Chi mi conosce sa bene che la mia passione principale è la Chimica e ad essa è legato anche il mio interesse per il cibo. Dopo avervi raccontato che cos’è la Chimica e di che cosa si occupa, oggi voglio accennarvi alla sua “storia”.
Infatti sin dagli albori della sua storia l’uomo ha cominciato a “fare chimica”!
Eh già: la storia della chimica è cominciata con la scoperta del fuoco!
Anche se “per caso”, l’uomo scoprì che, grazie al fuoco, era possibile ottenere rame e bronzo per armi e utensili migliori. Ed imparò come produrre ceramica e terracotta. Non solo: scoprì come produrre bevande fermentate e ottenere un pane più soffice…
Imparò poi che, con procedimenti piuttosto complicati, si potevano ottenere vetri e preparare medicamenti.
Tutte le conoscenze necessarie venivano trasmesse di padre in figlio e conservate gelosamente…
Breve storia della chimica: Dall’alchimia alla chimica
Ben presto gli uomini cominciarono a cercare di capire perché avvenissero certi fenomeni, per poterli meglio controllare. Grazie agli studi degli ALCHIMISTI, l’umanità ottenne numerose conoscenze pratiche ma anche tante false credenze. Tra esse, per esempio, ricordiamo che gli alchimisti erano convinti che fosse possibile trasformare il piombo o l’argento in oro.
Persino Isaac Newton, il grande fisico inglese, era un appassionato alchimista e dedicò la sua vita alla ricerca della “pietra filosofale”!
Le prime teorie che tentavano di spiegare il comportamento della materia risalgono ai filosofi greci (si pensi all’atomismo di Democrito), che avevano stabilito che tutti i corpi erano composti da quattro elementi: aria, acqua, terra e fuoco. E ancora all’inizio del Settecento si credeva in questa divisione!
La storia della chimica intesa come scienza sperimentale ha inizio solo nel XVII secolo, quando si cominciò ad analizzare con metodo scientifico la materia e le sue trasformazioni, allontanandosi sempre più dalle pratiche magiche dell’alchimia.
Ma le cose stavano per cambiare. Tra i primi ad applicare il metodo scientifico allo studio della materia e delle sue trasformazioni fu l’inglese Robert Boyle. La sua opera “The Sceptical Chymist” (“Il chimico scettico”) del 166 è considerata da molti il primo testo scientifico di chimica; in esso Boyle descrive i suoi esperimenti con i gas, e delinea alcune definizioni (ancora imprecise) di composto chimico.
Attorno al 1750, un medico scozzese, Joseph Black, si occupò della reazione che trasformava il calcare in calce. Egli notò che durante la reazione si sviluppava anche un gas, che chiamò aria fissa (oggi sappiamo che si tratta di anidride carbonica):
calcare → calce + aria fissa
E che era possibile riottenere il calcare con una reazione inversa:
calce + aria fissa → calcare
Degli studi di Black e di altri beneficiarono quanti indagarono i gas. Fu infatti dimostrato che i costituenti principali dell’atmosfera sono l’azoto e l’ossigeno. L’ossigeno è il componente dell’aria per noi vitale, e la sua scoperta è merito di due scienziati, l’inglese Joseph Priestley e il francese Antoine-Laurent Lavoisier.
Ma a Lavoisier dobbiamo numerose scoperte, che portarono alla nascita della Chimica moderna, distaccandola definitivamente dall’alchimia.
Breve storia della chimica: le scoperte di Lavoisier
Grandissimo fu il contributo di Lavoisier allo sviluppo della Chimica. In particolare, dopo millenni in cui si era pensato che l’acqua fosse un elemento non decomponibile, il chimico francese riuscì a realizzare l’analisi dell’acqua e scoprì che si trattava di un composto :
acqua = idrogeno + ossigeno
Ed imparò che i costituenti dell’acqua non possono essere ulteriormente decomposti. Oggi noi chiamiamo “ELEMENTO” una sostanza che non può essere ulteriormente decomposta.
CURIOSITÀ: Fu Boyle il primo a definire in questo modo gli ELEMENTI!
La scoperta più importante di Lavoisier fu quella che oggi noi chiamiamo “LEGGE DI LAVOISIER”o “LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA” :
Durante una reazione chimica la quantità di materia coinvolta nella reazione non cambia.
Ovvero
la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti.
Se si decompongono 100 g di acqua, si devono ottenere complessivamente ed esattamente 100 g della miscela di idrogeno e di ossigeno.
Breve storia della chimica. Dalton e le proporzioni multiple
Un grande contributo alla Chimica moderna venne da John Dalton, che formulò la prima teoria atomica moderna. Convinto che la materia fosse formata da minuscole particelle, nel 1803 cominciò a pensare al come queste particelle potessero unirsi tra loro.
Concluse che ogni elemento è formato da particelle diverse che tutte le particelle di uno stesso elemento avessero la stessa massa. Scoprì poi che le particelle di elementi diversi si combinano tra loro a formare dei composti in proporzioni semplici.
Oggi noi conosciamo questa legge come “LEGGE DI DALTON” o “DELLE PROPORZIONI MULTIPLE”:
quando due elementi si combinano in modi diversi per formare diversi composti, posta fissa la quantità di uno dei due elementi, la quantità dell’altro elemento necessaria a reagire per formare un diverso composto risulterà essere un multiplo o sottomultiplo di se stessa, in rapporti esprimibili con numeri piccoli ed interi.
Dalton voleva misurare il peso degli atomi ma si rendeva conto che se un atomo era veramente piccolo non avrebbe mai potuto pesarlo.
Tuttavia atomi diversi si possono combinare fra loro, costituendo le molecole caratteristiche di ciascuna sostanza, e l’analisi delle sostanze avrebbe permesso di determinare almeno il rapporto fra i pesi degli atomi. L’italiano Amedeo Avogadro e lo svedese Jöns Jacob Berzelius dimostrarono che la molecola dell’acqua è costituita da due atomi di idrogeno e da uno di ossigeno.
A questo punto fu facile fare il conto: se il rapporto in peso fra idrogeno e ossigeno nell’acqua è di una parte di idrogeno per otto di ossigeno e gli atomi di idrogeno sono due, allora l’atomo di ossigeno pesa 16 volte un atomo di idrogeno.
Jacob Berzelius si occupava di analizzare i composti chimici presenti in rocce e minerali e scoprì due minerali che contenevano nuovi elementi.
Chiamò questi elementi CERIO (da Cerere, l’asteroide scoperto nel 1801) e TORIO (da Thor, il dio vichingo del tuono).
A Berzelius dobbiamo inoltre l’invenzione di un sistema che usava numeri e simboli per identificare elementi e composti, ancora oggi adottato!
Breve storia della chimica. La tavola periodica
Fu poi il chimico russo Dmitri Mendeleev, nel 1869, a sviluppare la TAVOLA PERIODICA, che organizzava gli elementi in base a precise caratteristiche “periodiche”. Nonostante questa tavola fosse incompleta, Mendeleev riuscì a prevedere le posizioni di elementi all’epoca sconosciuti.
Le scoperte successive dimostrarono la fondatezza delle sue previsioni. Vi racconterò presto come Mendeleev riuscì a costruire la sua tabella.
Breve storia della chimica: i progressi
Nel corso del XX secolo (ed ora del XXI), la Chimica ha fatto enormi progressi, che hanno portato a nunerose innovazioni in tutti i campi. Grazie (o per colpa) alle scoperte fatte, l’agricoltura si è trasformata completamente. Anche comunicazioni e trasporti hanno beneficiato delle scoperte chimiche mentre materiali sempre nuovi sono a nostra disposizione.
Grazie ai progressi chimici, ad esempio, disponiamo di fibre ottiche e nuovi materiali per i nostri computer, che sono sempre più potenti proprio per l’utilizzo di questi nuovi ritrovati.
I chimici hanno poi messo a punto combustibili più efficienti e rinnovabili e fornito leghe più leggere e resistenti per i nostri veicoli, dalle auto alle navette spaziali.
Sempre grazie alla Chimica la medicina si è trasformata e le nostre aspettative di vita si sono allungate notevolmente…
Ma il prezzo di tutti questi benefici è stato elevato. Infatti la Terra è sottoposta a uno stress senza precedenti e non sappiamo in quali condizioni lasceremo il pianeta ai nostri figli.
Eppure le soluzioni vengono ancora una volta dalla chimica, in particolare da quella definita “VERDE”. Questa branca emergente si occupa di sviluppo sostenibile, utilizzo di energie rinnovabili, riduzione dei rifiuti e altre problematiche ambientali…
Terremo quindi sempre d’occhio i continui sviluppi di questa scienza!!!
Breve storia della chimica: SITOBIBLIOGRAFIA
Dimentico spesso questa parte dell’articolo, ma visto che per tutti gli argomenti di Chimica attingerò sempre dagli stessi testi, ve li cito una volta per tutte. Di volta in volta poi aggiungerò le fonti specifiche utilizzate per ogni articolo. Spero che vi torni utile per eventuali approfondimenti futuri.
- Isaac Asimov : “Breve storia della Chimica” (Zanichelli, 1968)
- Tom Jackson “Elements” (Libreria Geografica, 2019)
- Antonio Di Meo “Storia della Chimica” (Newton Compton Editore, 1996)
- Gianni Fochi “La chimica fa bene” (Giunti editore, 2016)
- Joe Schwarcz “Il genio della bottiglia” (Bollati Boringhieri, 2012)
- Mark Miodownik “La sostanza delle cose” (Bollati Boringhieri, 2019)
- AA.VV. “The Periodic Table Book: A Visual Encyclopedia of the Elements” (DK Children, 2017)
- Karen & William Timberlake : “Basic Chemistry” Sixth edition. (Pearson, 2019)
- Alice McGraw “Chemistry for kids” (McGraw Hill, 2019)
- Bagatti, Corradi, Desco, Ropa : ” A tutta chimica” (Zanichelli, 2011)
- Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile ” Chimica concetti e modelli” (Zanichelli, 2018)
- Atkins, Jones, Laverman : “Principi di Chimica” (Zanichelli, 2018)
- Oxtoby, Gillis, Butler “Chimica moderna” (EDISES, 2017)
- AA.VV. “TUTTOCHIMICA” (De Agostini, 2012)
- Mattia S. “Chimica inorganica in pillole” (ebook)
- . Kotz, Treichel, Townsend “Chimica” (EDISES, 2017)
- Julia Burdge “CHEMISTRY” (McGraw Hill, 2020)
- Hill, McCreary, Chemistry For Changing Times (XIV edizione) (Pearsons, 2015)
- Treccani : storia della Chimica
- https://formiche.net/2019/12/chimica-scoperta-mendeleev-tavola-periodica/