Mary Elvira Weeks (1892-1972)

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Rinaldo Cervellati

 

Non sapere cosa sia accaduto nei tempi passati, sarebbe come restare per sempre un bambino  (Cicerone)

Coloro che non ricordano il passato sono condannati a ripeterlo (George Santayana)

Nell’anno dedicato al 150° anniversario della Tavola Periodica mi sembra opportuno ricordare la figura di Mary Elvira Weeks, chimico e storica della chimica che scrisse fra il 1932 e il 1933 la serie di 21 articoli sulla scoperta degli elementi per il Journal of Chemical Education, poi raccolta   nel ponderoso volume Discovery of the Elements che dal 1935 al 1968 ha visto sette edizioni e numerose ristampe.

Mary Elvira nacque il 10 aprile 1892 a Lyons, una cittadina di poche migliaia di abitanti nella Contea di Walworth, Wisconsin. Frequentò il Ripon College, ottenendo il B.A. (Bachelor of Arts) in chimica nel 1913. Si recò quindi all’Università del Wisconsin, dove nel 1914 ottenne il Master in chimica lavorando con J. Howard Mathews[1]. Durante i successivi sette anni ha lavorato come insegnante di chimica in scuole secondarie superiori e analista in laboratori industriali.

Nel 1921 divenne istruttrice di chimica all’Università del Kansas, dove continuò il suo lavoro di ricerca per il dottorato che completò poco tempo dopo. Nel 1927 fu promossa assistant professor e, dieci anni dopo, associate professor. Anche se effettuava alcune ricerche sperimentali oltre ai suoi pesanti doveri di insegnamento, i suoi veri interessi erano storico-linguistici, quindi iniziò a combinare questi talenti spostando i suoi studi dalla ricerca sperimentale a quella in storia della chimica.Mary Elvira Weeks

Alla Kansas University conobbe Frank B. Dains[2] che aveva accumulato una splendida collezione di immagini di chimici famosi. Infatti, dopo aver conseguito il dottorato a Chicago nel 1898, Dains aveva trascorso un anno a Berlino e Friburgo e, com’era consuetudine tra gli studenti americani, aveva visitato numerosi chimici e chiesto foto. Dains continuò a collezionare immagini durante il resto della sua carriera ma a causa di un intenso programma di ricerca in chimica organica non aveva mai pubblicato nulla sulla sua collezione.

Elvira Weeks combinò il suo doppio interesse per la chimica e la linguistica preparando una collezione di articoli sulla scoperta degli elementi, che furono pubblicati come una serie di 21 articoli sul Journal of Chemical Education negli anni 1932-1933. La popolarità di questi articoli incoraggiò la Chemical Education Publishing Company di Easton (Pennsylvania) a raccogliere la serie in un libro: Discovery of the Elements (1° edizione 1934). Gli articoli e il libro furono generosamente illustrati con le immagini della collezione Dains, successivamente integrata da immagini raccolte da Weeks. Il libro infine ha visto sette edizioni; le ultime con la collaborazione di Henry M. Leicester[3].

Discovery of Elements 6th Edition

In realtà Discovery of the Elements è, per molti aspetti, una storia della chimica che si sviluppa attorno al tema principale della scoperta degli elementi. Vi sono lunghe interessanti digressioni su altre ricerche dei chimici che hanno scoperto nuovi elementi.

Nonostante il successo dei suoi scritti, il Dipartimento di Chimica della Kansas University non era disposto a premiarla per la sua “opera letteraria”. Le facoltà di chimica erano inclini a dare premi alle indagini sperimentali di laboratorio piuttosto che a ricerche storiche, a prescindere da quanto fossero accurate[4]. Weeks infatti rimase assistant professor per dieci anni prima della promozione a associate professor. Dopo altri sette anni come professore associato, decise di abbandonare l’insegnamento per sfruttare meglio i suoi interessi storici e linguistici. Nel 1944, Weeks divenne associato di ricerca in letteratura scientifica presso la biblioteca scientifica Kresge-Hooker in fase di sistemazione alla Wayne State University di Detroit. Alla Kresge-Hooker ebbe finalmente l’opportunità di utilizzare al meglio i suoi talenti.

All’avvicinarsi del 75° anniversario della sua fondazione (1876) l’American Chemical Society decise che sarebbe stata un’ottima iniziativa scrivere e pubblicare una storia della Società. Nel 1944 affidò questo incarico a Charles A. Browne, membro dell’ACS fin dagli ultimi anni del diciannovesimo secolo, un chimico con esperienza nel mondo accademico (dottorato a Göttingen, 1901), industriale e governativo e uno dei fondatori della Divisione ACS di Storia della Chimica (HIST). Browne, durante la sua carriera come direttore del New York Sugar Research Laboratory, e successivamente come capo chimico dell’Ufficio USA di Chimica e Suoli, aveva maturato una vivace vocazione per la storia della chimica. Era quindi la persona giusta per scrivere la storia della Società e accettò questo incarico. Browne morì all’inizio del 1947 all’età di 76 anni con l’organizzazione del libro impostata e nove capitoli completati. Diversi mesi prima aveva persuaso Weeks a diventare co-autore. Weeks si trovò dunque responsabile per la maggior parte degli undici capitoli che restavano da scrivere e per la raccolta del materiale supplementare. Il volume A History of the American Chemical Society-Seventy-five Eventful Years, di Charles Albert Browne e Mary Elvira Weeks fu pubblicato nel 1952.

Mary Elvira Weeks si ritirò nel 1954 ma continuò a vivere nella sua casa di Detroit lavorando part-time come traduttrice scientifica. Nel 1967 ricevette il Dexter Award, premio assegnato dall’American Chemical Society in riconoscimento di una straordinaria carriera di contributi in storia della chimica.

Weeks era per natura una persona amichevole ma molto riservata, capace comunque di affrontare impegni di notevole portata. Morì il 20 giugno 1975 dopo diversi mesi in una casa di riposo.

Per la stesura di questo post ho attinto dalle seguenti opere:

A.J. Ihde, A Quarter Century of Dexter Awards, 1981, unpublished manuscript, estratto in

http://acshist.scs.illinois.edu/awards/Dexter%20Papers/WeeksDexterBioJJB1.pdf

A.J, Ihde, The History of The Dexter Awards. Part III: The Second Decade, Bulletin for the History of Chemistry, 1989, 3, 11–12.

[1] Joseph Howard Mathews (1881-1970) chimico fisico americano, professore universitario ed esperto di identificazione delle armi da fuoco. Nel 1914 Mathews aveva da poco completato il dottorato di ricerca in chimica a Harvard sotto la guida di Theodore W. Richards, primo americano a vincere il Premio Nobel “per le sue accurate determinazioni dei pesi atomici”. Mathews è stato preside del Dipartimento di Chimica dell’Università di Wisconsin-Madison per 33 anni, dal 1919 al 1952.

[2] Frank Burnett Dains (1869-1948) chimico organico americano ottenne il B.Sc. nel 1890 e l’M.Sc. nel 1981, entrambi alla Wesleyan University. Nel 1898 ottenne il dottorato di ricerca all’università di Chicago. Entrò nel Dipartimento di Chimica della Kansas University nel 1911, raggiungendo lo status di professore ordinario nel 1914. Si ritirò nel 1942. La collezione dei suoi scritti, foto e disegni è conservata all’University of Kansas Libraries, a Lawrence.

[3] Henry Marshall Leicester (1906 – 1991), statunitense, è stato un biochimico e storico della chimica. Particolarmente interessato alla storia della chimica in Russia, ha pubblicato diverse biografie di chimici russi sul Journal of Chemical Education e in varie enciclopedie. Tradusse anche opere di chimica classica russa, come quelle di Mikhail Vasilyevich Lomonosov (1711-1765) considerato il “Leonardo da Vinci russo”, del quale era considerato un esperto negli Stati Uniti. Dal 1951 al ritiro nel 1971 è stato professore di biochimica presso la Dental School dell’Università del Pacifico.

[4] Le cose sono molto migliorate negli USA, mentre in Italia non è cambiato quasi nulla, resta il micidiale pregiudizio per cui chi si occupa di ricerca in storia (o in didattica) della chimica è un fallito nella ricerca scientifica.

Scienziate che avrebbero potuto vincere il Premio Nobel: Maria Bakunin (1873-1960)

Rinaldo Cervellati

Maria (Marussia, per famigliari e amici) Bakunin, straordinaria figura di donna e scienziata italiana napoletana, merita un post di rilievo in questa rassegna. Di origine russa, terzogenita del famoso filosofo libertario Michail Bakunin[1] e di Antonia (Antossia) Kwiatowoska, nacque a Krasnojarks (Siberia centrale) il 2 febbraio 1873. Tre anni dopo la nascita morì il padre e tutta la famiglia si trasferì a Napoli dove Michail aveva stabilito forti legami fondandovi un giornale e un’associazione libertaria.

Maria Bakunin ha passato praticamente tutta la sua vita personale e professionale a Napoli, fornendo fondamentali contributi in stereochimica, chimica organica di sintesi e fotochimica in un’epoca in cui senza metodi strumentali, ma solo attraverso manipolazioni chimiche, i chimici riuscivano a riconoscere i “pezzi” di una molecola e ad assemblarli in un’unica struttura. Per molto tempo quasi dimenticata, in anni più recenti sono comparse molte biografie e ricordi di studiosi italiani, fra questi vanno in particolare menzionati Rodolfo Alessandro Nicolaus[2] e Pasqualina Mongillo[3] alle cui opere [1,2] ho attinto per questo post. Una sua biografia si trova anche nel libro European Women in Chemistry [3].

Ritratto di Maria Bakunin,dono del Prof. R.A. Nicolaus all’Accademia Pontaniana

A Napoli, fra ideali di libertà e stimoli intellettuali, la giovane Maria ricevette un’ottima educazione: quella educazione distaccata che potenzia il controllo di se stessi [2]. Conseguì il diploma di maturità classica al liceo Umberto I, si iscrisse quindi a chimica cominciando nel 1890, ancora studente, a lavorare all’Istituto Chimico dell’Università di Napoli in qualità di preparatore. Si laureò nel 1895 a 22 anni con una estesa e brillante tesi sugli isomeri geometrici, sotto la guida di Agostino Oglialoro[4], di cui in seguito divenne moglie.

Siamo negli anni in cui la stereochimica, fondata principalmente da Van ‘t Hoff attorno al 1873, era un nuovo, fertile campo di ricerca in chimica e Bakunin apportò un notevole contributo al suo sviluppo con la sua prima pubblicazione riguardante gli stereoisomeri degli acidi fenilnitrocinnamici [4]. Proprio in connessione con gli isomeri geometrici di queste sostanze Bakunin iniziò a condurre indagini di natura fotochimica. E’ interessante sottolineare che anche la fotochimica era all’epoca un settore di ricerca in via di sviluppo specialmente in Italia grazie ai lavori di Giacomo Ciamician e dei suoi collaboratori all’Università di Bologna.

In una nota del 1898 [5], Bakunin riporta che l’esposizione alla luce solare dell’isomero trans dell’acido 2-fenil-p-nitrocinnamico ne provocava la trasformazione nell’isomero cis. La citazione precisa di questa osservazione si trova in una memoria di M. D’Auria [6], dalla quale ho preso la seguente figura:

Fotoisomerizzazione acido 2-fenil-p-nitrocinnamico [6, p. 162]

L’interpretazione elettronica della foto isomerizzazione si trova pure nel lavoro di D’Auria alle pp. 162-163.

Successivamente la reazione venne ottenuta anche utilizzando una lampada ultravioletta ma risultava molto più lenta [7]. In questo lavoro Bakunin osservò che l’acido fenilcinnamico rimaneva inalterato come pure l’acido 2-fenil-o-nitrocinnamico.

Il problema della sicura assegnazione di una struttura trans oppure cis agli isomeri geometrici degli acidi cinnamici sostituiti poteva trovare una soluzione verificando la loro capacità a dare indoni per ciclizzazione (disidratazione). Bakunin elaborò un metodo che, utilizzando l’anidride fosforica dispersa in un solvente inerte, realizzava la ciclizzazione senza che essa fosse accompagnata dalla trasformazione di uno stereoisomero nell’altro. Contemporaneamente riuscì anche a chiarire il meccanismo della ciclizzazione degli acidi cinnamici sostituiti, dimostrando che essa decorre attraverso la formazione di anidridi che furono anche isolate [1]. Durante questi studi, Bakunin notò che il 2-fenil-4-nitroindone (ottenuto per ciclizzazione dell’acido 2-fenil-o-nitrocinnamico) si trasformava alla luce in un prodotto diverso che poteva essere correlato a quello che si otteneva durante la disidratazione come sottoprodotto dopo evaporazione del solvente [8]. L’esposizione al sole del composto puro, non in soluzione, dava luogo alla formazione di un prodotto unico alto fondente [9]. Questo tema venne ulteriormente sviluppato in tre successivi lavori dal 1911 al 1914 con la conclusione che si trattava della dimerizzazione di derivati dell’acido cinnamico. Ma all’epoca non esistevano i mezzi per stabilire di quali e quanti dimeri si trattasse. M. D’Auria [6, p. 168], ci dice che la reazione del 2-fenil-4-indone non è mai stata ripetuta e si meraviglia del fatto che il contributo di Maria Bakunin alla fotochimica sia stato pressoché ignorato. La sua esauriente memoria [6] colma questo “buco”.

L’uso dell’anidride fosforica in solventi inerti sostituì presto la precedente tecnica di condensazione che implicava la fusione dei reagenti e spesso portava alla loro decomposizione. L’anidride fosforica in soluzione permetteva un approccio meno drastico con controllo della temperatura di reazione. La stessa Bakunin la utilizzò per sintetizzare diverse classi di composti, esteri, anidridi, eteri [10]. Questo metodo venne poi applicato in Inghilterra per la produzione industriale dell’aspirina [1].

I lavori di Bakunin attrassero l’attenzione di Stanislao Cannizzaro[5], fra i due nacque un rapporto di amicizia oltre che di reciproca stima, come dimostra una selezione della loro corrispondenza citata da Mongillo [2]. Nel 1896 Maria Bakunin partecipò alle celebrazioni per il 70° compleanno di Cannizzaro, sola donna fra i numerosi chimici che vi presero parte. Nella ormai famosa foto di gruppo:

I chimici italiani ai festeggiamenti per il 70° compleanno di Cannizzaro (1986)

Cannizzaro è al centro della seconda fila, Bakunin è a destra in terza fila.

La foto è emblematica della società dell’epoca dove una donna scienziato era un “fenomeno” più unico che raro[6]. Ma Bakunin appare molto sicura di sé, non a caso i suoi biografi affermano che rivelò un carattere indipendente e generoso sin da ragazza.

Si interessò anche agli eterociclici indolici, affrontando la sintesi del nucleo indolico, che ottenne mediante riscaldamento con idrossido di bario degli o-nitrofenilderivati degli acidi della serie etilenica. Studiò anche le melanine, che ancora oggi costituiscono una classe di pigmenti naturali di grande interesse sia per la loro struttura chimica sia per la loro funzione biologica. Il contributo portato in quell’epoca alla conoscenza dei pigmenti melanici è di rilievo se si considera che Bakunin, utilizzando i soli metodi chimici, riuscì a isolare da un melanoma due diversi pigmenti di diverso aspetto e colore e a prepararne i sali di argento e di ammonio [11].

Fu ammessa come socia dell’Accademia Pontaniana[7] nel 1905, lo stesso anno in cui fu nominata socia della Società Nazionale di Scienze, Lettere e Arti in Napoli.

Dal 1909 al 1912 insegnò chimica applicata come professore incaricato, poi come ordinario Chimica Tecnologica Organica nella Scuola Superiore di Ingegneria dell’università di Napoli.

Stato matricolare di Maria Bakunin, quando era docente alla Scuola di Ingegneria

Pur proseguendo le ricerche di chimica organica, Maria Bakunin si interessò di chimica applicata, studiò in particolare gli scisti bituminosi dell’Italia Meridionale. Si tratta di rocce sedimentarie, ricche di materiale organico derivante da resti fossili di animali, in prevalenza pesci. In questo materiale è contenuto l’ittiolo, un farmaco ancora oggi utilizzato in dermatologia. Negli anni 1911-1913, Bakunin si occupò, tra l’altro, della purificazione chimica dell’ ittiolo estratto dalla miniera di scisto bituminoso sita nel Comune di Giffoni in Valle Piana (provincia di Salerno).

In precedenza aveva assistito insieme a altre personalità, all’eruzione del Vesuvio dell’aprile 1906 a Torre Annunziata, alle Ville Bifulco e De Siena. Analizzò i materiali espulsi e le ceneri. Visitò le sorgenti minerali della Valle di Pompei e le analizzò chimicamente e batteriologicamente evidenziandone peculiarità e qualità [2].

Visitò poi molte aree del territorio italiano dedicandosi alla stesura di una mappa geologica del territorio nazionale commissionata agli scienziati dal Ministero della Pubblica Istruzione qualche anno prima.

Bakunin fu anche un’ottima didatta e educatrice, convinta che proprio l’educazione potesse garantire professionalità tale da assicurare sviluppo tecnico e culturale al Paese.

Per il suo talento e qualità didattiche, nel 1914 Bakunin fu incaricata dal Ministro Nitti,  di studiare i sistemi di insegnamento professionale in Belgio e in Svizzera.

Si recò quindi in questi Paesi che si mostravano professionalmente più evoluti. Nel suo resoconto illustrò le tipologie istituzionali di formazione professionale, con particolare attenzione all’insegnamento della chimica. Lo scopo dei suoi studi  era quello di vedere attivati in Italia provvedimenti simili affinché le scuole italiane diventassero “il vero granaio” che avrebbe dato ricchezza al Paese. Nell’apprendimento sottolineava l’importanza della pratica affinché l’insegnamento non si riducesse a mera memorizzazione e per ottenere delle risposte concrete chiedeva al Ministero maggiore spazio, mezzi strumentali e una mentalità più aperta dei docenti…

Tornando alla chimica organica, importanti devono essere considerati anche gli studi di Bakunin sulla reazione di Perkin che, come noto, consiste nella reazione fra un’aldeide aromatica e un sale di un acido organico in presenza di un’anidride, con l’ottenimento di acidi α-, β-insaturi.

Non esistendo a quei tempi la tecnica della sostituzione isotopica, si era sviluppata un’intensa polemica scientifica, durata circa cinquanta anni, sulla questione se fosse il sale oppure l’anidride ad iniziare la catena di reazioni con l’aldeide. Attraverso accurate indagini, Bakunin. dimostrò che, nelle condizioni in cui ha luogo la condensazione di Perkin, si stabiliscono delle reazioni di scambio e di equilibrio tra le anidridi e i sali di acidi differenti, di modo che tutta la questione controversa venne ricondotta a una semplice questione di reattività di due diverse anidridi, contemporaneamente presenti, verso una stessa aldeide. Bakunin riconobbe anche che la reazione è sempre favorita dalla presenza di sali [12,13], in accordo con quanto oggi noto sulla capacità di questi a promuovere la ionizzazione delle anidridi [1].

Maria Bakunin si occupò anche di argomenti diversi oltre quelli ricordati, come lo studio chimico e biologico della picrotossina, della morfina e della stricnina, sostanze le cui strutture chimiche vennero caratterizzate solo con l’impiego dei moderni metodi fisici di indagine.

Come ricordato, la scienziata Maria Bakunin fu anche una fine intellettuale, una donna appassionata e mossa da un grande senso di giustizia, descritta da molti con un carattere forte e assertivo capace di farsi valere ai limiti della prepotenza. Estremamente esigente e anche discretamente originale era soprannominata “La Signora” nell’Istituto Chimico dove insegnava e faceva ricerca. A questo forte carattere si univa però una notevole umanità e una vasta cultura, per molti anni fu l’animatrice dell’ambiente culturale napoletano e il suo salotto, sempre aperto a esponenti del mondo intellettuale, perseguitati e rifugiati, divenne una istituzione.

Nel 1936 passò alla Cattedra di Chimica Industriale e nel 1940 fu chiamata per trasferimento alla Cattedra di Chimica Organica della Facoltà di Scienze, che ricoprì oltre i limiti di età, fino al suo collocamento a riposo, il 5 novembre 1948.

Maria Bakunin fu anche audace e coraggiosa, nel 1938 salvò dal carcere con uno stratagemma suo nipote, il matematico Renato Caccioppoli[8], reo di aver fatto suonare “La Marsigliese” in un bar in presenza di un gruppo di gerarchi fascisti[9]. Durante la seconda guerra mondiale protesse i libri dalle fiamme del rogo appiccato dalle truppe di occupazione tedesche all’Università di Napoli il 12 settembre 1943. Benedetto Croce anche per questo gesto la nominò presidente dell’Accademia Pontaniana nel 1944, carica che ricoprì fino al 1947. In quell’anno fu ammessa come socio corrispondente dell’Accademia dei Lincei.

Il 19 febbraio 1949, su proposta del Consiglio di Facoltà del 20 ottobre 1948, insieme ai più vivi ringraziamenti per l’opera prestata a vantaggio della Scuola e delle Scienze, il Ministero della Pubblica Istruzione della Repubblica Italiana, le conferì il titolo di professore emerito.

In questa veste “La Signora” continuò a frequentare assiduamente l’Istituto di Chimica fino quasi alla sua morte, avvenuta il 17 aprile 1960.

Desidero terminare questo post con la seguente citazione, presa da un breve ricordo di Maria Bakunin:

probabilmente proprio in quanto donna il suo valore di scienziata ha avuto bisogno di tempo per essere adeguatamente comunicato e per un lungo periodo non è stata ricordata per l’importanza che ha avuto nel pensiero scientifico e culturale dello scorso secolo.

http://renneritalia.com/maria-bakunin-scienziata/

Bibliografia

[1] a) R.A. Nicolaus,  Ricordo di Maria Bakunin., Atti dell’Accademia Pontaniana, LII, Napoli 2004, pp. 27–32; b) R.A. Nicolaus, Marussia Bakunin, Dizionario Biografico degli Italiani, Istituto dell’Enciclopedie Treccani, vol. XXIV (1988).

http://www.treccani.it/enciclopedia/marussia-bakunin_%28Dizionario-Biografico%29/

[2] P.Mongillo,  Marussia Bakunin, una donna nella storia della chimica, Rubbettino 2008, ampi stralci in: http://www.mariabakunin.com/cat/maria-bakunin/

[3] M. Ciardi, M. Focaccia, Maria Bakunin (1873-1960), in: J. Apotheker, L.S. Sarkadi (Eds.), European Women in Chemistry, Wiley-WCH, 2011, pp. 51-54

[4] M. Bakunin, Sugli acidi fenilnitrocinnamici e sui loro isomeri stereometrici, Gazzetta chimica italiana, 1895, XXV, pp. 137-189.

[5] M. Bakunin, 1898. Stereoisomeri degli acidi fenilnitrocinnamici., Gazzetta Chimica Italiana, 1898, XXVII, 34-48.

[6] M. Dall’Auria, Maria Bakunin e i primi studi in fotochimica in Italia., Atti del XIII Convegno di Storia e Fondamenti della Chimica, Roma, 23-26/9/2009, 161-169.

http://media.accademiaxl.it/memorie/S5-VXXXIII-P2-2009/DAuria161-169.pdf

[7]M. Bakunin, Sull’azione dei raggi ultravioletti sugli stereoisomeri della serie cinnamica.,

Rend. Acc. Sci. Fis. Mat. Napoli, 1911, 17, 372-375. Citato in [6]

[8]M. Bakunin, Sulla sintesi degli acidi non saturi e sui loro prodotti di disidratazione.,

Atti Acc. Sci. Fis. Mat. Napoli, 1902, 11, 2-9. Citato in [6]

[9]M. Bakunin, Gl’indoni ed i loro prodotti di trasformazione al sole. Loro comportamento con l’ozono., Rend. Acc. Sci. Fis. Mat. Napoli, 1911, 17, 379-386. Citato in [6]

[10]M. Bakunin, Sulla eterificazione di acidi con fenoli., Gazzetta chimica italiana., 1902, XXXII, 178-185).

[11]M. Bakunin, G. Dragotti, Contributo alla conoscenza dei pigmenti melanici., Rend.  AccSci. Fis. Mat. Napoli, 1904, X s.3, 222-240.

[12]M. Bakunin, Meccanismo della reazione del Perkin., Gazzetta chimica italiana, 1916, XLVI, 77-103,

[13]M. Bakunin, G. Fisceman,Sul meccanismo della sintesi di Perkin-Oglialoro., Rend.  AccSci. Fis. Mat. Napoli, 1932, II s.4, 20-22.

[1] Michail Aleksandrovic Bakunin (1814-1876) filosofo libertario russo è considerato il fondatore del movimento anarchico moderno insieme al francese Pierre-Joseph Proudhon e agli italiani Carlo Cafiero e Errico Malatesta. Scrittore molto prolifico, viaggiatore indefesso spesso ricercato da varie polizie politiche, a Napoli fondò il giornale Libertà e Giustizia e l’associazione Fratellanza internazionale.

[2] Rodolfo Alessandro Nicolaus (1920-2008) fu allievo di Maria Bakunin, chimico dai vasti interessi è stato professore di Chimica organica nelle università di Napoli, Roma e Basilea. Ha compiuto ricerche sulla chimica delle sostanze naturali, con particolare attenzione ai pigmenti. Membro di numerose società scientifiche e culturali, ha lasciato numerose pubblicazioni riguardanti la vita e l’opera di Maria Bakunin.

[3] Pasqualina Mongillo, dottore in Filosofia, scrive e lavora nel Dipartimento di Sociologia e Scienza della Politica, Università di Salerno. Oltre al libro citato in [1] è autrice di altri scritti su Maria Bakunin e di un ampio ricordo di Rodolfo Nicolaus.

[4] Agostino Oglialoro-Todaro (1847-1923) chimico organico allievo di Cannizzaro e Paternò, fu nominato professore ordinario di chimica organica nel 1879, è stato Direttore dell’Istituto Chimico dell’Università di Napoli. A lui si devono sintesi di importanti composti. Mentore di Maria Bakunin, si sposarono nel 1896 e restarono sempre uniti.

[5] Qui ricordo ancora una volta che fino al primo Congresso internazionale dei chimici tenutosi a Karlsruhe nel 1860 dominava grande incertezza nella definizione dei concetti fondamentali della scienza chimica. Questa fu l’occasione per Cannizzaro di esporre le sue idee sul concetto di peso atomico, messo in corretta relazione con quello di peso molecolare e nell’aver quindi posto su salde basi tutta la teoria atomico-molecolare, che aveva precedentemente pubblicato nel famoso Sunto del 1858. Il noto chimico tedesco Julius Lothar Meyer, di ritorno dal Congresso disse in proposito: “Sentii come se mi fossero cadute le bende dagli occhi, i dubbi svaniti e la tranquillità più sicura prese il loro posto”. A mio parere Stanislao Cannizzaro è stato il chimico più importante del XIX secolo.

[6] Tant’è che per molto tempo Maria Bakunin venne ricordata solo per questa fotografia…

[7] L’Accademia Pontaniana, fondata a Napoli nel 1458 come libera iniziativa di uomini di cultura è una delle primissime accademie fondate in Europa e la prima del Regno di Napoli. Riconosciuta con R:D: nel 1925, si propone di coltivare le scienze, le lettere e le arti.

[8] Renato Caccioppoli (1904-1959) matematico, figlio di Giuseppe Caccioppoli e Sofia Bakunin, sorella di Maria, esercitò “un’influenza decisiva sullo sviluppo dell’analisi matematica in Italia in un periodo in cui l’Italia si era isolata culturalmente dal resto del mondo”. Su di lui è stato fatto il film “Morte di un matematico napoletano” di Mario Martone, 1992.

[9] Chissà se gli sceneggiatori del famoso film Casablanca (1942) si siano ispirati a questo fatto per la scena in cui Rick (Humphrey Bogart) e Victor Laszlo (Paul Henreid) fanno suonare “la marsigliese” nel Rick’s bar pieno di ufficiali tedeschi…Chi fosse interessato a vedere o rivedere questa scena può utilizzare il link:

https://youtu.be/kOO9GsiMb1g

Qualcuno può aiutarmi a spiegare un fenomeno?

Maurizio D’Auria*

Da qualche tempo sto cercando di ricostruire le vicende che hanno permesso la nascita e la sedimentazione nella cultura scientifica italiana degli studi in ambito fotochimico. In questo ambito per molto tempo si è pensato che lo scoppio della I Guerra Mondiale sia coinciso con un periodo di lungo oblio della disciplina. Questo convincimento si è probabilmente diffuso per il fatto che Ciamician a Bologna dopo il 1914 non pubblicherà più nulla in termini di ricerche sperimentali in ambito fotochimico, e che anche Paternò a Roma sostanzialmente fece la stessa cosa.

Abbiamo altrove cercato di dimostrare che questo non è stato proprio vero. Allievi di Ciamician e di Paternò continuarono a sviluppare la disciplina, talvolta ottenendo anche risultati molto interessanti. Maurizio Padoa a Bologna tentò, per esempio, nel 1911 di effettuare una sintesi asimmetrica utilizzando luce circolarmente polarizzata. La reazione studiata da Padoa (Gazz. Chim. Ital. 1911, 41(I),469) fu la bromurazione dell’acido angelico e, ovviamente, non ebbe successo. L’insuccesso era dovuto al fatto che la luce interveniva nel processo solo per generare l’atomo di bromo per scissione omolitica del bromo, ma poi non aveva nessun ruolo nella successiva addizione di bromo all’acido angelico.

acido angelico

Fin qui nulla di strano quindi. Qualche giorno fa mi imbatto, però, in un articolo che mi ha messo in difficoltà. Mario Betti , successore di Ciamician sulla cattedra di Chimica Generale dell’Università di Bologna, nel 1942, pubblica una nota sui Rendiconti dell’Accademia delle Scienze dell’Istituto di Bologna (vol IX, pp. 203-214). In questo articolo viene descritta l’addizione di cloro (quindi sostanzialmente la stessa reazione esaminata da Padoa) al doppio legame del propene in fase gassosa sotto l’azione di luce polarizzata. Il processo è formalmente identico a quello visto precedentemente e quindi non c’era ragioni di attendersi una qualche catalisi asimmetrica. Invece, Betti dichiara di trovare una certa asimmetria. Arriva a determinare valori di a fino a 0.22. Se consideriamo che il (-)-1,2-dicloropropano liquido mostra una rotazione ottica di -4.33, il risultato indica una relativamente buona (ottima per l’epoca) induzione asimmetrica.

propene

Ma come si spiega tutto ciò? qualcuno è in grado di spiegarmi come è possibile che in questo caso si osservi una reazione chirale mentre nel caso precedente no?

*http://cla.unibas.it/contents/instance3/files/document/1001004D’Auria.pdf

Un chimico, un matematico e il calore. 1.

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

La sensazione del caldo e del freddo, del calore insomma, ha suscitato interesse e timore fin da quando l’essere umano ha preso coscienza di se e dell’ambiente che lo circonda. Molto sinteticamente si può dire che le due interpretazioni sulla natura del calore, quella dinamica (secondo cui il calore è dovuto al movimento delle parti dei corpi) e quella particellare (secondo la quale il calore è una sostanza diversa dalle altre) sono entrambe presenti nella filosofia naturale del mondo occidentale. Empedocle (495 a.c. – 430 a.c. circa) poneva il fuoco tra i quattro “elementi” dai quali si sarebbero formati i corpi materiali; Eraclito (535 a.c. – 475 a.c. circa), invece, sosteneva che il fuoco fosse un principio dinamico, e sarebbe quindi alla base di tutto. Aristotele (384 a.c. – 322 a.c. circa) aggiunse il fuoco come “quinta essenza” ai quattro elementi empedoclei cercando in questo modo di interpretare alcuni fenomeni termici, come il trasferimento del calore da un corpo caldo a uno freddo. Gli atomisti, con Democrito (460 a.c. – 370 a.c. circa) ragionavano in termini di atomi “caldi” e “freddi”, come ci riporta Lucrezio nel De Rerum Natura.

Le interpretazioni dei filosofi greci furono sottoposte al vaglio dei grandi scienziati e filosofi del XVII secolo che tuttavia, seppure con notevoli precisazioni, rimasero sostanzialmente ancorati alle concezioni precedenti. Galileo (1564-1642), per esempio, condivideva più la concezione democritea, infatti riteneva che del calore fossero responsabili corpuscoli infimi (“minimi ignei”) in continua agitazione, ritenendo che il freddo derivasse dalla privazione di tali corpuscoli. Anche Francesco Bacone (1561-1626), basandosi sul calore sviluppato per attrito, giunse alla conclusione che il calore è un moto di espansione. Cartesio (1596-1650) e Newton (1643-1727), invece, pur con certe differenze, sostennero che il calore dei corpi era dovuto all’agitazione o alla vibrazione delle particelle costituenti i corpi.

E i chimici? Com’è noto nel XVII e soprattutto nel XVIII secolo la chimica fu dominata dalla (o meglio dalle) teorie del flogisto, un principio non isolabile che interverrebbe nella formazione (perdita di flogisto) e scomposizione (acquisto di flogisto) degli ossidi metallici (calci). La classica teoria del flogisto, dovuta a G.E. Stahl[1] che la enunciò nel 1716, fu poi adattata per interpretare l’aumento di peso nella formazione degli ossidi giungendo a ipotizzare un peso negativo (!) per il flogisto. Queste teorie ebbero comunque un notevole influsso sull’interpretazione del calore, il flogisto poteva infatti essere considerato come il vero “principio” del fuoco.

Sebbene già attorno al 1730 le teorie del flogisto fossero state messe in discussione da alcuni chimici, fra cui l’olandese H. B. Boerehaave (1668-1738) e il russo M. Lomonosov (1711-1765), queste furono praticamente archiviate solo nel 1774 in seguito all’esperimento detto “dei dodici giorni” effettuato da Antoine Laurent Lavoisier. Tale esperimento portò alla scoperta che la formazione degli ossidi è dovuta a un gas contenuto nell’aria, che Lavoisier chiamò oxigène.lavoisier2

 laplace

Negli anni successivi, oltre a continuare le ricerche che condussero alla definitiva enunciazione della legge di conservazione della massa, Lavoisier eseguì, insieme al matematico e fisico matematico Pierre Simon de Laplace[2] una serie di esperimenti su fenomeni coinvolgenti il calore, raccolti in una memoria presentata all’Académie des Sciences il 18 giugno 1783 col titolo “Mémoire sur la chaleur” [1]*.prima pagina memoire

Questo è un raro esempio di collaborazione fra un chimico e un matematico. La memoria, suddivisa in quattro articoli, non costituisce solo il primo trattato di Calorimetria, ma è anche un manuale pratico e interpretativo di fenomeni termochimici. Nell’introduzione i due Autori spiegano i motivi che li hanno spinti a pubblicare i risultati delle loro ricerche:

Questa memoria è il risultato di esperimenti sul calore che abbiamo fatto durante lo scorso inverno, insolitamente mite, cosa che non ci ha permesso di fare di più. Ci eravamo dapprima proposti di attendere un inverno più freddo prima di pubblicare qualsiasi cosa su questo argomento, avremmo così potuto ripetere con tutta la cura possibile gli esperimenti, e farne di più, ma ci siamo impegnati a rendere pubblico questo lavoro anche se molto imperfetto, dalla considerazione che il metodo che abbiamo usato possa essere di qualche utilità per la teoria del calore e, per la sua precisione e generalità possa essere adottato da altri fisici…[1, p. 355]

Passano poi a descrivere l’organizzazione della memoria in quattro articoli:

… nel primo, presenteremo un nuovo metodo di misurare il calore; presenteremo nel secondo i

risultati delle principali esperienze che abbiamo fatto; nel terzo esamineremo le conseguenze che si possono trarre da queste esperienze, infine, nel quarto, discuteremo la combustione e la respirazione. [1, p. 355]

All’inizio del primo articolo gli Autori lamentano la mancanza di dati quantitativi negli studi fatti in precedenza sui fenomeni termici, anche se riconoscono la scelta di una scala per la misura della temperatura basata sui due punti fissi: la fusione del ghiaccio e l’ebollizione dell’acqua alla pressione atmosferica, come pure la ricerca di un fluido le cui variazioni di volume sono praticamente proporzionali alle variazioni di calore.

Ma… la conoscenza delle leggi che segue il calore, quando si diffonde in corpo, è lontana da quello stato di precisione tale da poter sottoporre ad analisi i problemi relativi… agli effetti del calore in un sistema di corpi irregolarmente riscaldati, particolarmente quando la miscela si decompone e forma nuove combinazioni. [1, p. 356]

Dopo aver ricordato le due ipotesi sulla natura del calore, Lavoisier e Laplace affermano che per poter proseguire il lavoro occorre stabilire esattamente cosa si intende per calore libero, calore latente, capacità termica e calore specifico di un corpo e forniscono le definizioni per queste grandezze, definizioni che ci sono oggi famigliari[3].

Prendono in esame alcuni fenomeni di equilibrio termico e di trasferimento di calore e cercano di interpretarli in base a una o all’altra teoria per concludere che:

Non decideremo quindi fra le due ipotesi precedenti; vari fenomeni appaiono favorevoli alla prima, ad esempio, il calore prodotto dall’attrito di due solidi; ma ci sono altri che possono essere spiegati più semplicemente dalla seconda… come non possiamo decidere fra queste due ipotesi sulla natura del calore, dobbiamo però accettare un principio comune a entrambe.

Se, in una combinazione o in un cambiamento di stato, vi è una diminuzione del calore libero, questo calore riapparirà quando le sostanze ritornano al loro stato precedente, e, viceversa, se in una combinazione o in un cambiamento stato, vi è un aumento di calore libero, questo calore scomparirà nel ritorno delle sostanze al loro stato originale[4].

Questo principio è ora confermato dall’esperienza, la detonazione del nitre [nitrato di sodio] ce ne fornirà in seguito una prova determinante. [1, pp. 358-359]

A questo punto gli autori descrivono il termometro a mercurio che useranno negli esperimenti e la scala termometrica (la Réaumur, simbolo r). Propongono una regola generale per la misura del calore specifico di un corpo per mescolamento scegliendo arbitrariamente una sostanza di riferimento, per esempio l’acqua:

Indicando con m la massa del corpo più caldo alla temperatura a, con calore specifico q, con m’ la massa del corpo meno caldo alla temperatura a’ con calore specifico q’, se b è la temperatura di equilibrio della miscela, ammettendo che il calore ceduto dal corpo più caldo sia stato tutto acquistato dal corpo meno caldo, dovrà essere:

m q . (a – b) = m’q’ . (b – a’)

da cui si ottiene:

q/ q’ = m’. (b – a’) / m . (a – b)

che è il rapporto fra i calori specifici dei due corpi.[1, pp. 362-363]

Gli autori riportano l’esempio del mescolamento di acqua e mercurio a temperature diverse giungendo alla conclusione che il calore specifico del mercurio è circa 33 volte più piccolo di quello dell’acqua (29.9 in base ai dati attuali).

Discutono in dettaglio i limiti e le fonti di errore del metodo del mescolamento, poi attraverso lunghe considerazioni su un modello ipotetico di strumento di misura del calore e dopo aver elaborato le equazioni per il trattamento dei dati, giungono alla descrizione meticolosissima del calorimetro a ghiaccio di loro invenzione.

calorimetroQui ne daremo una breve descrizione. Con riferimento alla figura originale, il calorimetro progettato e fatto costruire da Lavoisier e Laplace è formato da tre recipienti concentrici: nel più interno si colloca il corpo in esame; in quello intermedio il ghiaccio; in quello più esterno si colloca dell’altro ghiaccio che ha la funzione di isolante, evitando che il calore dell’ambiente esterno fonda il ghiaccio del recipiente intermedio. Anche il coperchio è cavo e riempito di ghiaccio. In base alla quantità d’acqua che fuoriesce dal recipiente intermedio mediante un apposito condotto si può misurare il calore fornito dal corpo nel contenitore più interno, o calcolarne il calore specifico. Per misurare il calore sviluppato in una reazione chimica si introducono i reagenti in un matraccio di vetro posto nel più interno dei recipienti del calorimetro sopra un supporto isolante. Nel matraccio vi è anche la possibilità di provocare una scintilla elettrica per innescare la reazione[5].

I due Autori forniscono anche indicazioni precise per misurare il calore assorbito in una trasformazione fisico-chimica, come la dissoluzione di certi sali[6] [1, p. 366].

Il primo articolo della memoria termina con un riassunto delle precauzioni usate per garantire l’attendibilità dei risultati, la temperatura del laboratorio non deve superare i 3-4°r il che riporta a quanto dichiarato nell’introduzione, gli autori avrebbero voluto ripetere gli esperimenti in un inverno gelido…

(continua)

Riferimenti.

[1]. M.rs Lavoisier & de Laplace, Mémoire sur la Chaleur, in: Histoire de l’Académie Royale des Sciences, Anno 1780, Paris, 1784, pp. 355-408. *Le parti della Mémoire tradotte in italiano sono opera dell’autore del post

Note.

[1] Georg Ernst Stahl (1659/60-1734), medico e chimico tedesco, grande personaggio sia in medicina che in chimica. Fra le sue opere, i trattati sullo zolfo e sui sali, gli Experimenta, observationes… chymicae et physicae. La sua teoria del flogisto, seppure errata, è considerata dagli storici come il primo tentativo di razionalizzare la chimica in un’unica teoria.

[2] Pierre Simon de Laplace (1749-1827), matematico e fisico francese ha dato contributi fondamentali allo sviluppo dell’analisi matematica, della statistica, della meccanica, dell’astronomia e della cosmologia. Famoso il suo Exposition du système du monde.

[3] Lavoisier e Laplace sono ben consapevoli che il calore specifico dipende dalla temperatura ritengono tuttavia che nell’intervallo 0°r – 80°r i calori specifici possano essere ritenuti approssimativamente costanti. Per le applicazioni pratiche questa approssimazione è utilizzata anche oggi.

[4] Gli autori anticipano qui quella che oggi chiamiamo 1a Legge della Termochimica o Legge di Lavoisier-Laplace.

[5] Si tratta di un calorimetro isobaro, sicché, come diremmo oggi, misura la variazione di entalpia, ΔH della trasformazione.

[6] Come noto oggi chiamiamo esotermiche le trasformazioni che avvengono con sviluppo di calore, endotermiche quelle che avvengono invece con assorbimento.

Gilbert Newton Lewis (1875-1946), un premio Nobel mancato? Parte 1

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

LewisPortrait

G.N. Lewis (1900 ca)

Gilbert N. Lewis (Weymouth, MA 1875 – Berkeley, CA 1946) è noto a tutti quelli che hanno studiato chimica sopratutto per il concetto di acidi e basi come accettori e donatori di una coppia elettronica rispettivamente. Molto conosciuto anche per le sue rappresentazioni molecolari dette “strutture a punti e linee”. Meno noto è invece il notevole contributo dato alla termodinamica, si devono infatti a lui l’introduzione e lo sviluppo dei concetti di fugacità e attività per adattare le funzioni termodinamiche al caso dei gas e delle soluzioni “reali”. In questo post ci occuperemo in dettaglio dei suoi studi di termodinamica applicata alla chimica, campo di studi che costituì il suo primo interesse di ricerca.

Ma cominciamo dall’inizio. Lewis fu un bambino intellettivamente molto precoce, leggeva correntemente fin dall’età di tre anni; ricevette l’istruzione primaria dai suoi genitori e parenti. Ottenne il B. Sc. (Bachelor of Sciences) all’università di Harvard nel 1893. Dopo un anno di insegnamento alla Phillips Academy di Andover (MA), ritornò a Harvard, dove conseguì il dottorato nel 1899 discutendo una tesi sui potenziali elettrochimici di amalgami di zinco e cadmio[1]. Dopo un anno di insegnamento, per perfezionare gli studi di termodinamica si recò, con una borsa di studio, in Germania, dapprima a Göttingen da Walther Nernst[2] e poi a Lipsia da Wilhelm Ostwald[3]. Va subito detto che il suo rapporto con Nernst fu pessimo, si dice che fra i due nacque “un’inimicizia che durò tutta la vita” e che, come vedremo, determinò probabilmente la mancata assegnazione del Nobel.gil_lewis1910 Tornato a Harvard, fu esercitatore di laboratorio di termodinamica ed elettrochimica per tre anni. Dopo una parentesi come supervisore all’Ufficio Pesi e Misure di Manila, nel 1905 entrò a far parte dello staff del Massachusetts Institute of Technology, dove divenne assistente nel 1907, poi professore associato (1908) e infine full professor nel 1911. Nel 1912 divenne Professore di Chimica Fisica e direttore del College of Chemistry a Berkeley (University of California) dove rimase fino alla sua scomparsa. Il suo interesse per la termodinamica iniziò negli anni di Harvard e i suoi primi lavori del 1900-1901 dimostrano un’inusuale (per quei tempi) conoscenza dei lavori di J. W. Gibbs[4] e di P. Duhem[5]. Le idee di questi due scienziati sui concetti di energia libera e potenziale termodinamico erano espresse con un formalismo matematico certamente noto ai fisici, meno noto e comunque non molto utile per i chimici e per le applicazioni pratiche. In aggiunta, la formulazione della termodinamica era rigorosamente valida per sistemi ideali, privi cioè di interazioni reciproche (gas perfetto) o con interazioni supposte identiche e uniformi (soluzione ideale). Lewis si impegnò nella ricerca di “correzioni” per le deviazioni dal comportamento ideale nei sistemi lontani dall’idealità, introducendo i concetti di “attività” e “fugacità”. Tentò, senza successo, di ottenere un’espressione esatta della funzione entropia che nel 1901 non era ancora ben definita alle basse temperature. Nel periodo di Harvard Lewis scrisse anche un lavoro sulla termodinamica della radiazione di corpo nero, postulando che la luce esercitasse una pressione. Fu però scoraggiato a perseguire questa idea dai suoi colleghi più anziani e più conservatori. Nessuno si accorse che in particolare W. Wien aveva avuto successo sviluppando la stessa idea. Nel suo tentativo di trovare un’espressione generale dell’entropia, misurò i valori di entalpia e di energia libera per parecchie reazioni chimiche sia inorganiche sia organiche. Lewis fu un eccellente didatta, come professore introdusse per primo la termodinamica nei corsi di chimica al College of Chemistry di Berkeley, imitato poi in tutte le università. Si propose di presentare la termodinamica in una forma matematica accessibile ai chimici[6] e immediatamente utilizzabile nella pratica. Questo progetto si concretizzò nel 1923 con la pubblicazione, insieme a Merle Randall, del testo Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances (McGraw Hill)[7], probabilmente il primo testo in cui la termodinamica chimica (classica) è formalizzata in modo rigoroso ma (relativamente) semplice.GW618H435

Nel 1907 Walther Nernst espose il suo teorema noto anche come terzo principio della termodinamica. Esso afferma che:

“La variazione di entropia che accompagna una trasformazione fisica o chimica di un sistema tende a zero quando la temperatura assoluta tende a zero”.

In forma matematica:

lim (T→0) ΔStrasf = 0

dove ΔStrasf è la variazione di entropia della trasformazione. Osservazioni sperimentali avevano infatti mostrato che la variazione di entalpia ΔH e di energia libera ΔG di una trasformazione diminuivano monotonicamente al diminuire della temperatura, quindi, poiché ΔH = ΔG + T(∂ΔG/∂T)P, al tendere di T a 0 si avrà ΔH = ΔG → 0, ma (∂ΔG/∂T)P = −ΔS, da cui per T→0, anche ΔS →0.

Lewis criticò il teorema di Nernst con toni molto aspri, molte fonti sono concordi nel riportare il seguente commento: “a regrettable episode in the history of chemistry” (un episodio deplorevole nella storia della chimica). Il commento è probabilmente estrapolato da un contesto più ampio, in base al suo teorema infatti, Nernst stimò i valori delle funzioni termodinamiche di molte sostanze a varie temperature e se ne servì per calcolare le costanti di equilibrio di molte reazioni chimiche ma queste stime si accordavano con i dati sperimentali entro un ampio margine di errore. Ad esempio per la reazione di decomposizione dell’acqua a 800 °C il valore calcolato da Nernst fu Keq = 1.32 contro il dato sperimentale di 0.93. Questo accordo fu giudicato scadente da molti, fra cui ovviamente Lewis che, a parere dello storico W.H. Copper, diede comunque credito a Nernst per il teorema deplorando però aspramente l’uso di funzioni termodinamiche stimate con esso [1].

Stime affidabili si ottennero con l’estensione di Planck al teorema di Nernst e la definizione meccanico statistica di cristallo perfetto.

Nel testo di Lewis e Randall del 1923 (nota 7) i due autori scrivono:

Se l’entropia di ogni elemento in qualche stato (perfetto) cristallino viene presa come zero allo zero assoluto della temperatura, ogni sostanza ha una entropia positiva finita; ma allo zero assoluto della temperatura l’entropia può diventare zero e lo diventa nel caso di sostanze cristalline perfette.

Lewis tuttavia in precedenza non aveva perso occasione per evidenziare pubblicamente errori di Nernst.

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Lewis ricevette la prima candidatura al Premio Nobel nel 1922, faceva però parte del Comitato Wilhelm Palmær, amico di Nernst, che a quanto pare fece di tutto per evitare che il premio gli fosse assegnato. Fu ancora candidato per i suoi contributi alla termodinamica e alla teoria del legame chimico nel 1924 e nel 1925 senza risultato positivo (a quanto risulta nel 1925 Arrhenius diede parere negativo). Nel 1926 fu ancora candidato e ottenne un parere favorevole da un altro chimico svedese, Theodore Svedberg, che suggerì tuttavia che a Lewis fosse attribuito il premio in un prossimo futuro, in attesa di nuovi contributi su termodinamica e legame. Ma nel 1926 Lewis aveva già abbandonato le ricerche in termodinamica e teoria del legame, così il Nobel per la Chimica 1926 fu assegnato proprio a Svedberg “per i suoi lavori sui sistemi dispersi”. Negli anni successivi le candidature di Lewis aumentarono, solo nel 1929 ne ottenne sei, quattro nel 1932. L’ultima la ricevette nel 1940. In totale ottenne 35 candidature. Secondo N. Gussmann è stato proprio il lungo rancore verso Nernst che precluse per sempre il Nobel a Lewis [2].

Oltre alla termodinamica e al legame, Gilbert N. Lewis ha dato contributi importanti in teoria della relatività (si è sempre considerato sia un chimico sia un fisico), ha isolato e caratterizzato per primo l’acqua pesante[8], insieme al suo ultimo allievo, Michael Kasha, stabilì che la fosforescenza di alcuni composti organici è dovuta all’emissione di luce da parte di un elettrone nello stato di tripletto.

Gilbert Newton Lewis è morto nel 1946 in circostanze quantomeno poco chiare [3]. Secondo W. B. Jensen se fosse vissuto più a lungo avrebbe ottenuto il Nobel per la Chimica insieme a Linus Pauling nel 1954 per il suo contributo alla teoria del legame chimico [4]. Jensen non è il solo a fare questa ipotesi, vedremo perché in un prossimo post.

Riferimenti.

[1] W.H. Copper, Great Physicists. The life and times from Galileo to Hawking, Oxford University Press, Oxford, 2001, p. 131

[2] N. Gussmann, How Not to Win the Nobel Prize, www.chemheritage.org/discover/media/periodic-tabloid/archive/2011-10-19-how-not-to-win-the-nobel-prize.aspx

[3]http://www.che.ncku.edu.tw/FacultyWeb/ChenBH/E340100%20Thermodynamics/Supplementary/Gilbert_Lewis%20Nov.%202%202011.pdf

[4] W.B. Jensen, http://www.britannica.com/biography/Gilbert-N-Lewis

Note.

[1] Il supervisore della tesi fu Theodore W. Richards, primo americano a vincere il Nobel per la Chimica nel 1914 in riconoscimento “della sua accurata determinazione del peso atomico di un gran numero di elementi chimici”.

[2] Walther Nernst, fisico tedesco (1864-1941), personaggio importantissimo per la chimica fisica (termodinamica, elettrochimica, fisica dello stato solido), Premio Nobel per la Chimica 1920 in riconoscimento “dei suoi lavori in termochimica”. Curioso il fatto che Nernst ricevette il premio 1920 nel 1921 perché il Comitato del 1920 ritenne che nessuno dei nominati avesse i requisiti in quell’anno (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1920/index.html.)

[3] Wilhelm Ostwald, chimico russo-tedesco (1853-1931), straordinario personaggio della chimica fisica, Premio Nobel per la Chimica 1909 “per i suoi lavori sulla catalisi e per le sue ricerche sui principi fondamentali che governano gli equilibri chimici e le velocità di reazione”.

[4] Josiah Willard Gibbs, scienziato americano (1839-1903) ha dato contributi fondamentali in matematica, fisica e chimica, fondatore, insieme a Maxwell e Boltzmann, della meccanica statistica. Persona riservata e schiva pubblicò i suoi importanti lavori nelle Transactions of the Connecticut Academy, una rivista minore, fortunatamente letti da Maxwell, Helmholtz e qualche altro fra cui Einstein. Gibbs è noto agli studenti di chimica per la funzione energia libera G, o meglio ΔG, così chiamata in suo onore.

[5] Pierre Duhem, scienziato francese (1861-1916), fisico e filosofo, è noto ai chimici per l’equazione di Gibbs-Duhem, che interpreta le variazioni del potenziale chimico dei componenti in un sistema termodinamico.

[6] Ovviamente i chimici teorici contemporanei sono in grado di apprezzare la formulazione matematica più raffinata, tuttavia gran parte di essi ritiene che la termodinamica classica non riservi più sorprese e sono del parere che andrebbe ridimensionata nei corsi di chimica fisica a vantaggio di argomenti moderni. Ricordo però che il Prof. Paolo Mirone (1926-2012), noto spettroscopista ed eccellente didatta mi disse che anche dopo più di trent’anni di insegnamento della termodinamica, alcuni punti della trattazione gli ponevano interrogativi…

[7] Il testo è stato ripubblicato, revisionato da K.S. Pitzer e L. Brewer, nel 1961 sempre da McGraw Hill Book Co., New York. L’edizione italiana: Termodinamica – con prefazione di A.M. Liguori, Leonardo Edizioni Scientifiche, è del 1970. Gli attuali testi universitari di Chimica Fisica presentano la termodinamica (classica) sostanzialmente nello stesso modo del libro di Lewis & Randall.

[8] La scoperta del deuterio si deve a Harold Urey, allievo di Lewis, Premio Nobel per la Chimica 1934 proprio per quella scoperta. Molti sostengono che avrebbero dovuto assegnare il premio a entrambi, ma ancora una volta non è stato così.

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

Il 25 aprile e la 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 Claudio Della Volpe

E un richiamo gli folgorò la testa: Johnny qual è l’aoristo di lambano?”

da Il partigiano Johnny di Beppe Fenoglio

Oggi è 25 aprile, l’anniversario della liberazione dal nazifascismo, una delle date fondanti della Repubblica Italiana.

Il 25 aprile 1945 finiva il potere fascista in Italia, finiva la guerra e cominciava l’avventura della ricostruzione postbellica, nella quale la chimica avrebbe giocato un ruolo enorme, nel bene e nel male.

Seguire la storia della Chimica italiana prima, durante e dopo il fascismo non è facile; un bell’articolo lo trovate gratis in rete sulla Treccani online, non proprio aria fritta, scritto da Luigi Cerruti  ( Chimica e società: la mediazione politica

Il Contributo italiano alla storia del Pensiero – Tecnica (2013))

:

http://www.treccani.it/enciclopedia/chimica-e-societa-la-mediazione-politica_%28Il_Contributo_italiano_alla_storia_del_Pensiero:_Tecnica%29/

Il racconto ve lo consiglio è affascinante e deprimente insieme, segno dei tempi di allora, ma non solo, segno della debolezza di quegli uomini di scienza “che si fidano di compiacere il potere”, una cosa che tempo fa scrisse Giorgio Nebbia su questo blog.

Cosa fosse diventata la Chimica specie universitaria, durante il fascismo ce lo racconta sempre Cerruti:

Nel corso degli anni, l’atteggiamento discriminatorio ‘spontaneo’ dei cattedratici di chimica si organizzò sempre meglio. Durante l’istruttoria per la nomina delle commissioni concorsuali, il ministero dell’Educazione nazionale riceveva un foglio con l’elenco degli ordinari ‘papabili’, in cui, accanto a ogni nome, con il settore disciplinare di riferimento era indicata la data di iscrizione al Partito nazionale fascista (PNF). Un simile ‘suggerimento’ non aveva bisogno di commenti particolari, e fa comprendere come si siano potute realizzare carriere come quelle di Felice De Carli (1901-1965), allievo del già citato potente professor Nicola Parravano (1883-1938) e iscritto fin dal 1921 all’Associazione nazionalista italiana (ANI) di Enrico Corradini e Luigi Federzoni; come il suo maestro, De Carli passò nel 1923 al PNF, in occasione della fusione tra le due organizzazioni promossa da Federzoni.

Scrive in un appunto di lavoro (che mi ha gentilmente inviato ieri) e che poi divenne il bel libro sul PCB a Brescia Marino Ruzzenenti:ruzzenenti

“La chimica e l’industria” del marzo-aprile 1945 usciva priva dell’elenco completo del Comitato direttivo, come avveniva di consueto, nonchè dello stesso Presidente, Giovanni Morselli (Già il numero di gennaio-febbraio non prevedeva più la presidenza ma citava una <giunta del Comitato direttivo, formata dal solito Morselli, Livio Cambi e Gaspare De Ponti). Rimaneva nell’ultima pagina la firma del solo Direttore responsabile, Angelo Coppadoro.

Ma il cambiamento veniva rimarcato anche dall’articolo di fondo di prima pagina di Michele Giua, “ritornato a libera vita tra i colleghi chimici dopo oltre otto anni di carcere inflittogli dal fascismo”, articolo che interveniva su un tema davvero cruciale, cioè sul rapporto tra scienza, tecnica e politica.

Il professor Ruzzenenti, che ringrazio per la sua disponibilità, si riferisce nel suo appunto all’articolo di Michele Giua Scienza, tecnica e politica, in ”La chimica e l’industria”, Milano, marzo-aprile 1945, anno XXVII, nn. 3-4, pp.35-36.

Avrei voluto ripubblicarlo integralmente sul blog, ma non ho fatto in tempo; l’idea mi è venuta troppo tardi; cercherò di aggiungerlo nei prossimi giorni.

25aprile2Chi era il Michele Giua cui fu affidato il compito di scrivere di Chimica appena dopo la Liberazione? Dice Luigi Cerruti:

Nel 1922 egli disponeva di carte accademiche eccellenti, in quanto era un allievo della scuola di Paternò e un buon chimico organico; inoltre era stato il primo in Italia a introdurre nella chimica organica le teorie elettroniche elaborate oltreoceano. In quell’anno risultò secondo nella terna dei vincitori del concorso per la cattedra di chimica generale dell’Università di Perugia; ma era un attivo militante socialista, e non venne mai chiamato da nessun consiglio di facoltà, fino a che, nel 1935, non venne arrestato durante la retata torinese contro il movimento antifascista Giustizia e Libertà.

Giua che poi riuscì ad ottenere una cattedra solo nel 1949, è stato consultore nazionale (1945-46), deputato alla Costituente (1946-48) e senatore (1948-58) per il PSI; ma vediamo cosa dice nel suo articolo, seguendo il testo di Ruzzenenti:

Egli confutava che la scienza fosse soltanto “attivirà teoretica”, condividendo con Poincarè e Mach l’affermazione sul carattere nettamente <economico> della costruzione scientifica. “Essa rientra nell’attività pratica e come tale è sempre subordinata alla politica, intendendo con questo termine tutto l’insieme della vita sociale. … la potenza della scienza, intesa nel senso baconiano, non consiste in altro che nella sua utilità”. Ed in questo senso non vi sarebbe differenza sostanziale tra scienza e tecnica.

Quindi veniva analizzata criticamente come nel campo della chimica nell’ultimo ventenio la ricerca scientifica avesse “brillato per mancanza di originalità”: “…le soluzioni date ai diversi problemi riferentisi all’industria dell’azoto, dell’alluminio, dello zinco, dei combustibili, della cellulosaeec. sono tutte elaborazioni di processi già noti, salvo qualche particolare adattamento alla natura delle materie prime nazionali”.

“La causa prima di questa degenerazione … è stata l’asservimento alle necessità dello Stato totalitario”…

“Ne sono esempi evidenti l’autarchia industriale e le applicazioni di guerra”

   Esaminando poi i diversi casi di autarchia -Italia, Germania, Giappone e U. R. S. S. -, rilevava come quella messa in atto dal Fascismo fosse “antieconomica, cioè costruita in base a processi più costosi di quelli che lo scambio internazionale mette a disposizione dei popoli civili, … un non senso e i popoli che vi si adattano sono condotti inevitabilmente al disastro.” . Diverso sarebbe stato invece il caso dell’U. R. S. S. “perchè l’Unione sovietica offre un esempio particolare di autarchia imposta e dalla necessità di difesa del regime socialistico che costituisce l’ingresso nella storia di una massa enorme di popolo mantenuto per secoli in uno stato di schiavitù, e da quella di sfruttare economicamente tutte le risorse nazionali, particolarmente del sottosuolo.”

Il Giua andava quindi alla conclusione: “… quindi si può senz’altro affermare che la scienza e la tecnica per il loro carattere utilitario saranno sempre legate alla politica degli Stati. Perchè questo legame non sia dannoso all’umanità, nè crei disastri simili a quelli che si sono verificati in meno di un triennio, è necessario non già che la scienza e la tecnica modifichino la loro natura, ma che gli Stati indirizzino e l’una e l’altra verso finalità socialmente utili. Per raggiungere un tale risultato occorre però che la <politica> si umanizzi, che gli Stati cioè pongano al bando la guerra come mezzo per la soluzione dei conflitti internazionali.” Ma poichè “uno dei prencipi del marxismo pone la guerra tra le condizioni di vita degli Stati capitalistici” … “non resta altra soluzione che un cambiamento sostanziale che elimini le antinomie sociali insite nell’attuale regime capitalistico e instauri un sistema di vita civile fondato sulla democrazia del lavoro”.

Personalmente pur condividendo alcune delle conclusioni di Giua ritengo che le cose siano perfino più forti e radicali: perchè anche il contenuto teorico della scienza secondo me risente della struttura sociale; scienza e società interagiscono fortemente dentro e fuori la testa degli uomini; senza una società libera la scienza non può veramente svilupparsi.

Brecht ne “la Vita di Galileo” fa dire a Galileo:

Che scopo si prefigge il vostro lavoro? Io credo che la scienza possa proporsi altro scopo che quello di alleviare la fatica dell’esistenza umana. Se gli uomini di scienza non reagiscono all’intimidazione dei potenti egoisti e si limitano ad accumulare sapere per sapere, la scienza può rimanere fiaccata per sempre, ed ogni nuova macchina non sarà fonte che di nuovi triboli per l’uomo. E quando, coll’andar del tempo, avrete scoperto tutto lo scopribile, il vostro progresso non sarà che un progressivo allontanamento dall’umanità. Tra voi e l’umanità può scavarsi un abisso così grande, che ad ogni vostro eureka rischierebbe di rispondere un grido di dolore universale…

Alla fine di quell’anno 1945, comunque le cose erano già velocemente cambiate; e sulle medesime pagine de La chimica e l’Industria arrivò una risposta alle posizioni di Giua.

MarioGiacomo Levi, già titolare della cattedra di chimica industriale al Politecnico di Milano fino al 1938, quando venne allontanato perchè ebreo, costretto nel 1943 a rifugiarsi in esilio in Svizzera e che nel dopoguerra sarebbe diventato Presidente della Società Chimica Italiana.

25aprile3(MARIO GIACOMO LEVI, L’industria chimica italiana e le possibilità del suo avvenire, in ”La chimica e l’industria”, Milano, novembre-dicembre 1945, anno XXVII, nn. 11-12, pp. 189-195)

Dice Ruzzenenti: Il Levi tracciava un ampio e dettagliato panorama, comparto per comparto, dello stato della grande industria chimica in Italia, delle sue potenzialità di ripresa e delle possibili prospettive.

Ne emergeva un quadro realistico, con evidenti arretratezze determinate dall’oggettiva mancanza di materie prime, aggravata dall’ossessione autarchica dell’ultimo decennio del fascismo.

Infatti, proprio sul problema delle materie prime si soffermava per ribaltare del tutto l’impostazione del passato regime. Affermava infatti, citando Einaudi, che “il problema delle materie prime non esiste: le materie prime sono nella terra dove la natura le ha poste in quantità ingenti e largamente sufficienti ai bisogni umani; non esistono quindi, e se esistono sono solubili, problemi naturali di materie prime.”

… “Non è il possesso naturale delle materie prime che basta a dare la ricchezza, come non è il difetto delle stesse materie che produce la povertà: le uniche vere fonti capaci di dare ricchezze durature e di distribuirle nel mondo, annullandone le povertà, sono i commerci e gli scambi onesti di materie prime e di prodotti finiti, le industrie che consumano e che trasformano, i cervelli e le braccia che operano, gli uomini che fraternizzano e che collaborano”. Veniva qui delineata la nuova prospettiva neoliberale in cui si intendeva, da parte delle classi dominanti, ricostruire in Occidente l’economia e la società.

Una prospettiva che, in onore del clima del tempo, teneva conto delle domande nuove di democrazia che la lotta di Liberazione aveva espresso.

In questo contesto Levi poneva il problema dei grandi oligopoli chimici che, come l’italiana Montecatini, “presentano inconvenienti e pericoli” per cui “ad essi gli orientamenti politici dell’Europa di domani saranno per lo meno in parte contrari”.

Dopo averne elencati i cinque principali vantaggi ne riconosceva anche gli inconvenienti:

“1. i grandi raggruppamenti industriali sono potenze nello stato: essi possono in certi momenti orientarne la politica fino al punto di consigliargli imprese politicamente rischiose o di farlo precipitare in una guerra;

  1. essi tendono a costituire per determinati prodotti un regime di monopolio eliminando la possibilità di libere concorrenze;
  2. essi possono utilizzare la propria forza per costrigere tecnici, impiegati ed operai ad accettare condizioni di lavoro favorevoli all’impresa, ma inadeguate alla vita, comprimendo il mercato del lavoro.”

Rispetto a questo problema Levi prendeva in considerazione le possibili soluzioni prospettate da chi caldeggiava o la nazionalizzazione o la socializzazione delle grandi imprese. Ma, ritenendole ambedue irrealistiche o impraticabili, concludeva che “la soluzione intermedia sia possibile e la migliore: quella di lasciar vita ai grandi organismi realizzandone tutti i vantaggi, ma esercitando su di essi la sua vigilanza lo Stato.”

Era la risposta alle posizioni di Giua sulla base della divisione del mondo che si andava delineando e nella quale l’Italia faceva parte del settore allora legato al “libero mercato”.

Mi fermo qua; nei primi 6 mesi dopo la guerra si era già delineato nell’ambito chimico il quadro futuro, anche se a grandissime linee, un conflitto fra una crescita che appariva  inarrestabile  e infinita forse perfino a tutti e un warning, tutto sommato debole sulll’uso privatistico delle risorse medesime; credo che oggi certe tendenze si siano chiarite e le cose siano in un certo senso al di quà e al di là di questa discussione; oggi è in questione non solo la privatezza dei fini, che si è manifestata ripetute volte nella distruzione o nel danno dei beni comuni ma anche l’infinità delle risorse: il pianeta non è infinito e la crescita materiale nemmeno.

Ma vi giustifico la citazione iniziale di Fenoglio.

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Beppe Fenoglio, scrittore e partigiano, non è scrittore facile e non è autore molto conosciuto; ma si da il caso che io abbia in questo momento uno studente di dottorato un pò particolare, Luciano Celi che su Fenoglio ci ha scritto un libro.

Il Partigiano Johnny è un libro di Fenoglio, pubblicato postumo nel 1968 e che non ha una fine ben precisa, ha avuto almeno due stesure e sulla fine del romanzo ci sono opinioni discordanti;  ma quel che ho capito io è che il libro di Fenoglio non ha una fine per l’ottimo motivo che la Resistenza, intesa come la lotta per liberarsi dall’oppressione e dallo sfruttamento, per Fenoglio non ha mai fine; non so, nessuno sa, se Johnny muoia o no, ma so che il 25 aprile 1945 è un giorno simbolico, un giorno che non finisce mai, per cui mai sapremo se Johnny muoia o no; Johnny, che è un pò la parafrasi di Fenoglio è con noi se lottiamo come lui ha lottato; se no è morto.

Il 25 aprile è un giorno simbolico. Ma ogni altro giorno è buono per lottare; la chimica è una scienza ed una tecnologia umana potentissima, e proprio per questo ha necessità di essere conosciuta e bene e difesa e liberata per diventare forza di liberazione a sua volta; l’alternativa fra liberare la scienza e non liberarla è tutto sommato semplice e ce la raccontano Vincenzo Balzani e Nicola Armaroli :

(Energy for a sustanaible world Wiley 2011):

“Per vivere nel terzo millenio abbiamo bisogno di paradigmi sociali ed economici innovativi e di nuovi modi di guardare ai problemi del mondo. Scienza, ma anche coscienza, responsabilità, compassione ed attenzione, devono essere alla base di una nuova società basata sulla conoscenza, la cui energia sia basata sulle energie rinnovabili, e che siamo chiamati a costruire nei prossimi trent’anni. L’alternativa, forse è solo la barbarie.”

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

 

Dall’armadio alla scatola: alcune considerazioni sulla storia della strumentazione scientifica

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 Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Eccetto che per la fabbricazione delle bilance, la produzione e il commercio degli strumenti scientifici ebbero origine da un’ampia gamma di altre attività, quali l’orologeria, la tornitura, l’incisione e la fusione. Nel Rinascimento, infatti, un ristretto gruppo di coloro che esercitavano queste arti si dedicò alla fabbricazione degli strumenti, dando così origine a una manifattura specializzata. Fu questo un processo lento e l’associazione tra la fabbricazione degli strumenti e l’orologeria e, più in generale, la meccanica di precisione proseguì ben oltre il XVIII sec., poiché con esse la fabbricazione degli strumenti condivideva tecniche e conoscenze.

Alla fine del XVI sec. troviamo un numero minore di artigiani che fabbricano strumenti e che nello stesso tempo costruiscono orologi o macchine per l’edilizia di quanti ve ne siano all’inizio del secolo. Questa evoluzione è interna alla logica di un’espansione dell’attività e riflette probabilmente anche un generale ampliamento delle specializzazioni delle funzioni nella matematica applicata. Poiché un commercio fiorente richiede una domanda stabile. Durante il Rinascimento, in tutta l’Europa, uno dei maggiori successi della fabbricazione degli strumenti è proprio dovuto alla crescita della domanda con la produzione di strumenti semistandardizzati e con l’innovazione delle competenze necessarie per sviluppare strumenti particolari per ordinativi speciali.

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Sebbene ci siano pervenute alcune testimonianze sulle quantità delle partite prodotte, come, per esempio, quelle relative alla fabbrica di astrolabi di Georg Hartmann a Norimberga, è probabile che nel XVI sec., in laboratori più piccoli di quelli di Hartmann, di Christoph Schissler il Giovane o ancora di Walter Arsenius, noti produttori e studiosi di strumentazione del tempo, le scorte disponibili fossero molto inferiori, e che anche gli strumenti prodotti in serie fossero fabbricati solamente su ordinazione. Certamente ciò accadeva per gli strumenti di alta qualità sia proponenti nuove soluzioni tecniche e quindi ideati da uno studioso e costruiti con la collaborazione di un artigiano, sia ideati per essere presentati a un principe o a un personaggio autorevole e che quindi dovevano essere, oltre che tecnici, anche di valore ornamentale, simile a quello dei prodotti dell’oreficeria.

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Probabilmente Tobias Volkmer o Erasmus Habermel, che lavoravano per le corti di Brunswick e di Praga, ricevevano un maggior numero di richieste di questo secondo genere rispetto agli artigiani occupati nelle attività commerciali di tutti i giorni. Poiché tutti quelli che costruivano strumenti di alta qualità potevano entrare in rapporto con la alta società, se tale qualità era abbinata ad un valore estetico si capisce come in un primo tempo l’aspetto fisico e la dimensione di uno strumento fossero una questione di estetica o di finalità espositiva o di appealing. E’ stato solo con l’Illuminismo che la dimensione è divenuta il prodotto di un’esigenza scientifica. Lo spazio era cioè condizionato dalle componenti tecniche dello strumento. Gli “armadi” sono stati per lunghi anni il prodotto di componenti strumentali a grande occupazione di spazio. Con la rivoluzione del transistor e poi dei circuiti integrati, dei computer e dei robot le dimensioni si sono ridotte consentendo di giungere alla fase di portabilità dello strumento scientifico, tanto preziosa, in quanto con l’analisi in situ è consentito di risparmiare ed ottimizzare le risorse, evitando trasferimenti di campioni, a volte anche molto ingombranti, in più con il pericolo che durante il trasferimento il campione si alteri rendendo inutili tutte le spese sostenute nella missione di campionamento.

Alla luce di queste considerazioni generali possiamo entrare più nello specifico con riferimenti alla nostra disciplina.

Nell’analisi chimica distinguiamo una prima fase storica, rappresentata dalla Gravimetria (basata sulla misura di massa) e dalla Volumetria (basata sulla misura di volume su cui si fonda la titrimetria), ed una seconda fase storica rappresentata dall’Analisi strumentale. Alla base di questa è una relazione matematica definita fra l’intensità di un segnale e la concentrazione o quantità di una certa specie.

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Antica apparecchiatura per la produzione di azoto

I tipi di segnale utilizzati sono molti e diversi (corrente, potenziale, resistenza (conducibilità), proprietà dielettriche, assorbimento e emissione di luce, variazione di massa, ionizzazione, energia (calore) emessa o assorbita, intensità di colore, ed altri ancora).Anche nell’analisi strumentale possiamo individuare momenti significativi di innovazione rappresentati,come già si è accennato, da altrettanti scoperte: transistor, circuiti integrati, tele comando a distanza, robotizzazione.

I vantaggi derivanti dalla innovazione acquisita sono stati molteplici:

  • Disponibilità di Strumenti portatili
  • Campioni ultramicro (massa dell’ordine dei 10 -100 mg ed anche meno)
  • Non distruttività e non invasività dell’analisi

Anche la didattica è stata influenzata da questi elementi di innovazione, siamo infatti passati dalla trasparenza dell’armadio cioè dalla strumentazione modulare e disaggregata visibile ad occhio nudo in ogni sua parte alla completa oscurità delle scatole “nere” rappresentate dalla maggior parte delle odierne strumentazioni. Si è così rinunciato a vedere come funziona uno strumento nascondendone il congegno, togliendo una preziosa opportunità didattica per comprendere i principi del metodo analitico corrispondente.La trasparenza non è sempre sinonimo di semplicità: si tratta di una caratteristica costruttiva che nel tempo si è persa in una sorta di filosofia dell’imperscrutabile considerata spesso un marchio di prestigio e di fascino. Oggi le “scatole nere” sono il modello prevalente. Gli strumenti antichi, quindi preziose testimonianze ed efficaci supporti didattici, sono stati spesso sacrificati per motivi di disponibilità di spazio.Ne consegue l’importanza delle raccolte di vecchie strumentazioni e della loro catalogazione ai fini dello scambio fra istituzioni didattiche e della possibilità di reperire particolari modelli strumentali ai fini storico-disciplinari.

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CRA-RPS 1871 Roma

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UniSi

Un percorso dall’”armadio” alla “scatola nera” passa attraverso innovazioni tecniche (si pensi al passaggio dallo Spettrografo al Quantometro allo Spettrometro al Plasma; si pensi al passaggio dal Potenziostato/ Amperostato al Multistat; si pensi a misure complesse come quelle del TOC (total organic carbon) e riduzioni dimensionali medie (volumetriche e lineari) da ˃1m3 (dimensione lineare dell’ordine 1m) nel tempo si è progressivamente passati a 0,12 m3 (dimensione lineare 50 cm),

a 0,03 m3 (dimensione lineare 25 cm), a 0,001m3 (dimensione lineare 10 cm) fino agli attuali Portatili.

Non si può prima di concludere non fare un’ulteriore considerazione quasi a segnalare un’inversione di tendenza. L’aspirazione a strumenti sempre più completi e quindi anche più complessi ha innescato un processo di progressiva espansione delle dimensioni medie degli strumenti forse in attesa di un nuovo “inscatolamento”.

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

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