Sperimentare è bello, ma in sicurezza

Margherita Venturi

Presidente della Divisione di Didattica della Società Chimica Italiana

La Chimica è una disciplina scientifica sperimentale e il suo fascino deriva proprio dal fatto che è possibile “toccare con mano” praticamente tutto ciò che si legge nei testi scolastici; la Chimica, infatti, è colore, luce, odore, effervescenza e molti altri tipi di manifestazioni stimolanti.

Quanto sia bello “sperimentare”, ma anche quanto sia importante dal punto di vista didattico, è ben sottolineato in un articolo della letteratura chimica americana[1] di cui è protagonista il giovane Ira Remsen, diventato poi un autorevole chimico ben noto per la sintesi della saccarina, e di cui una libera traduzione è qui di seguito riportata.

Leggendo un testo di Chimica arrivai alla frase “l’acido nitrico agisce sul rame”. Mi stavo stancando di leggere cose così assurde e allora decisi di vedere quale fosse il significato reale di quella frase. Il rame era per me un materiale familiare, perché a quei tempi le monete da un centesimo erano in rame. Avevo visto una bottiglia di acido nitrico sulla tavola dell’ufficio del dottore dove mi mandavano per passare il tempo. Non sapevo le proprietà dell’acido nitrico, ma ormai lo spirito di avventura era sceso su di me. Così, avendo rame e acido nitrico, potevo imparare cosa significassero le parole “agisce sul”. In questo modo, la frase “l’acido nitrico agisce sul rame” sarebbe stata qualcosa di più che un insieme di parole. Al momento, lo era ancora. Nell’interesse della scienza ero persino disposto a sacrificare uno dei pochi centesimi di rame che possedevo. Ne misi uno sul tavolo, aprii la bottiglia dell’acido, versai un po’ di liquido sulla monetina e mi preparai ad osservare quello che accadeva.

Ma cos’era quella magnifica cosa che stavo osservando? Il centesimo era già cambiato e non si poteva dire che fosse un cambiamento da poco. Un liquido verde-blu schiumava e fumava dalla moneta e l’aria tutt’intorno si colorava di rosso scuro. Si formò una gran nube disgustosa e soffocante. Come potevo fermarla? Provai a disfarmi di quel pasticcio prendendolo con le mani per buttarlo dalla finestra. Fu così che imparai un altro fatto: l’acido nitrico “agisce” non solo sul rame, ma anche sulle dita. Il dolore mi spinse ad un altro esperimento non programmato. Infilai le dita nei calzoni e scoprii un altro fatto: l’acido nitrico “agisce” anche sui calzoni. Tutto considerato, quello fu l’esperimento più impressionante e forse più costoso della mia vita. Fu una rivelazione e mi spinse a desiderare di imparare di più su quel rimarchevole “agisce sul”.Al di là del desiderio di conoscere di più che ha fatto nascere in Remsen, cosa importante e positiva, l’esperimento è stato sicuramente impressionante, per usare le parole dell’autore, e non ha avuto serie conseguenze, forse perché è stata usata solo una monetina, forse perché l’acido versato era in piccole quantità, ma anche e soprattutto perché è stato possibile aprire subito una finestra per arieggiare il luogo dell’esperimento. Insomma, Remsen è stato fortunato! Per la sua futura carriera di chimico questo esperimento gli ha di certo insegnato che non si mescolano “cose” senza prima conoscere le loro proprietà e riuscire a prevedere eventuali conseguenze.

Uno, a questo punto, potrebbe dire: una cosa del genere, però, non può succedere se si usano i prodotti comuni che si trovano in casa. Nulla di più sbagliato! I maggiori incidenti domestici, anche gravi, si devono proprio all’incauto mescolamento, ad esempio, di detersivi per la pulizia della casa. Con l’idea che se un prodotto pulisce, due fanno meglio, molte persone, soprattutto donne, finiscono al pronto soccorso per aver creato cocktail micidiali. Quello più comune, cioè il più gettonato dalle casalinghe, è ottenuto mescolando candeggina (NaClO) e acido muriatico (HCl, contenuto in molti prodotti anticalcare): oltre al calore, in questo caso, si sviluppa cloro (Cl2), un gas molto tossico che attacca soprattutto le vie respiratorie.

Quindi, prima di qualsiasi incauta operazione e per un uso corretto di questi prodotti, è importante leggere le informazioni riportate sull’etichetta della confezione. Conoscere ciò che si usa è fondamentale, lo sarebbe stato per Remsen e lo è per chi si appresta a pulire la propria casa, particolarmente nell’attuale emergenza da COVID-19, poiché fra le importanti raccomandazioni che vengono date vi è quella di mantenere igienizzati gli ambienti domestici.Sempre il solito interlocutore potrebbe chiedersi la ragione di tutto questo sproloquio. Il motivo è che, proprio considerata l’emergenza COVID-19 e la chiusura della scuola, i nostri studenti sono stati stimolati ad imparare la Chimica facendo esperimenti a casa. È una sollecitazione giusta, in linea di principio, perché stare tutto il giorno davanti al computer ascoltando i docenti può diventare noioso: come dicevo prima, “toccare con mano” i fatti della Chimica è, invece, molto più stimolante. Però, sono molte le raccomandazioni da dare e le cautele da prendere, tenuto conto che questi ragazzi non sono sotto gli occhi dei docenti.

Per esempio, è sbagliato dire agli studenti di provare a fare esperimenti a casa, giusto per fare qualcosa di manuale: gli esperimenti devono avere un fine educativo e, quindi, vanno pianificati e discussi con il docente in ogni dettaglio prima della loro esecuzione.

Visto che non si può andare in laboratorio, è corretto usare quello che si può trovare in casa, ma anche in questo caso, come dicevo prima, è fondamentale chiedere ai ragazzi di leggere prima le etichette dei prodotti eventualmente da usare e prevedere ciò che può succedere con un loro possibile mescolamento: in fin dei conti l’ipotesi è il primo passo del metodo scientifico!

In internet si trova di tutto e di più e i nostri studenti sono dei famelici consumatori della rete: uno dei compiti fondamentali dei docenti è quello di sviluppare nei ragazzi un senso critico nei confronti di quello che trovano e leggono e, quindi, a monte, bisognerebbe consigliare siti affidabili, magari mostrando quante notizie false o informazioni sbagliate e pericolose circolano in internet.

Ci tengo, comunque, a sottolineare che io ho una grande stima dei nostri docenti e sono sicura che il loro comportamento è ineccepibile e perfettamente in linea con quanto ho appena scritto.

Mi preoccupano, invece, gli studenti che potrebbero farsi prendere la mano e incorrere in gravi incidenti, come ha riportato la cronaca di questi giorni. A questo proposito consiglio di ascoltare il video del Prof. Giorgio Cevasco “Chimica al tempo del COVID-19” sul Canale YouTube della SCI (accedervi è molto facile: basta andare nella parte sinistra della home page del sito web della SCI www.soc.chim.it e cliccare il link canale YouTube. Ritengo, inoltre, importante iscriversi e anche questo è facilissimo: nella home page del canale YouTube è visibile un rettangolo rosso a destra con la scritta “Iscriviti”. Basta cliccarci sopra e si è automaticamente iscritti).

In conclusione, la raccomandazione che mi sento di fare ai docenti è: state “addosso” agli studenti; ora che siete lontano da loro è molto più necessario di quando erano a scuola sotto i vostri occhi vigili.

[1]   B.Z. Shakhashiri, Chemical Demonstrations – A handbook for the teachers of Chemistry, The University of Wisconsin Press, 1983, vol. 1, p. xiv.

9 pensieri su “Sperimentare è bello, ma in sicurezza

  1. Sugli scaffali dei supermercati è possibile trovare prodotti molto pericolosi come l’idrossido di sodio granulato (NaOH), venduto per sgorgare I tubi di scarico nei bagni, O acido solforico concentrato, Quest’ultimo venduto per disincrostare Anche il sifone del gabinetto. L’ammoniaca viene venduta praticamente alla concentrazione azeotropica E innumerevoli sono i solventi infiammabili a partire dall’etanolo per fare i liquori. Per questo motivo una solida cultura chimica dovrebbe essere insegnata a partire dalla scuola dell’obbligo. Un ciclomotore rappresenta un pericolo per l’incolumità del conducente e degli altri fruitori della strada e per questo motivo è necessario superare un esame per poterlo condurre. Dove si prende la patente per entrare al supermercato?

    • Caro Alberto,
      ti ringrazio per le tue considerazioni aggiuntive e molto centrate. Hai ragione quando dici che la Chimica deve essere insegnata “bene” nella scuola dell’obbligo ed, infatti, sono decenni che insegno Elementi e Didattica della Chimica a Scienze della Formazione Primaria mostrando ai futuri maestri che è possibile affrontare la nostra disciplina nella scuola elementare e, addirittura nella scuola dell’infanzia. Magari in questo modo riusciremo a dare un patentino per entrare al supermercato!

  2. Ricordo anni fa di avere comprato dal ferramente/caslinghi/tuttounpo’ della frazione in cui vivo, oltre a pittura pennelli stucco cacciaviti etc anche una apparentemente normale bottiglia di plastica di acido “muriatico” (come si continua a vendere) per togliere del calcare, avere posto il tutto nel bagagliaio dell’auto ed avere ottenuto una perfetta camera a gas perchè l’acido era non al 2/4 % come al supermercato ma a qualcosa attorno al 32%, e la bottiglia spandeva vapori e liquido dal tappo non perfetto. Corrosi in qualche mezz’ora (avevo altre commissioni da fare) l’interno del cofano in più punti.
    Spero non si possa più vendere a chiunque acido concentrato… il venditore interrogato mi disse che vendeva quello perchè “così era più forte e puliva meglio”…

    stefano antoniutti

    • Oggi, a parte distributori specializzati, l’acido cloridrico concentrato non si può (forse sarebbe meglio dire potrebbe) più vendere. Comunque, grazie per aver condiviso con noi la tua esperienza non piacevolissima (è stata però anche colpa del venditore che non ha verificato il buono stato e la perfetta chiusura della bottiglia).
      Cari saluti
      Margherita

  3. “La chimica è affascinante perché è possibile toccare con mano tutto ciò che si legge nei testi scolastici”. Eppure sono convinto che, al di là di qualche dimostrazione aneddotica, la maggior parte dei liceali si diplomino senza aver realizzato la connessione, profonda e complessa, che lega l’apparato percettivo-sensibile a quello descrittivo-esplicativo, su cui verte il 99% del programma di chimica. La costruzione di questa connessione dovrebbe costituire l’obiettivo n.1 dell’insegnamento della chimica, mentre l’insegnamento è congegnato, o addomesticato, per lasciarla “sottintesa”. Personalmente l’ho realizzata (e realizzo tuttora), pensamento dopo ripensamento, stupore dopo stupore, in tanti anni di insegnamento. E ciò nonostante al tecnico di una volta, da me frequentato, si facessero 9 ore di laboratorio alla settimana solo di analisi qualitativa e quantitativa. Una scoperta simile quella di Remsen la feci, ad esempio, trafugando dal laboratorio scolastico, e mettendo in un fazzoletto (all’epoca di cotone), un tocco di cloruro ferrico che mi serviva per sviluppare una pista di rame per un circuitino elettrico. Arrivato a casa scoprii (con susseguente gran gioia di mia madre) che il “sale” aveva perforato il fazzoletto, la tasca dei pantaloni, le mutande, e che la pelle era tutta gialla. Dopo molti anni scoprii, leggendo un vecchio articolo di Chemical Education, che le molecole dell’acqua coordinate dagli ioni ferrici sono decisamente più polarizzate e quindi più acide di quelle “libere” e che, in pratica, mi ero messo in tasca non un sale che in quanto tale “doveva” essere innocuo, ma un “pezzo di HCl concentrato”. Prima di allora mi dovevo accontentare della parola magica “idrolisi”. L’insegnamento della chimica è pieno di parole magiche che rinunciano, in verità, a spiegare in termini più cogenti, e direttamente riferiti agli “attori submicroscopici” concreti, i comportamenti visibili della materia. Forse uno dei motivi di questa rinuncia è la convinzione (generata durante gli studi universitari) che le connessioni siano altamente complesse, anche dal punto di vista matematico. In realtà potrei citare una lunga lista di maestri, come Peter Atkins e Primo Levi, dai quali ho imparato che la “ragione chimica” è, o può essere resa, come nel caso del FeCl₃, in termini eminentemente qualitativi. È questa la parte, che l’alunno non potrebbe concepire da solo o solo leggendo, e su cui si dovrebbe concentrare l’insegnamento con esperimenti appositamente congegnati per unire ciò che si può solo vedere con gli occhi della mente con ciò che si può toccare con mano.
    Sto cercando di approfondire il fine didattico, incluso in quello educativo, del prolifico tema di questo post:

    “Per esempio, è sbagliato dire agli studenti di provare a fare esperimenti a casa, giusto per fare qualcosa di manuale: gli esperimenti devono avere un fine educativo e, quindi, vanno pianificati e discussi con il docente in ogni dettaglio prima della loro esecuzione.“

    Lo stesso Remsen, con ogni probabilità attratto dal mistero, fu anche spinto dall’insoddisfazione arrecata dall’avere a che fare con un materiale di studio sterile, non chiaramente connesso con la realtà.

    Da molti anni “ri-celebro” l’esperimento di Remsen, non per definire cosa si intenda per reazione “eso-charmica”, il che può essere divertente, bensì per ripetere in sicurezza la reazione con 500 microlitri di HNO₃ 4M, poi retrotitolati con NaOH 0,1 M , e un pezzo di sottile filo di rame misurato al millimetro, allo scopo di accertare la natura del gas rossiccio che si sviluppa.

    In conclusione, 1. concordo che non abbia senso fare esperimenti solo per mostrare gli aspetti esteriori, “esocharmici”, della chimica, perché in effetti abbiamo già YouTube e l’insegnante non acquisisce molta autorità nel competere con i vari Mac Gyver del tubo: quando va bene viene considerato un dilettante da ragazzi addicted dallo stesso tubo, che poi si iscrivono a informatica anziché a chimica. 2. Sono convinto che anche in condizioni normali (che sono certo ritroveremo presto) non occorrano tanti esperimenti, per riempire tutte le ore di laboratorio di pratiche di attività manuali, perché non è vero che si impari solo facendo, ma anche riflettendo e ri-facendo. In realtà bastano tre processi chimici all’anno ben studiati per ricostruire tutto quello che c’è di importante da sapere. Dewey diceva che l’uomo è in grado di conoscere solo in quanto si sforza di trovare risposte alle domande che gli provengono dalla situazione concreta in cui si trova a vivere. Nella chimica i livelli concreti però sono due. Uno, sottovalutato, può essere connesso all’altro solo con la parte di riflessione immaginativa della chimica, non illudendo che la chimica coincida con ciò che si vede. E ricordando che questa è la condizione preesistente dell’adolescente, per cui fare leva su questa, invece di lavorare al suo superamento, è antipedagogico.
    La chimica si trova in profondità e l’insegnante di chimica ha un duplice compito di mediazione.

    • Ottime considerazioni per le quali ti ringrazio di cuore e che condivido pienamente. Aggiungo che è proprio come dici tu: non serve fare tanti esperimenti, ne bastano due o tre ben organizzati assieme agli studenti e discussi in ogni dettaglio senza fretta per far entrare gli studenti nella reale dimensione della Chimica.
      Buona giornata
      Margherita

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