mancanza di conoscenze teoriche abbia prodotto nell antichità il sacrificio inutile di molti uomini innocenti.

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1 GLI INIZI La chimica ha una storia molto antica che si confonde con le origini stesse dell uomo. Si ritiene infatti che questa disciplina sia iniziata quando l uomo ha imparato ad utilizzare il fuoco per estrarre i metalli dai loro minerali, per associarli in leghe, per produrre vetro, per cuocere l argilla al fine di ottenere mattoni e vasellame e per arrostire la selvaggina con lo scopo di renderla più saporita e meglio digeribile. Successivamente, con lo sviluppo dell economia agricola, comparvero e si affermarono nuove attività artigianali come la preparazione di bevande alcoliche e infusi con proprietà curative o coloranti. Gli artigiani del settore, al fine di valorizzare il proprio lavoro custodivano gelosamente le loro ricette e le tecniche di lavorazione che riservavano solo a pochi e fidati passando in questo modo per maghi o stregoni in diretto rapporto con la divinità. Già circa 8000 anni prima di Cristo l uomo scoprì alcuni elementi che si trovavano allo stato libero. Questi erano l oro e il rame, elementi facili da individuare, fra le grigie rocce, per il loro colore luccicante. Essi, se riscaldati, potevano essere battuti fino a essere ridotti in lamine con bordi taglienti, senza che si spezzassero, cosa che invece avveniva facilmente con la pietra se trattata allo stesso modo. Questi metalli, come si è detto, erano però rari e quindi per approfittare delle loro caratteristiche l uomo era costretto a lunghe e noiose ricerche e lavorazioni. Probabilmente per caso, i nostri antenati si accorsero che il rame si poteva ottenere anche riscaldando alcune pietre azzurre o verdastre (l azzurrite e la malachite di colore verde, sono due minerali del rame) con un fuoco di legna e quindi questo metallo non fu più così raro e poté essere utilizzato per fabbricare utensili di vario genere. Il periodo storico prende pertanto il nome di età del rame. Sempre casualmente, circa 3000 anni prima di Cristo, l uomo ottenne il bronzo scaldando insieme minerali di rame e di stagno. Nel 2000 a.c. il bronzo era abbastanza diffuso tanto da venire utilizzato su larga scala per foggiare armi e armature. Quel periodo della storia dell umanità prende infatti il nome di età del bronzo. Frattanto i nostri antenati vennero a conoscenza di un metallo ancora più duro e resistente del bronzo: il ferro. All inizio questo elemento era molto scarso perché veniva fornito dalle meteoriti (corpi di provenienza cosmica) che non sono molto frequenti né facilmente distinguibili dalle pietre comuni presenti sul terreno; praticamente non si era ancora scoperto che quello stesso metallo poteva anche essere ricavato dalle rocce. I minerali del ferro per poter essere trasformati in ferro puro richiedevano una quantità di calore superiore a quello che si poteva ottenere bruciando la legna, ma sostituendo questa con il carbone di legna si riuscì ad estrarre il ferro dai suoi minerali. Questo era però un metallo di qualità scadente che tuttavia migliorava se gli veniva addizionata una piccola quantità di carbonio: la lega ferro-carbonio prende il nome di acciaio. Con il ferro vennero costruite armi e corazze di qualità superiore a quelle di bronzo ed infatti gli eserciti forniti di queste attrezzature prevalsero sugli altri. Siamo così giunti nella cosiddetta età del ferro. Molte delle tecnologie metallurgiche dell antichità rimanevano tuttavia legate a pratiche magiche. Nell antica Siria si era ad esempio scoperto che le spade di acciaio diventavano particolarmente flessibili se, dopo essere state arroventate, venivano fatte passare attraverso il corpo di uno schiavo. La spiegazione magica del fenomeno era che con questa procedura veniva trasferita l energia vitale dello schiavo nella spada. In seguito si scoprì che lo stesso effetto si otteneva immergendo la spada rovente in una vasca piena d acqua contenente pelli e corpi di animali morti perché, ciò che causava il miglioramento delle qualità del metallo era l azoto organico, e non già la vita dello schiavo. Questa procedura cruenta dimostra fra l altro come la

2 mancanza di conoscenze teoriche abbia prodotto nell antichità il sacrificio inutile di molti uomini innocenti. LE PRIME IPOTESI Gli antichi filosofi greci elaborarono la teoria dei quattro elementi: aria, acqua, terra e fuoco. Aria, acqua, terra e fuoco sono concetti primitivi superati dalle nuove scoperte ma se li sostituiamo rispettivamente con gas, liquido, solido ed energia finiamo con l esprimere concetti moderni perché i gas se vengono raffreddati si convertono in liquidi e se si abbassa ulteriormente la temperatura i liquidi diventano solidi. Inoltre, il concetto di fuoco come elemento fondamentale può essere interpretato come energia : causa ed effetto essa stessa delle trasformazioni della materia. Democrito fu il primo a chiamare atomo (parola che in greco significa indivisibile ) la particella minima della materia. Egli riteneva che gli atomi di ciascun elemento fossero diversi per forma e dimensioni e che proprio questa diversità spiegasse le differenti proprietà dei corpi materiali. Democrito pensava inoltre che gli atomi fossero in grado di muoversi nello spazio vuoto e di aggregarsi in vario modo e quindi ogni sostanza potesse trasformarsi in un altra modificando la natura e il numero degli atomi che la costituivano. Proprio questa visione disordinata delle cose convinse Dante a riservare nell Infero un posto a colui che il mondo a caso pone. Gli Egizi Anche se gli antichi egiziani non ci hanno lasciato moltissime informazioni, essi erano a conoscenza di una scienza chimica che impiegarono per la realizzazione dei loro prodotti. Dai loro studi possiamo distinguere almeno sette classi di procedimenti chimici a seconda dei prodotti e delle tecniche impiegate: farmacopea, cosmetica e profumi, terracotta (vasi, ceramica), vetro, colori, metalli e mummificazione. Gli egiziani avevano un grande spirito di osservazione e sperimentazione; la loro farmacopea fu sviluppata al punto che molti procedimenti sono ancora oggi impiegati nella farmacopea moderna. Gli antichi egizi utilizzavano preparati di origine vegetale, minerale e animale. Fra i preparati di derivazione vegetale si trovavano i semi di acacia, la carruba, i datteri, il ricino e varie altre piante. Fra i derivati animali, ecco un esempio di ricetta: Altro (rimedio) per far spuntare i capelli di un calvo : grasso di leone, 1; grasso d'ippopotamo, 1; grasso di coccodrillo, 1; grasso di gatto, 1 : grasso di serpente, 1; grasso di capretto, 1; ridurre in una massa e ungere la testa calva. Per quanto riguarda i profumi e i cosmetici sappiamo da varie iscrizioni che entrambi i prodotti furono spinti ai massimi livelli e nei laboratori dei templi si produssero i profumi più fini. Per quanto riguarda la mummificazione gli egiziani furono i creatori ed i maestri, elaborando vari procedimenti e varie ricette che implicavano un'ottima conoscenza della chimica dei minerali, piante, oli minerali e vegetali, grassi animali e resine. Nel complesso dunque gli egiziani svilupparono ottime conoscenze nel campo.

3 L ALCHIMIA Durante tutto il Medioevo e soprattutto nel Rinascimento gli alchimisti si dedicarono alla ricerca della pietra filosofale, l ipotetico reagente capace di trasformare in oro i metalli vili. Oltre alla pietra filosofale la ricerca era indirizzata anche alla preparazione di un liquido, l elisir di lunga vita, che doveva avere le proprietà di allungare la vita e di guarire le malattie. Obiettivi evidentemente assai lontani dalle possibilità umane, ma così affascinanti da nutrire per secoli il desiderio di ricerca. Dell alchimia e degli alchimisti in genere si dà una un immagine negativa anche perché questa attività, per molti aspetti oscura, appare congiunta con la magia e spesso con la religione mentre in realtà essa accumulò, attraverso una lunghissima serie di errori e di tentativi nel buio, un patrimonio inestimabile di osservazioni e scoperte; tale fatto costituì l indispensabile premessa alla creazione della chimica sistematica moderna che in un certo senso sta all alchimia come l astronomia sta all astrologia. L alchimia sembra aver avuto origine in Egitto dove la conoscenza della chimica era strettamente connessa con l imbalsamazione dei morti e i riti religiosi. Proprio per il fatto che quest arte misteriosa appariva intimamente legata alla religione, la gente comune aveva un certo timore e rispetto per le persone che la praticavano, considerandole seguaci di arti segrete e depositarie di conoscenze misteriose. Il convincimento che questi personaggi possedessero poteri superiori finì per accrescere il loro prestigio. Lungo i secoli IV e V l alchimia pare fosse fiorentissima e il suo centro principale era ad Alessandria d Egitto. Con il consolidarsi del cristianesimo la scienza pagana cominciò però ad essere considerata con sospetto. Il Museo e la biblioteca di Alessandria subirono gravi danni in seguito a tumulti cristiani che ebbero luogo dopo il Quattrocento e alla fine un incendio mandò a fuoco quasi tutti gli scritti che vi erano custoditi. Nel Settimo secolo dall Egitto l arte alchimistica passò agli Arabi i quali molto la perfezionarono e soprattutto la trasferirono in Occidente. Essi pertanto scoprirono e utilizzarono molti procedimenti ancora oggi in uso come ad esempio la distillazione, la calcinazione e la filtrazione, molte parole usate ed arrivate fino a noi come alambicco, alcol, amalgama, alcalino ed altre ancora derivano dall arabo. I libri che insegnavano quest arte erano un intreccio di empirismo e misticismo espresso con un linguaggio enigmatico, pieno di allegorie, metafore, allusioni e analogie che lo rendevano per lo più incomprensibile. I meno abili o i più ingenui di questi personaggi, tuttavia, pagarono spesso con la vita il fallimento dei loro esperimenti e le delusioni delle speranze dei loro protettori: le impiccagioni e i roghi furono frequenti particolarmente in Germania, regione assai sensibile al sospetto di stregoneria. Riguardo ai risultati concreti ottenuti dagli alchimisti, cioè alle scoperte che hanno dato un contributo al progresso della chimica, è istruttivo ricordare la definizione che dell alchimia dette il filosofo e uomo politico inglese Francesco Bacone ( ), il quale paragonava questa pseudoscienza che condusse alla chimica, ossia alla vera scienza, alla favola dell uomo che rivelò ai figli di aver nascosto l oro in un luogo non precisato della vigna. I figli si impegnarono a scavare fra le piante senza tuttavia trovare nulla: lavorarono però così bene il terreno da ottenere un abbondante vendemmia. LE STREGHE E LA CACCIA ALLE STREGHE Le streghe (e a volte anche i loro figli, soprattutto se femmine), appartenevano per lo più alle classi sociali inferiori ed erano di solito vedove, prostitute, levatrici, herbarie e guaritrici, in un

4 tempo in cui decotti e infusi a base di erbe delle guaritrici risultavano non meno efficaci e sicure di medicine e medici: e, d'altra parte, la popolazione, essenzialmente rurale, non aveva altre possibilità per curarsi del ricorrere ai loro rimedi, meno costosi di quelli dei medici. Molte "streghe" vennero torturate bruciate vive, con le motivazioni ufficiali più varie, ma spesso in base a testimonianze anonime mosse anche da futili ragioni. La condanna a morte attraverso il rogo non era una competenza propria della Chiesa, bensì dell'autorità civile che, basandosi su una sentenza dell'autorità ecclesiastica, competente in materia, ne emetteva una propria di condanna e provvedeva all'esecuzione. Altre volte era stata la furia popolare a organizzare cacce alle streghe o a improvvisare roghi, motivo per cui talvolta la Chiesa Cattolica, per porre rimedio a forme eccessive di giustizia sommaria, si trovò ad organizzare processi, istituire ispettori (inquisitori), "inventando" nuovi profili giuridici quali l'avvocato difensore (detto avvocato del diavolo). In realtà la paura delle streghe, indotta nella popolazione ad arte, era usata come controllo poliziesco delle rivolte contadine e delle richieste di maggiore libertà del popolo. Le stime che trovano più largo consenso parlano di circa persone giustiziate in tre secoli. In Italia il fenomeno ebbe poca importanza, tranne nel nord del Piemonte. LA FINE DELL ALCHIMIA E LA NASCITA DELLE SCIENZE: GALILEO Gli alchimisti fecero luce su parecchi elementi e composti: verso il 1300 riuscirono a preparare l acido solforico, la sostanza più importante impiegata nell industria chimica moderna. Questo acido, insieme con il nitrico e il cloridrico venne ottenuto partendo dai minerali mentre in precedenza l unico acido noto era l acetico, un acido debole che derivava dal mondo vegetale. Scoprirono anche l acqua regia ( acqua reale ) miscela di acido nitrico e di acido cloridrico in grado di intaccare anche il re dei metalli, ossia l oro. A proposito del fosforo si racconta che questo elemento fu ricavato da un chimico tedesco mentre stava cercando la pietra filosofale che era convinto di poter trovare proprio nell urina. Dopo la scoperta fondamentale degli acidi inorganici l alchimia cominciò a degenerare anche in Europa, come in precedenza era già avvenuto in Grecia e presso gli Arabi. La ricerca dell oro divenne appannaggio quasi esclusivamente degli imbroglioni anche se vi furono alcuni grandi scienziati che continuarono ad interessarsi delle pratiche alchemiche. Lo stesso Isaac Newton era dedito all alchimia e si affannava a cercare in tutta l Europa ricette che gli permettessero di produrre l oro per trasmutazione. Il simultaneo rovesciamento dell astronomia (il sole al centro del sistema solare) e l affermarsi del metodo scientifico con Galileo, segnò l inizio della rivoluzione scientifica che coinvolse anche il mondo dell alchimia la quale, da questo momento, si avviò a trasformarsi in quella che sarà la nuova scienza: la chimica. L alchimia cadrà sempre più nel dominio della magia, la chimica diventerà oggetto di appassionato studio. LA NASCITA DELLA CHIMICA In verità, già ai tempi di Galileo si era avvertita una tendenza della chimica a costituirsi a disciplina autonoma. Meno netto fu il distacco dalla fisica, e ancora oggi le due scienze sono molto legate. Gli esperimenti di Galileo mettevano in luce che il primo atto della ricerca della verità stava nell osservazione dei fatti che si vogliono studiare, e che l osservazione medesima necessita di misure quantitative delle grandezze interessate al fenomeno. Nacque così il concetto di misura, precisione della misura e di unità di misura.

5 LAVOISIER Antoine Laurent Lavoisier il quale nacque a Parigi, si laureò in legge senza però mai trascurare lo studio delle scienze naturali. Fondò un organizzazione di finanzieri che aveva in appalto la riscossione delle imposte indirette per conto del re. Nel 1793, soppressa l Académie Royale des Sciences di cui faceva parte, Lavoisier fu arrestato dal governo instaurato dopo la rivoluzione francese, e ghigliottinato l anno successivo. A chi tentava di ottenergli la grazia fu risposto, con un ottusità valida ancora oggi in tante parti del mondo, che la Repubblica non ha bisogno di scienziati. Pochi istanti commentò il matematico italiano Giuseppe Luigi Lagrange sono bastati a far cadere quella testa, e non basterà forse un secolo a riprodurne una simile. Con i suoi esperimenti Lavoisier pervenne alla formulazione della legge della conservazione della massa la quale con parole semplici afferma che in natura nulla si crea e nulla si distrugge, ma tutto si trasforma. AMEDEO AVOGADRO: LA TEORIA ATOMICO-MOLECOLARE Amedeo Avogadro è una delle figure fondamentali della scienza, non solo chimica, a livello mondiale. I suoi meriti furono riconosciuti solamente post mortem. Amedeo Avogadro conte di Quaregna e Cerreto si dedicò agli studi di legge, compiendo una brillante carriera fino a divenire segretario di prefettura della capitale del Regno dei Savoia. Si appassionò alla scienza solo in seguito e compì studi di matematica, fisica e chimica da autodidatta. Nel 1809 divenne professore di matematica e fisica presso il Liceo di Vercelli. Due anni dopo giunge ad una conclusione straordinaria: volumi uguali di gas diversi contengono lo stesso numero di molecole. L introduzione del concetto di molecola consente ad Avogadro di spiegare allo stesso tempo le tre leggi ponderali e la legge dei gas. Infatti la molecola viene definita come la depositaria delle proprietà specifiche delle sostanze. Vediamo cosa accade con molecole biatomiche: + = +. Così è risolto il problema. Ma la comunità scientifica si mostrò riluttante ad accogliere l ipotesi di un professore di liceo al posto di quella di Dalton e così Avogadro, che nel frattempo ottenne la cattedra di fisica a Torino, morì nel 1856 senza ottenere la considerazione che avrebbe meritato