Vite parallele.

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Claudio Della Volpe

Non preoccupatevi, non voglio parlarvi di Plutarco e della sua opera che casomai avete studiato al liceo; anche se tutto sommato l’idea di Plutarco che le vite degli uomini potessero a volte fortemente assomigliarsi è una cosa sensata. Le Vite Parallele di Plutarco consiste di ventidue coppie di biografie, ognuna narrante la vita di un uomo greco e di uno romano.

Oggi farò una cosa simile; vi parlerò di due vite parallele di due chimici-scrittori, uno italiano, uno americano di cultura tedesca, che vissero la parte cruciale della loro vita durante la 2° guerra mondiale; entrambi si schierarono contro il fascismo e il nazismo spontaneamente, avrebbero potuto farne a meno ma lo fecero, entrambi caddero prigionieri dei tedeschi e corsero il rischio di morire vivendo drammatici avvenimenti.

Tornati dalla guerra entrambi divennero scrittori e scrissero libri divenuti famosi sulla loro esperienza, ma non solo; ed entrambi ad un certo punto si occuparono di un tema, quello dell’acqua, immaginando un’acqua “polimerica” terribilmente pericolosa che di fatto nei loro racconti distrugge la vita e il pianeta Terra.

Le loro opere sono parte della letteratura che si studia a scuola; ma in Italia l’autore è conosciuto più per le sue opere “serie”, come Se questo è un uomo o La tregua, mentre nella scuola americana l’autore che vi dico è studiato più per le sue opere (apparentemente) di fantascienza come Ghiaccio 9 (Cat’s cradle in inglese, trad. letterale “Il ripiglino” gioco dell’elastico o culla del gatto, che è un gioco che avete sicuramente fatto) o Mattatoio n. 5 (o La crociata dei Bambini (Slaughterhouse-Five; or, The Children’s Crusade: A Duty-Dance With Death, 1969)

E’ da notare che entrambi erano dichiaratamente atei ed entrambi morirono a seguito di una caduta dalle scale.

Nei medesimi anni in cui scrissero quei racconti vi fu poi un enorme interesse nella ipotizzata scoperta di un’acqua “strana” diversa, da quella normale, definita poliacqua o acqua anomala, che si rivelò una falsa scoperta, un artefatto frutto della solubilizzazione di alcuni componenti dei contenitori usati, ma la cui storia rivela molto dei modi in cui la scienza moderna si sviluppa.

E infine accenneremo a cose strane sull’acqua immaginate o supposte, vere e false.

I due chimici scrittori sono Primo Levi (Torino 1919- Torino 1987) e Kurt Vonnegut Jr.(Indianapolis 1922-New York 2007).

Probabilmente non conoscerete il secondo a meno che non vi piaccia la fantascienza, una tematica di cui si occupò anche Levi, sia pure solo in alcuni racconti (la serie di Vizio di Forma pubblicata nel 1971) , ma che fu il tema principale delle opere di Vonnegut, che è stato uno dei maggiori scrittori americani moderni ed un indiscusso leader del settore SF (Science Fiction).

Primo Levi

Kurt Vonnegut Jr.

Quella di Primo Levi è una storia che conosciamo meglio; laureato in chimica, di famiglia ebraica, ma ateo, Levi inizia a lavorare prima dell’inizio della guerra, ma poi “sale in montagna” e viene catturato da partigiano; si dichiara ebreo, viene mandato nel campo di concentramento di Auschwitz III, dove viene reclutato per la produzione della gomma sintetica; questo coinvolgimento e altri aspetti apparentemente casuali e secondari gli consentono di salvarsi la vita quando i russi nella loro avanzata liberano il campo; proprio alcune di queste circostanze fortuite ragione di vita per lui e morte per altri a lui vicini (come Alberto Dalla Volta) si imprimeranno nella sua mente e fino alla fine gli rimaranno nell’anima come un enorme fardello.

Tornato fortunosamente in Italia, scrive subito il suo primo libro (anche se le sue prime esperienze di scrittore risalgono a prima della guerra) che viene prima rifiutato e poi accettato con una condivisione sempre più larga che diventerà corale solo alla fine degli anni 50, consacrandolo scrittore a tutto tondo, con una produzione complessiva di tutto rispetto.

Farà comunque il chimico per molti anni e trarrà da questa sua attività fonte di ispirazione. Morirà in circostanze mai chiarite del tutto per una caduta dalle scale nel 1987.

Meno conosciuta la storia di Kurt Vonnegut jr., nipote di un immmigrato tedesco in USA, nato a Minneapolis, studente di biochimica a Cornell, nel 1943 decide spontaneamente di arruolarsi e diviene fante esploratore; catturato sul fronte delle Ardenne e detenuto a Dresda assistette al bombardamento della città da parte degli alleati, nel febbraio 1945, un bombardamento in cui vennero usate migliaia di bombe incendiarie e che fece decine di migliaia di vittime, ma si salvò per mero caso nascondendosi sotto il mattatoio dellla città, una grotta che gli salvò la vita e che serviva di solito per conservare la carne. Questo episodio scioccante fu poi da lui ripreso nel suo primo grande romanzo, Mattatoio n. 5 o la crociata dei bambini, un duro atto di accusa contro la guerra, ma anche un esempio di scrittura diversa dal solito e con fortissime venature fantascientifiche e satiriche.

Kurt non arrivò alla scrittura facilmente; sposato con la sua compagna di infanzia Jane Cox, di cui era profondamente innamorato, fu da lei spinto a scrivere.

In un articolo del New Yorker si narra la storia di questo rapporto così importante per lo scrittore.

in November, 1945, he wrote Jane in a fever of excitement. He had been reading the foreign affairs section of Newsweek when he realized something: “Everything that was reported by ace newsmen from the heart of Europe I found to be old stuff to me. . . . By Jesus, I was there.” That was me; I was there. That astonishing moment in “Slaughterhouse-Five” was the impetus for the entire book, first felt in 1945. His war experience was crying out to be written. He told her he was trying to remember every little thing that had happened to him. He would write about that. But one thing was clear: “I’LL NOT BE ABLE TO DO IT WITHOUT YOUR HELP.”

The next week, in a calmer mood, he articulated his new conviction. “Rich man, poor man, beggar man, thief? Doctor, Lawyer, Merchant, Chief?” he wrote, reprising his old theme. “From your loving me I’ve drawn a measure of courage that never would have come to me otherwise. You’ve given me the courage to decide to be a writer. That much of my life has been decided. Regardless of my epitaph, to be a writer will have been my personal ultimate goal.”

In realtà il suo romanzo a metà fra il fantascientifico e l’autobiografico il più famoso ed importante Mattatoio n. 5 nel 1969, fu anche l’inizio della fine del loro rapporto matrimoniale, ma rimasero sempre una coppia legata da forti sentimenti.

Il rapporto fra Vonnegut e la fantascienza è oggetto di una celebre citazione tratta da un suo romanzo, con cui Vonnegut si rivolge agli scrittori di questo genere:

« Vi amo, figli di puttana. Voi siete i soli che leggo, ormai. Voi siete i soli che parlano dei cambiamenti veramente terribili che sono in corso, voi siete i soli abbastanza pazzi per capire che la vita è un viaggio spaziale, e neppure breve: un viaggio spaziale che durerà miliardi di anni. Voi siete i soli che hanno abbastanza fegato per interessarsi veramente del futuro, per notare veramente quello che ci fanno le macchine, quello che ci fanno le guerre, quello che ci fanno le città, quello che ci fanno le idee semplici e grandi, quello che cí fanno gli equivoci tremendi, gli errori, gli incidenti e le catastrofi. Voi siete i soli abbastanza stupidi per tormentarvi al pensiero del tempo e delle distanze senza limiti, dei misteri imperituri, del fatto che stiamo decidendo proprio in questa epoca se il viaggio spaziale del prossimo miliardo di anni o giù di lì sarà il Paradiso o l’Inferno. »
(Da Dio la benedica, signor Rosewater o Le perle ai porci (1965))

(da wikipedia)

Vonnegut vinse parecchi premi letterari, si laureò in antropologia con una tesi che di fatto fu il romanzo

di cui parleremo più avanti. Fu inoltre nominato “artista dello stato di New York” per l’anno 2001-2002. In quegli anni manifestò il suo ateismo, confermando le voci che erano circolate in tal senso. Insegnò letteratura ad Harvard fu a lungo pompiere volontario e presidente della American Humanist Association (Associazione degli Umanisti Americani).

Morì il 10 aprile 2007 a seguito dei traumi cerebrali conseguenti ad una caduta in ambito domestico.

 

Entrambi questi scrittori così simili ma così diversi si sono occupati dell’acqua anomala, una scoperta avvenuta nel 1962 ad opera del ricercatore russo N. N. Fedyakin, pubblicata su una rivista russa, che era tradotta in inglese, ma di cui non sono stato capace di trovare copia in letteratura. Il lavoro fu poi continuato insieme a Derjaguin, un chimico fisico russo molto più noto, che la pubblicizzò in occidente decisamente solo dopo il 1966 con un congresso in Gran Bretagna ed un lavoro su Discussions Faraday Soc. 42, 109 (1966) e su JCIS nel 1967 ; la cosa divenne di dominio pubblico solo dal 1969 con articoli sui giornali e con articoli su molte altre riviste anche divulgative, scatenando una corsa alla ricerca ed alla emulazione fra le due grandi potenze.

Si trattava di un’acqua che condensava in una situazione particolare, in tubi capillari di quarzo e che mostrava delle proprietà molto particolari; si temeva potesse alterare stabilmente le proprietà del resto dell’acqua con cui veniva in contatto, argomento questo che arriverà in letteratura. La cosa scatenò una incredibile corsa fra i vari paesi a causa dei potenziali effetti benefici o tragici del materiale, ma fu comunque chiaro entro pochi anni che i dati erano frutto di un errore sperimentale, dovuto alla dissoluzione dei componenti del contenitore.

Fu pure pubblicato un libro (Poliacqua, ed, Il Saggiatore) da parte di uno dei più famosi studiosi dell’acqua di quel periodo F. Franks, autore del monumentale tomo sull’acqua in 7 volumi su cui ho studiato durante la mia tesi. La critica feroce di Franks scatenò una risposta altrettanto dura di Derjaguin su Nature.

La cosa interessante è che mentre la breve novella di Levi è stata scritta o almeno pubblicata nel 1971, dunque parecchio dopo che il tema era divenuto di dominio pubblico, e dunque quasi certamente è stata influenzata dagli eventi già svoltisi, (anche se l’autore scrive nella lettera a Einaudi che l’articolo di Scientific American da cui lo ha appreso è successivo al suo testo, in realtà lo precede, è del 1969 Polywater, Sci. Amer. 221, 90 (Sept., 1969); col beneficio di inventario il testo di Levi fu scritto fra il 1968 e il 1970, ma comunque già allora la notizia era circolata sui giornali), il romanzo di Vonnegut , un romanzo ampio e di argomento molto più complesso è stato pubblicato solo nel 1963, dunque quando in occidente pochissimi conoscevano la cosa e non è verosimile che Vonnegut ne fosse a conoscenza. Secondo me è una idea originale di Vonnegut, anche se la pubblicazione del romanzo è avvenuta dopo la scoperta, almeno formalmente.

Nel romanzo in realtà si parla di varie cose:

La voce narrante è John o Jonah (in inglese, sinonimo di portasfiga) è uno scrittore che ha deciso di scrivere un libro dal titolo Il giorno in cui il mondo finì, che vuole essere un resoconto su come alcuni scienziati responsabili dell’invenzione della bomba atomica trascorsero la giornata del 6 agosto 1945, appunto «il giorno in cui il mondo finì».

Le sue ricerche si concentrano su Felix Hoenikker, uno dei “padri” della bomba atomica, nonché Premio Nobel. Inizia così a rintracciare e contattare coloro che hanno conosciuto direttamente lo scienziato a partire dai figli. Il quadro che ne viene fuori è quello di un uomo interamente votato alla scienza, completamente estraneo alla vita sociale, incapace di amare la moglie Emily e di piangere la sua morte, incapace di fare da padre ai suoi tre. Da questa ricerca lo scrittore scopre anche qualcosa sull’ultima invenzione nata in risposta alle pressanti richieste di un generale della Marina americana, che gli aveva chiesto di inventare qualcosa capace di solidificare il fango. L’idea, come si viene a sapere in seguito, gli era venuta proprio il giorno dello sgancio della bomba, “giocherellando” a ripiglino con uno spago (e più precisamente quando forma la figura chiamata “cesta del gatto”, da cui il significato del titolo originale “Cat’s Cradle”). Da lì l’invenzione del “ghiaccio-nove”: un «seme», ovvero una microparticella in grado di cristallizzare e congelare istantaneamente l’acqua (portandone il punto di fusione a 114 °F, ossia 45,556°C) e potenzialmente in grado, con una reazione a catena, di propagare questa proprietà a tutta l’acqua del pianeta, con conseguenze catastrofiche. Alla morte dello scienziato i tre figli si spartiscono l’invenzione, conservando ognuno una scheggia di “ghiaccio-nove”.

(da wikipedia)

Non vi dico come continua sperando siate stimolati a leggerlo.

I titoli delle due opere hanno origini del tutto diverse; infatti quello di Levi Ottima è l’acqua, prende il titolo in prestito dal famoso incipit della Prima Olimpica di Pindaro: Ἄριστον μὲν ὕδωρ”.

Mentre il titolo del romanzo di Vonnegut, Cat’s cradle, la culla del gatto si rifà ad un giochino da ragazzi, in italiano chiamato ripiglino, a cui avete certamente giocato anche voi da ragazzi e mostrato nelle figure accluse al testo.Concluderei come conclude Franks il suo libro; scoperte sull’acqua e sulle sue presunte caratteristiche rivoluzionarie sono continue. Acque magiche se ne sono scoperte varie volte, ma l’acqua in effetti si presta, ha proprietà incredibili; per chi volesse esplorarle tutte compiutamente e con dettaglio c’è la pagina ben nota di Martin Chaplin http://www1.lsbu.ac.uk/water/

La proprietà che mi intriga di più è il fatto che l’acqua (come molte altre molecole) è una miscela di isomeri di spin nucleare, NSIM, in sigla; il caso più famoso è l’idrogeno, ma l’acqua è l’altra molecola famosa e semplice di cui si è ottenuta la separazione dei due isomeri di spin; orto-acqua e para-acqua, l’acqua è insospettabilmente una miscela non solo di due quasi-fasi, strutturata/non strutturata come insegnava Franks decenni fa ma proprio di due diverse molecole, con reattività diversa, ma interconvertibili fra loro. L’argomento si presterebbe a scrivere un altro post e dato che sono stato già abbastanza lungo mi fermo qua e ne riparlerò appena possibile.

da Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1 – 5

Riferimenti.

-An Annotated Bibliography for Anomalous Water

LELAND C. ALLEN Journal of Colloid and Interface Science, VoL 36, No. 4, August 197 p. 554

– F. Franks Poliacqua Il saggiatore 1983 tradotto da Polywater MIT press 1981

– B. Derjaguin Nature 1983 Polywater rewieved, v. 301 p.9-10

https://www.reuters.com/article/us-vonnegut/kurt-vonnegut-dead-at-84-idUSN1126991620070412

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwipndGsurnXAhXjHJoKHXeUAccQFggpMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.physi.uni-heidelberg.de%2FForschung%2FANP%2FCascade%2FTeaching%2FFiles%2FPolywater.pptx&usg=AOvVaw0YPjui-hslUjnGrMZTkq7P

Ghiaccio 9 – Urania 1383 – K. Vonnegut trad da Cat’s cradle, 1963 in inglese, prima edizione italiana 1994   https://en.wikipedia.org/wiki/Cat’s_cradle

Mattatoio n. 5 – Kurt Vonnegut, Slaughterhouse-Five; – or, The Children’s Crusade: – A Duty-Dance With Death, Delacorte Press, 1969, pp. 186.

Oppure Kurt Vonnegut, Mattatoio n. 5, o la crociata dei bambini : danza obbligata con la morte, Scrittori italiani e stranieri, Mondadori, 1970, pp. 205,

Ottima è l’acqua – P. Levi in Opere complete vol. 2 pag. 733 – ed. Repubblica l’Espresso

  1. N. Fedyakin, Change in the Struc- ture of Water During Condensation in Capillaries, Kollo~d. Zh. 9.4, 497 (1962). Translation: Colloid J. USSR (English Transl.) 24, 425.
  2. B. V. Derjaguin and N. N. Fedyakin, Special Properties and Viscosity of Liquids Condensed in Capillaries, Dold. Akad. Nauk SSSR 47, 403 (1962). Translation: Dokl. Phys. Chem., Proe. Aead. Sd. USSR 147, 808.
  3. V. Derjaguin, Effect of Lyophile Surfaces on the Properties of Boundary Liquid Films, Discussions Faraday Soc. 42, 109 (1966).
  4. V. Derjaguin, N. N. Fedyakin, and M. V. Talayev, Concerning the Modified State and Structural PoIymorphism of Liquids Condensed from Their Under- saturated Vapors in Quartz Capillaries, J. Colloid. Interface Sei. 24, 132 (1967).

Naturale o sintetico? Note sull’ identità chimica.2.

Claudio Della Volpe

Nella prima parte di questo post abbiamo esaminato un paio di casi non comuni di identità chimico-molecolare non legati semplicemente alla formula della sostanza e abbiamo visto che la distinzione naturale-sintetico può essere molto complessa (o come dice Scientific American una zona grigia)

Lo abbiamo fatto perché a me appare superata la polemica stucchevole fra chemofobici (che vogliono materiali chemical free) e chemofilici (che fanno cherry picking fra i vari casi di sostanze di sintesi più pure e quindi meno allergeniche o tossiche, oppure che fanno notare come i veleni più potenti per unità di massa siano naturali non sintetici, la tossina del botulino LD50 di 1ng/kg di peso); nonostante questo impegno la fallimentare strategia chemofilica non impedisce la nascita, la crescita e il prosperare di una pseudo-bio-filosofia chemofobica.

Personalmente ritengo che la strategia chemofilica sia sbagliata anche perché non è affatto vero che i composti naturali e sintetici con la medesima formula chimica siano identici: lo sono per la loro formula, lo sono per i loro effetti pratici, lo sono funzionalmente, ma non lo sono necessariamente all’occhio del chimico (non chemofilico, né tanto meno chemofobico).

identita22 identita21

Il caso del para e orto idrogeno chiarisce bene una cosa: la formula chimica tradizionale che esprime solo numero atomico e legame chimico non dice tutto, è una approssimazione; la dimostrazione è nel fatto che orto- e para-idrogeno hanno non solo proprietà fisiche diverse, come temperatura di transizione di fase o entalpia di transizione, ma anche diversa reattività chimica. La cosa è manifesta a bassa temperatura, per esempio nelle nubi interstellari, argomento dell’astrochimica.( DOI: 10.1038/NCHEM.2359)

identita23Le costanti di reazione delle due molecole sono diverse a bassa temperatura e diventano ben sovrapponibili solo sopra i 30K; nello spazio interstellare la chimica dell’idrogeno è divisa dunque fra quella del paraidrogeno e quella dell’ortoidrogeno: studi sono ancora in corso.

Ma questo potrebbe essere considerato un caso estremo; consideriamo allora esempi più semplici e generali di identità molecolare: quali differenze possiamo attribuire a composti o sostanze (quindi miscele di composti) di origine naturale o sintetica con la medesima formula?

Non stiamo parlando di singole molecole, ma di composti o sostanze in quantità macroscopica: la chimica è una scienza macroscopica, nel caso generale, e ha a che fare con grandi numeri di molecole o atomi.

Le differenze si possono ascrivere a

  • diversa purezza quantitativa e diversa composizione delle impurezze, prodotte da reazioni del tutto diverse nei due casi; questo costituisce una sorta di marchio indelebile della sostanza o del composto, anche a parità di costituzione delle singole molecole; è infatti impossibile avere una purezza del 100%, almeno al momento.
  • diversa composizione isotopica del composto; questo può manifestarsi sotto forma di isotopologia (un atomo qualunque è di diverso tipo isotopico) o sotto forma di isotopomeria (ossia un medesimo atomo e sempre quello è sostituito da isotopi diversi); va da se che una molecola isotopomera di un’altra è anche una sua isotopologa; il viceversa non è dato.
  • diverso stato magnetico del nucleo come è il caso di para- ed orto-idrogeno, fenomeno che corrisponde ad isomeria di spin e che genera livelli energetici diversi e diverse reattività.

Ciascuno di questi casi presenta molti esempi e corrisponde in genere ad una medesima “formula” chimica, pur in presenza di diversità macroscopiche del materiale. Ovviamente alcuni isotopi hanno un proprio simbolo e si può sempre indicare il numero di nucleoni, il numero di massa A, identita24a fianco al simbolo, ma comunemente questo non viene fatto con sistematicità.

Le distinzioni di identità sono talmente forti da dare luogo a metodi sperimentali ben acclarati o tabulati, a norme precise con effetti legali per distinguere fra diverse origini del composto o della sostanza.

Cominciamo dal caso più banale; come distinguere genericamente una sostanza organica sintetica o naturale? Le sostanze naturali organiche vengono da un pool di atomi di carbonio che scambia regolarmente con l’atmosfera; gli atomi di carbonio dell’atmosfera sono soggetti ai raggi cosmici e dunque danno luogo a reazioni nucleari che producono quantità macroscopiche di 14C; viceversa i materiali sintetici vengono nella stragrande maggioranza da un pool di atomi di carbonio residente fuori dall’atmosfera da molto tempo (carbone, petrolio, gas naturale) protetto dai raggi cosmici e in cui dunque la quota di 14C si è ridotta (esiste una tecnica di datazione isotopica basata su questo fenomeno) oppure è scomparsa; ne segue che le sostanze o i composti sintetici sono genericamente meno radioattivi di quelli naturali. Stessa formula, diversa composizione isotopica, molecole isotopologhe o isotopomere; l’alcool etilico sintetico e quello naturale per esempio sono così diversi da poter essere distinti applicando le procedure stabilite dal metodo ASTM D6866-05 basato proprio su questo fenomeno di decadimento radioattivo.

D’altronde l’effetto isotopico fra i due atomi è significativo; la differenza di velocità nella polimerizzazione fra monomeri di stirene contenenti questi due isotopi è dell’ordine del 10%. Non si tratta solo di radioattività, ma proprio di chimica, di reattività.

Tuttavia anche se usassimo monomeri di stirene ottenuti da materiale naturale avremmo reazioni di polimerizzazione dello stirene di un 10% più lente solo per la quota di 14C (che è troppo piccola per avere effetti macroscopici). La conseguente chimica verde sarebbe più lenta di quella normale, sintetica, ma per una quantità troppo piccola per essere attualmente misurata (ringrazio il collega Ragaini di avermi fatto notare un errore nel mio ragionamento).

Questo potrebbe far pensare che le differenze isotopiche e dunque fra isotopomeri e isotopologhi abbiano solo un ruolo analitico; in Natura avvviene però che le piante (e dunque i loro enzimi) siano di fatto in grado di distinguere; per esempio piante cosiddette C3 e C4, dotate di diversi meccanismi di fotosintesi, hanno un rapporto fra 12C e 13C diverso nei loro tessuti e questo vuol dire che i loro enzimi sono in grado di discriminare fra isotopi (si noti che questi sono isotopi stabili); una conseguenza chimica di questo è che isotopomeri o isotopologhi diversi hanno diversa reattività e che i sistemi biologici sono in grado di discriminare; anche se al momento non abbiamo esempi tecnologici di questo, inventati da noi (se non di tipo analitico)  la differenza di principio rimane.

Passiamo al problema delle impurezze; l’urea è stata la prima molecola naturale ottenuta per via sintetica; è una storia di errori e serendipità. Wholer voleva sintetizzare il cianato di ammonio, (che ha una formula bruta uguale all’urea) NH4OCN, ma per riscaldamento il cianato da lui ottenuto per doppio scambio a partire da cianato di argento e cloruro di ammonio si trasformò in urea e dunque la sua sintesi non riuscì, ma produsse un risultato così eclatante da essere poi la base della moderna chimica di sintesi. Viva gli errori!

La sintesi commerciale dell’urea si ottiene oggi in vari modi, ma in ogni caso una percentuale significativa di biureto è presente nel prodotto commerciale; il biureto è un prodotto che deriva dalla condensazione di due molecole di urea ad alta temperatura, NH2-CO-NH-CO-NH2, e può avere effetti deleteri su alcune piante se si utilizza l’urea con troppo biureto come concime (http://fshs.org/proceedings-o/1954-vol-67/67-69%20%28OBERBACHER%29.pdf)

L’urea estratta dall’urina umana o animale, viceversa, non contiene affatto biureto come impurezza, per cui la ricerca del biureto potrebbe costituire un semplice metodo per distinguere l’urea sintetica da quella naturale.

Tuttavia è chiaro che si possono ridurre, sia pur faticosamente e costosamente, le impurezze al di sotto di una soglia qualsivoglia, fare scomparire insomma i residui indesiderati.

Ma tornando all’urea, nonostante la purificazione rimane qualche segno della diversa origine delle molecole di urea? La risposta è positiva. Si tratta della cosiddetta impronta isotopica. In genere sembra ci sia più 15N nell’urea naturale, ma la questione è complessa ed un’analisi dettagliata della questione potete trovarla in letteratura (https://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch16.html).

La diversa impronta isotopica di materiali di differente origine va molto al di là della distinzione naturale/sintetico poichè consente, per esempio, di risalire all’origine di un prodotto e facilita la sua geolocalizzazione. La geochimica e in genere le scienze ambientali sono grandi utilizzatrici di questi metodi. Quindi non solo naturale o sintetico, ma fatto in un certo modo o in un certo posto; le molecole che pure sembrano uguali nella formula e nella accesa polemica anti-chemofobica, si rivelano poi alquanto diverse e memori della loro origine e della loro storia nella realtà dell’analisi chimica: le molecole sono glocali, globali nella formula, locali nei dettagli.

Una interessante considerazione potrebbe essere quella di capire se in genere sia possibile al di là dei casi di diversa origine del medesimo composto capire con qualche criterio se un prodotto sia di origine naturale o sintetica, cioè se esso esista in natura prima della nostra sintesi o no; il chemical space di cui abbiamo ripetutamente parlato nel blog è costituito oggi di oltre cento milioni di molecole(108), ma potenzialmente tale numero è strabocchevole (1060): come distinguere ora e in futuro l’origine dei composti? Una proposta ci viene dall’uso dei metodi dei descrittori molecolari (di cui pure abbiamo parlato nel blog) con capacità di distinzione che superano il 90% da parte di programmi automatici (J. Chem. Inf. Comput. Sci. 2000, 40, 1245-1252).

Termino con una informazione; l’acqua possiede due isomeri di spin separabili, dunque due molecole del tutto identiche secondo i criteri normali ma separabili come tali e conservabili a -18°C per qualche settimana; cosa facciamo, vietiamo la notizia ai supporters dell’omeopatia? (SCIENCE  VOL 296                   28 JUNE 2002)identita25Aggiungo che il solito russo genialoide propone una idea teorica anomala: (Biofizika. 2013 Sep-Oct;58(5):904-9. S.D. Zakharov) sappiamo che l’acqua comune è una miscela di due quasi fasi definite comunemente acqua strutturata tipo ghiaccio e acqua destrutturata (è acclarato almeno dagli anni 60 il sito che vi linko è quello celeberrimo di Martin Chaplin); Zakharov ipotizza che le strutture tipo ghiaccio siano strutture di para-acqua legate in cluster chiusi, per spiegarne la nulla libertà di rotazione, mentre la ortoacqua sarebbe invece l’acqua destrutturata; l’idea è intrigante. L’abstract è in inglese, ma l’articolo è in russo.

Mentre la fisica scopre un’universo in cui la materia oscura domina quella normale 6:1 noi ci crogioliamo in una descrizione dell’identità molecolare basata solo su numero atomico e legame chimico, la formula tradizionale; Montalbano direbbe: “mi sono pirsuaso che le vostre carte di identità sono scadute, signore molecole!”.

Naturale o sintetico è una polemica che non mi appassiona, si sarà capito; la chimica moderna ha dimostrato con le sue sofisticate tecniche analitiche che è possibile risalire all’origine e perfino al luogo o alle reazioni di formazione di un composto o di una sostanza; certo l’uso delle formule ci consente di schematizzare potentemente il numero atomico Z e i legami di un composto ,ma nella realtà dell’analisi si potrà poi andare oltre e perfino in alcuni casi determinare l’origine e distinguere molecole affatto identiche, come nel caso di para e ortoidrogeno o di orto e para-acqua.

La materia non è fatta solo di nuvole elettroniche e per vedere l’albero si corre il rischio di perder di vista la foresta, come diceva il filosofo. Se abbiamo fallito finora nella lotta contro la chemofobia vale la pena di tentare nuove strade, nuovi approcci, in cui argomenti considerati “avanzati” siano usati e spiegati al “volgo profano”; in fondo naturale o sintetico è solo una questione di rischio/beneficio (non di costo/beneficio, ci sono rischi che non hanno prezzo).

Anche la distinzione fra specialisti e gli altri non mi appassiona; non ci sono argomenti per specialisti, c’è solo la scarsa tradizione a fare divulgazione, i chimici non hanno nemmeno un indirizzo di ricerca sulla didattica, un settore disciplinare che se ne occupi.

Sogno un mondo in cui la chimica sia conosciuta e amata da tutti, come un potente strumento di indagine e di sopravvivenza, che ci consenta però di essere più “umani” possibile; dopo tutto, la nostra specie conosce il fuoco (e dunque la chimica) da quando esiste.