L’edificio del laboratorio di Van ‘t Hoff punto di riferimento storico della chimica.

Rinaldo Cervellati

Questa informazione ci è fornita da Katrina Krämer, su Chemistry World del 30 novembre scorso [1]. Ma perché Jacobus Henricus van’t Hoff è così importante per i fondamenti della chimica moderna? Vediamolo in breve [2].

Jacobus Henricus van ’t Hoff (Rotterdam, 1852Berlino, 1911) fu uno dei fondatori della Chimica Fisica (figura 1).

Fig 1. Jacobus Henricus van ’t Hoff.

L’atto di nascita di questa nuova branca della Chimica può riferirsi al 1887, anno in cui van ‘t Hoff fondò, con F.W. Ostwald[1], il primo giornale di chimica fisica, lo Zeitschrift für Physikalische Chemie.

Van ’t Hoff studiò chimica pratica al Politecnico di Delft (Olanda), poi acquisì gli strumenti matematici necessari alla realizzazione del suo progetto chimico-fisico all’Università di Leida e quelli della conoscenza chimica a Bonn con F.A. Kekulé[2] negli anni 187273 e a Parigi con C.A. Wurtz[3] nel 1874. In questo stesso anno conseguì il dottorato di ricerca a Utrecht.

Prima di completare la tesi di dottorato pubblicò (a sue spese) un fascicoletto di tredici pagine dal titolo: “Proposta per l’estensione delle formule oggi in uso in chimica allo spazio“. In esso van ‘t Hoff proponeva le rivoluzionarie idee sulla concezione delle molecole come oggetti con struttura e forma tridimensionale e propose modelli di molecole organiche in cui gli atomi attorno a ciascun atomo di carbonio avevano una geometria spaziale tetraedrica[4]. Nasceva così la stereochimica.

Di fondamentale importanza le ricerche di van’t Hoff sulla termodinamica delle reazioni chimiche, che lo condussero alla famosa equazione nota come isoterma (o isocora), poi detta di van ’t Hoff. Studi sperimentali sull’effetto della temperatura sulla costante di equilibrio lo portarono a proporre l’equazione matematica per la dipendenza della Keq da T, anche essa nota come equazione di van ’t Hoff.

Un capolavoro di questo grande chimico riguarda la termodinamica delle soluzioni diluite, assimilate alle miscele gassose. La sua equazione per la pressione osmotica di una soluzione diluita, ΠV = nRT, evidenziò inequivocabilmente l’analogia con l’equazione di stato del gas ideale: PV = nRT. In questo contesto mostrò che da misure di pressione osmotica Π poteva essere determinato il peso molecolare di una sostanza disciolta in un opportuno solvente nel 1886. Van ‘t Hoff estese poi nel 1887 questo metodo alle soluzioni di elettroliti in base alla teoria della dissociazione elettrolitica di Svante Arrhenius[5].

Dal 1877 al 1891, van ‘t Hoff condusse esperimenti innovativi in un piccolo spazio, compresa la scoperta delle leggi della dinamica chimica e della pressione osmotica. Van ‘t Hoff non era entusiasta dello spazio quando l’Università di Amsterdam glielo diede. Tuttavia, è stato in questo laboratorio che ha condotto il suo lavoro pionieristico sull’affinità chimica, l’equilibrio, la cinetica e la termodinamica. Nel 1884 pubblicò il suo influente libro Studies in Chemical Dynamics [3], che avrebbe gettato le basi per la chimica fisica come disciplina.

Dopo che il suo lavoro fece scalpore a livello internazionale, van ‘t Hoff ricevette un’offerta per un posto in un’università in Germania. L’Università di Amsterdam riuscì a convincerlo a restare, almeno per un po’, costruendogli un nuovo laboratorio (Figura 2).

Fig.2 Il laboratorio di Van ’t Hoff nel 1890 circa

Tuttavia nel 1895 si trasferì in un’università a Berlino, dove lavorò fino alla sua morte nel 1911.

Per queste scoperte gli fu conferito il Nobel per la Chimica (il primo Nobel per la Chimica) nel 1901 “per la scoperta delle leggi della dinamica chimica e della pressione osmotica nelle soluzioni”.

Van ’t Hoff si dedicò anche a ricerche di chimica fisica applicata, con contributi significativi alla Chimica Industriale, alla Fisiologia e alla Geologia. Van’t Hoff non fu soltanto un abile sperimentatore e un eccellente teorico, fu anche un didatta fuori del comune: Professore di Chimica all’Università di Amsterdam (1878-1895) poi a Berlino (1896-1911), le sue lezioni, corredate da esempi tratti da ricerche originali si trovano in: Leçons de chimie physique [4].

Nel 1901, anno dell’attribuzione del Nobel, fu invitato a tenere una serie di conferenze all’Università di Chicago, raccolte nel volume Physical Chemistry in the Service of the Sciences, [5].  Nella prefazione, van ’t Hoff dichiara in sostanza che … sono dedicate a un pubblico più vasto in modo tale che possano essere comprese anche dai non addetti ai lavori…[2]

Il suo laboratorio di Amsterdam fu distrutto da un incendio nel 1987 e successivamente demolito.

Non rimane nulla del laboratorio originale di van ‘t Hoff, che la Reale Società Chimica Olandese ha destinato a spazio espositivo con una targa di riferimento che ricorda ai visitatori la storia di un grande della chimica [1].

Bibliografia

[1] K. Krämer, Van ’t Hoff’s Amsterdam lab becomes historic chemical landmark. Chemistry World, 30 November 2021.

[2] R. Cervellati, La conferenza di J.H. van ’t Hoff a Chicago (14 giugno 1901), in Atti del XV Convegno Nazionale di Storia e Fondamenti della Chimica, 2013 Accademia Nazionale della Scienze detta dei XL, pp.197-209.

[3] J.H. van ’t Hoff, Etudes de dynamique chimiques., Amsterdam, 1 vol. di 214 pp.

[4] J.H. van ’t Hoff, Leçons de chimie physique., A. Hermann, Paris 1898 1 vol. di 263 pp.

[5] J.H. van ’t Hoff, Pysical Chemistry in the Service of the Sciences., University of Chicago Press, vol. XVIII, 1903 1 vol. di 126 pp.


[1] Friedrich Wilhelm Ostwald (1853 – 1932) è stato un chimico e filosofo tedesco. È considerato uno dei fondatori della chimica fisica con Jacobus Henricus van ‘t Hoff.  Premio Nobel per la chimica 1909.

[2] Friedrich August Kekulé von Stradonitz (1829–1896) è stato un chimico tedesco. Il suo nome è associato alla definizione della struttura del benzene e dei composti aromatici in generale basata sulla risonanza.

[3] Charles Adolphe Wurtz (1817–1884) è stato un chimico francese alsaziano. È ricordato soprattutto per la sua decennale difesa della teoria atomica e per le idee sulle strutture dei composti chimici, contro le opinioni scettiche dei chimici dell’epoca.

[4] Questa idea fu suggerita indipendentemente nello stesso periodo dal chimico francese J.A. Le Bel (1847-1930).

[5] Svante Arrhenius (1859-1927) è stato un co-fondatore della chimica fisica. Premio Nobel per la chimica 1903. E’ stato il primo a utilizzare i principi della chimica fisica per stimare la misura in cui gli aumenti dell’anidride carbonica atmosferica sono responsabili dell’aumento della temperatura superficiale della Terra.

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