for equilibrium.” [5]

Nonostante questa raccomandazione, sono tuttavia abbastanza sicuro che nella pratica comune per le reazioni all’equilibrio si usino indifferentemente i due simboli ⇄ e ⇌, mentre per le reazioni che vanno praticamente a completezza l’uso della singola freccia valga anche a indicare la relazione stechiometrica.

[1] J.I. Solove’v, Storia del Pensiero Chimico, EST, Mondadori, Milano, 1976, p. 157.

[2] W.B. Jensen, The Symbolism of Chemical Equations, J. Chem. Educ., 2005, 82, 1461

[3] W.C. Bray, A Periodic Reaction in Homogeneous Solution and its Relation to Catalysis, J. Am. Chem. Soc., 1921, 43, p. 1262

[4] J.H. Van’t Hoff, Etudes de Dynamique Chimique, Frederik Muller & Co., Amsterdam, 1886. 1 vol di pp. 214

[5] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology Gold Book, Version 2.3.3, 2014.02.24, p. 262

[1] William B. Jensen, chimico statunitense è Professor of Hystory of Chemistry and Chemical Education all’Università di Cincinnati, curatore della Oesper Collections della stessa Università. Ha curato la rubrica bimestrale “Ask the Historian” del Journal of Chemical Education dal 2003 al 2012. Ha fondato ed è stato il primo editor della rivista Bulletin for the History of Chemistry.

[2] Il libro di Alexander Lee, con un titolo lunghissimo, è “inteso a facilitare il progresso dello studente medico”. Si tratta di un voluminoso compendio di chimica inorganica e organica, dedicato in particolare “to the gentlemen who attending the Borough Medical Schools”.

[3] George A. Fownes (1815-1849), chimico inglese noto per i suoi saggi sulla chimica dei vegetali, professor of chemistry in varie istituzioni, famoso per il suo Manual of Chemistry di cui riuscì a curare solo le prime tre edizioni prima di morire di polmonite a soli 34 anni.

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