Pierre-Joseph Macquer e il primo Dizionario di Chimica, 1766

Roberto Poeti

La comparsa del primo Dizionario di Chimica in senso moderno risale al 1766. Il suo autore fu Pierre-Joseph Macquer (1718-84), uno dei massimi chimici dell’epoca, un rappresentante eminente dell’illuminismo francese, che simboleggia  il problematico passaggio verso la nuova chimica di Lavoisier.

Macquer  aveva studiato chimica al celebre Jardin du Roi sotto Guillaume-Francois Rouelle (1703-1770) e, all’età di 24 anni, aveva conseguito una laurea in medicina. I suoi interessi non erano però centrati nella medicina, ma nelle scienze fisiche, in particolare nella chimica, e nel 1745 fu eletto chimico aggiunto della Académie des Sciences, per ricoprire alla fine la carica di direttore nel 1774. Condusse ricerche e pubblicò molte memorie su un’ampia varietà di argomenti chimici e tecnologici. Nel 1757, Macquer e Antoine Baumé (1728-1804) collaborarono e insegnarono chimica nel loro laboratorio a Parigi. Prima di questo, tuttavia, Macquer aveva pubblicato un ottimo libro di testo Elemens de Chymie Theorique (1749), che trattavano i principi di base della chimica teorica e pratica. I libri scritti con cura di Macquer presentavano la chimica come un ramo distinto delle scienze naturali, indipendente, dalla farmacia e dalla medicina, e hanno avuto un impatto immediato sul mondo scientifico. 

Tra il 1749 e il 1752 fu il primo a condusse gli studi sul blu di Prussia, allo scopo di capirne la composizione, attraverso una analitica e dettagliata attività sperimentale, che è  riportata nella sua memoria  Examen Chymique du Bleu de Prusse. Collaborò con  Jean Hellot  (1685-1766) nello sviluppo dei principi scientifici della tintura e pubblicò anche un importante libro sulla tintura della seta. Quando Hellot morì nel 1766, gli succedette come commissario per i coloranti al Bureau du commerce . Nel 1757, Macquer fu nominato “Chimico accademico” alla Real Fabbrica di Porcellane di Sèvres, carica che  ricoprì dal 1757 al 1766. Il suo compito era quella della ricerca del segreto di fabbricazione di una porcellana dura identica a quella della Cina o del Giappone. Questo lavoro durante il quale eseguì più di 1.800 esperimenti ed esaminò 1.200 paste diverse, occupò Macquer nel biennio 1757 e 1758. Queste due funzioni ufficiali a Sèvres e al Bureau du commerce, che mantenne fino alla sua morte nel 1784, pur svolgendo anche un  ruolo trainante all’interno della Reale Accademia delle Scienze, gli permisero di partecipare allo sviluppo industriale della Francia della seconda metà del diciottesimo secolo.  Membro influente della comunità scientifica parigina, le sue ricerche svolte nell’ambito delle sue funzioni ufficiali – attività industriali e contatto permanente con gli artigiani – gli permisero di acquisire conoscenze pratiche che andavano di pari passo con la sua grande conoscenza degli aspetti teorici .

Il dizionario

Indiscutibilmente, la più grande opera letteraria di Macquer fu il Dictionnaire de Chymie (Parigi, 1766). La sua vasta esperienza nella chimica pura e applicata lo ha particolarmente aiutato nel compito di compilare un’opera così completa e ambiziosa. Lessici chimici erano apparsi in precedenza, ma il dizionario di Macquer fu il primo tentativo di coprire l’intero campo della chimica, sia pura che applicata, in modo enciclopedico.

Macquer si riferisce alla famosa teoria del flogisto, e poi elogia Stahl come:

. . .il più grande e il più sublime di tutti i chimici filosofici. . .La teoria del Becher, che ha adottato quasi interamente, è diventata, nei suoi scritti, di tutte le teorie la più illuminante e la più conforme ai fenomeni della chimica. . . .la teoria di Stahl è la guida più sicura che possiamo prendere per la nostra condotta nelle ricerche chimiche; e i numerosi esperimenti che ogni giorno vengono fatti, lungi dall’invalidarlo, diventano nuove prove per la sua conferma

L’alta considerazione di Macquer per la teoria del flogisto è evidente e conclude l’introduzione storica con una nota di incoraggiamento:

Ora abbiamo il vantaggio di vedere i giorni migliori per la  chimica. Il gusto della nostra epoca per le questioni filosofiche… e. . .la profonda abilità e l’ardore dei chimici moderni. . . sembrano promettere il successo più grande e più brillante.

Il dizionario divenne subito popolare e passò attraverso diverse edizioni in francese. Fu tradotto in tedesco (1767), inglese (1771), danese (1771-72) e italiano (1783-84). Il traduttore dell’edizione inglese, James Keir, dà una valutazione del dizionario e la stima in cui fu tenuto nel 1771:

. . .è stato universalmente attribuito al signor Macquer. . .che ha giustamente acquisito presso i chimici una illustre reputazione. . . .Il lavoro. . .contiene una conoscenza molto ampia della storia chimica, dei fatti e delle opinioni e delle esatte descrizioni delle operazioni e degli strumenti della chimica. . .(quali). . .sono spiegati bene e completamente, per quanto lo stato attuale delle conoscenze chimiche lo consenta. L’Autore ha inoltre reso la sua opera di grande utilità. . .dalle applicazioni che ha fatto della chimica alla storia naturale, alla medicina, alla farmacia, alla metallurgia e a tutte le numerose arti e mestieri, le cui operazioni dipendono da principi chimici. In questo piano globale è incluso tutto ciò che riguarda la Chimica; e. . .possiamo giustamente affermare che questo Dizionario contiene più conoscenze chimiche di qualsiasi altro libro esistente.

La novità e la portata enciclopedica del dizionario sono immediatamente evidenti dalla  precedente dichiarazione. Macquer era consapevole che un dizionario era molto imperfetto per insegnare una scienza e si era reso conto che la conoscenza chimica a metà del diciottesimo secolo era rudimentale, poiché la chimica “a malapena aveva diritto al nome di scienza”. Presentare i fatti chimici in ordine alfabetico (con numerosi rimandi) gli ha permesso tuttavia di includere molti argomenti che altrimenti sarebbero stati difficili da introdurre. Il dizionario è apparso durante il periodo in cui la teoria del flogisto ha tenuto il campo. Sebbene imperfetta nello spiegare l’aumento di peso dei metalli sulla calcinazione (cioè l’ossidazione), fatto ben noto ai chimici del diciottesimo secolo, la teoria è stata enormemente utile nel correlare molte osservazioni chimiche apparentemente disconnesse. Macquer sostenne fermamente l’ipotesi flogistica, ma verso la fine della sua vita propose un’ingegnosa modifica della versione stahliana, nel tentativo di conciliarla con i dati sperimentali quantitativi addotti da Lavoisier relativi all’aumento di peso dei metalli per calcinazione in aria. Macquer ha spiegato l’aumento di peso postulando che il metallo ha prima perso il flogisto (come nella teoria classica), e poi si è combinato con una quantità d’aria che ha superato il peso del flogisto perso! Questa teoria ingegnosa, ma erronea, fu alla fine superata dal brillante lavoro sperimentale quantitativo di Lavoisier, che rese possibile la nascita del periodo moderno della chimica. Macquer intendeva che il suo lavoro fosse un trattato completo di chimica e tecnologia chimica e nel 1766 era possibile coprire adeguatamente questi argomenti in due piccoli volumi. Le sue definizioni gettano una luce considerevole sullo stato della conoscenza chimica di duecentocinquanta anni fa:

La chimica è una scienza il cui scopo è scoprire le proprietà dei corpi attraverso l’analisi e la combinazione

Macquer afferma che i vantaggi risultanti da questa scienza sono ben noti. Significativamente, l’alchimia non è inclusa nella definizione, né la chimica è una branca della farmacia o della medicina. Chiaramente, l’atteggiamento di Macquer è moderno nel considerare la chimica come una scienza distinta. Per quanto riguarda l’alchimia, Macquer afferma:

I veri chimici considerano l’alchimia una scienza immaginaria, e coloro che vi sono devoti sono persone che, per mancanza di una migliore istruzione, abbandonano una realtà per amore di un’ombra.

Elemento

La definizione di elemento nel dizionario ci sorprende :

Ma questa analisi, e la decomposizione dei corpi, è limitata: possiamo portarla fino ad un certo punto, oltre la quale tutti i nostri sforzi sono vani. Indipendentemente dal modo in cui lo facciamo, siamo sempre fermati da sostanze che troviamo inalterabili, che non possiamo più decomporre e che fungono da barriere oltre le quali non possiamo andare. È a queste sostanze che dobbiamo, credo, dare il nome di principi o elementi (…) Perché sebbene ci sia evidenza che queste sostanze non sono realmente le parti essenziali della materia, e gli elementi più semplici; poiché l’esperienza ci ha insegnato che è impossibile riconoscere dai nostri sensi quali siano i principi di cui essi stessi sono composti, ritengo più ragionevole lasciar perdere e considerarli come corpi semplici, omogenei, e come principi di altri: invece di stancarci di indovinare da quali parti o elementi potrebbero essere composti, non c’è modo di essere sicuri se abbiamo ragione, o se le nostre idee sono solo chimere.

In  questo passaggio, Macquer esprime un approccio simile a quello successivamente proposto da Lavoisier, come spiegato brevemente da quest’ultimo nel “Discorso preliminare” al suo Trattato elementare di chimica del 1789:

Confrontiamolo con la definizione proposta  da Lavoisier:

se… applichiamo il nome di elementi o principi di corpi all’idea dell’ultimo termine a cui arriva l’analisi, tutte le sostanze che non siamo ancora riusciti a decomporre in qualche modo sono per noi elementi. Non che possiamo garantire che questi corpi che consideriamo semplici non siano, essi stessi, composti da due o anche un numero maggiore di principi, poiché questi non sono separati, o meglio, non abbiamo mezzi per separarli, essendo per noi corpi semplici . Non dobbiamo supporre che siano composti finché l’esperienza e l’osservazione non ci hanno fornito la prova.

È un approccio in linea con quello di Macquer, a cui Lavoisier si sarà certamente ispirato venti anni dopo. Ma Macquer è prigioniero della concezione dei quattro principi e il suo approccio operativo rimane incompiuto:

  questi [elementi] sono principalmente Terra e Acqua, a cui si possono aggiungere aria e fuoco. (…) guardiamo a queste quattro sostanze come principi o elementi di tutti i diversi composti che la natura ci offre, perché, infatti, di tutte quelle che conosciamo, sono le più semplici, e che il risultato di tutte le nostre analisi e dalle nostre esperienze di altri corpi, ci fa capire che finalmente sono ridotti a queste parti primitive. Questi principi non sono nella stessa quantità in corpi diversi; ci sono anche alcune miscele nella cui combinazione questo o quel principio non entra: ad esempio, aria e acqua sono completamente escluse dalla composizione dei metalli.

Seguendo inoltre  una concezione molto tradizionale, Macquer ha evidenziato nella distillazione un mezzo privilegiato per favorire la separazione tra i principi costitutivi dei materiali:

Il metodo più utilizzato per decomporre i corpi, è quello di esporli in contenitori idonei a raccogliere ciò che viene esalato, con calore graduale, dal più mite al più forte. In questo modo i principi vengono successivamente separati l’uno dall’altro, salendo prima il più volatile, e poi gli altri, mentre sperimentano il grado di calore che è capace di rimuoverli; questo è ciò che si chiama distillazione. (…) [Il] fuoco, nel decomporre il corpo, in genere altera molto sensibilmente i suoi principi secondari combinandoli in vario modo tra loro, o anche decomponendoli parzialmente, e li riduce a principi primitivi (. ..)

Una teoria atomica in embrione

Nel dizionario da nessuna parte ricorre la parola “atomo”, sebbene sotto “cristallizzazione” Macquer avesse chiaramente in mente una teoria atomica:

Per capire. . .il meccanismo di cristallizzazione, dobbiamo notare, 1. Che le parti integranti di tutti i corpi hanno una tendenza l’una all’altra, per cui si avvicinano, si uniscono e aderiscono insieme. . .2. Che in corpi. . .semplici, questa tendenza delle parti integranti è più evidente. . .che in altri più composti. . .3. Che anche se non lo conosciamo la forma  delle molecole integranti primitive di qualsiasi corpo, non possiamo dubitare che…molecole di ogni diverso corpo hanno una forma costantemente uniforme e peculiare. 4. Che queste parti integranti non possono avere un’eguale tendenza ad unirsi indiscriminatamente da uno qualsiasi dei loro lati, ma da alcuni preferibilmente ad altri, eccetto tutti i lati di una parte integrante. . .essere uguali e simili; e probabilmente i lati, per i quali tendono ad unirsi, sono quelli per cui possono toccarsi più estesamente e immediatamente.

Le affermazioni fatte in questa definizione illustrano la preveggenza di Macquer riguardo alla costanza della composizione dei composti chimici, all’impacchettamento delle molecole nei cristalli e alle molte forme geometriche delle molecole. Questa straordinaria definizione prefigura la teoria chimica atomica che fu successivamente delineata in termini approssimativi da Higgins e sviluppata in una teoria funzionante da Dalton. Sfortunatamente, poiché Macquer (e altri chimici della metà del XVIII secolo) erano ostacolati dalla teoria dei “quattro elementi”, i loro “atomi” (“molecole o “parti integranti”) erano composti da varie miscele di fuoco, aria, acqua e terra ! Per inciso, nella definizione di cui sopra, Macquer è stato uno dei primi chimici ad utilizzare il termine “molecola”.

Il dizionario di Macquer comprende molti argomenti che riguardano il flogisto , la calcinazione , la riduzione, i metalli, gli alcali, gli acidi , i sali , i composti organici.  E a proposito dei composti organici è riportata la sintesi dell’acetato di etile. Distillando una miscela di alcol e acido acetico ottiene “etere acetoso” grezzo (acetato di etile). Questo è stato purificato agitandolo con “alcali fissi liquidi” (una miscela di soluzioni di Na₂C0₃ e K₂C0₃), e di nuovo distillando “a calore di lampada”, dopodiché

. . si ottenne un etere acetoso esente da acido sovrabbondante, e molto più simile al vero etere. . . .come questa scoperta è stata fatta solo di recente, le proprietà dell’etere acetoso. . . non sono stati ancora sufficientemente esaminati

Quanto sopra è una delle prime descrizioni della sintesi di un estere da un alcol e un acido organico!

  Secondo lo storico J.R. Partington, Macquer ha cercato di sostituire i vecchi nomi di sostanze chimiche con altri più sistematici, e cita come esempio una classificazione dei sali, presente in un’ampia voce nel suo Dictionnaire.

Il contributo alla nuova chimica

In conclusione possiamo dire che l’apparato teorico  di Macquer rappresenta quella  fase in cui intuizioni innovative   si intrecciano ancora  a concezioni tradizionali ; è il momento in cui il paradigma che ancora domina sta entrando in crisi per essere  sostituito da un nuovo quadro teorico. Personaggi come Macquer, assieme a Joseph Priestley ( 1733 – 1804), Carl Wilhelm Scheele 1742 –1786) e altri contribuiscono alla nascita del  nuovo corso che vedrà come principale protagonista Lavoisier, perché pur rimanendo ancorati alla teoria del flogisto, hanno in comune la stessa  tensione conoscitiva verso un orizzonte che ancora non riescono a vedere ,  ma  che si  esprime in una attività sperimentale che ancora oggi stupisce, leggendo le loro memorie di laboratorio,  per la loro capacità manipolativa, per la serie di innumerevoli prove che compiono seguendo un metodo ipotetico deduttivo rigoroso. Sono gli attori di una attività di laboratorio che sarà sempre più aperta e pubblica rispetto al mondo chiuso del vecchio laboratorio del farmacista. I notevoli risultati  che raggiungono saranno riletti e reinterpretati da Lavoisier all’interno del nuovo paradigma che egli elaborerà.          

Lavoisier e Macquer

Lavoisier, dopo aver terminato i suoi studi alla Sorbona, diventa pochi mesi dopo avvocato. Tuttavia non seguirà le orme del padre , anch’ egli avvocato, perché saranno le scienze ha occupare i suoi interessi , anche se ancora non ha una preferenza verso una particolare disciplina scientifica. Il suo obbiettivo sarà perciò quello di entrare come membro all’Academie des Sciences. L’Accademia è l’istituzione dove viene praticata la ricerca, provvista di un laboratorio ben attrezzato, di una biblioteca e i cui membri son ben remunerati. La ricerca è indirizzata verso le scienze matematiche  (ovvero geometria, astronomia  e meccanica) e le scienze fisiche (ovvero chimica, anatomia, botanica).  L’interesse verso la chimica si manifesterà già nel 1766 ( all’età di ventidue anni), quando acquista diverse opere di chimica della biblioteca del defunto Jean Hellot, chimico dei più influenti, membro dell’Academie des Sciences e grande estimatore di Macquer . Lavoisier è un avido lettore che conosce anche  la letteratura scientifica di  Pierre-Joseph Macquer che è uno dei più grandi  chimici francesi. È certo che Il Dizionario di chimica di Macquer,  che è pubblicato proprio  nel 1766,  per la sua importanza e influenza,   contribuirà a orientare l’inclinazione di Lavoisier verso la chimica. In particolare Il ruolo che la chimica assume nel Dizionario,  dove è esaltata la sua autonomia di scienza rispetto alla medicina e alla farmacia , l’ha sicuramente resa agli occhi del giovane Lavoisier degna dei suoi studi . 

Negli anni 1772-73  Macquer e Lavoisier, che nel frattempo è diventato membro dell’Accademia,   lavoreranno insieme  alla soluzione della natura del diamante . Un’altra grande impresa sperimentale, che vide ancora Macquer e Lavoisier collaborare dal 1775 al 1783, fu il tentativo di produrre salnitro, tentativo sponsorizzato dal re.