Palladio, Via della Transizione 46

2011 Anno Internazionale della Chimica

http://energia-plus.it/elementi-palladio-viale-del-quinto-periodo-46/

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Il palladio (con peso atomico 106) appartiene ai metalli del gruppo del platino che occupano, nella tabella periodica degli elementi di Mendeleev, due gruppi di caselle: il primo comprende i tre metalli rutenio, rodio e palladio, seguiti dall'argento, e il secondo comprende i tre metalli osmio, iridio e platino, seguiti dall'oro.

Il palladio è stato scoperto nel 1803 dal chimico inglese William Wollaston (1766-1828) che gli diede questo nome in onore di un asteroide che era stato individuato nel 1802. Nell’Ottocento lo si poteva trovare allo stato nativo, sotto forma di pepite, nella Colombia e negli Urali, ma questi depositi si sono rapidamente esauriti. Oggi si produce industrialmente da solfuri metallici nei quali si trova in miscela con platino, rodio e altri metalli preziosi.

Europio, Viale dei Lantanidi 63

2011 Anno Internazionale della Chimica

http://www.ilb2b.it/node/26271

Le schede di “Elementi” che accompagneranno i lettori nel corso del 2011, Anno internazionale della Chimica, cominciano, per un atto di fede europeista, proprio con l’elemento europio, il numero 63 della tabella di Mendeleev, con peso atomico 152, un membro della famiglia di elementi che prendono il nome di lantanidi, o terre rare.

L'europio fu scoperto nel 1890 dal chimico-fisico Paul Emile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912) che, analizzando delle miscele di samario e gadolinio, le altre due terre rare che si trovano accanto all’europio, osservò delle righe spettrali che non appartenevano ne' all'uno ne' all'altro. La preparazione dell'europio puro viene però attribuita a Eugene Anatole Demarçay (1852-1904) che ottenne e descrisse l'elemento nel 1901, all'inizio di un secolo che prometteva successi e benessere e forse a questo è dovuta l'assegnazione del nome dell'Europa al nuovo elemento.Le terre rare si trovano in natura per lo più sotto forma di ossidi; il principale minerale è la monazite, e, fra le terre rare, l’europio, arrivato per ultimo come prodotto di importanza commerciale, è il più raro e il più costoso.

Buona chimica buon ambiente

2011 Anno internazionale della Chimica

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 4 gennaio 2011

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Il 2011 è stato dichiarato “Anno internazionale della Chimica”; strana parola, “chimica”, con origini antichissime come arte di trasformare la materia, dagli artifici per imbalsamare e conservare per l’eternità i morti, alle furbizie per far credere di poter trasformare i metalli vili nel prezioso oro, a rigorosa disciplina scientifica, a parolaccia, impropriamente associata a ogni sconcezza della vita moderna, dai pesticidi alla diossina e agli inceneritori. Poco amata nelle scuole, spesso male o malissimo insegnata, poco attraente come corso di laurea, la povera chimica qualche virtù ha e vorrei difenderla come laureato in chimica, anzi come uno dei primi laureati in chimica dell’Università di Bari, del corso nato nel 1944 utilizzando laboratori e docenti della preesistente Facoltà di Farmacia.

La chimica parla di noi, tutti fatti di elementi atomici, da quelli più diffusi ed essenziali, come ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, fino a quelli meno conosciuti ma altrettanto indispensabili per la vita e l’economia. Ciascuno degli oltre cento elementi ha delle proprietà che si ripetono secondo regole associate alla struttura intima dei protoni e neutroni del loro nucleo, e degli elettroni. Il chimico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) conosceva soltanto una sessantina di elementi ma intuì questa regolarità e dispose gli elementi noti in una tabella fatta di righe e colonne; a mano a mano che nuovi elementi venivano scoperti, ciascuno andava in una casella che Mendeleev aveva lasciato vuota, con le proprietà previste.

Ogni elemento esiste soltanto legato ad altri, in molecole; il gas ossigeno consiste di due atomi dell’elemento ossigeno legati fra loro. Per staccare due atomi legati fra loro occorre dell’energia e ciascuno dei due si ritrova legato a qualche altro atomo di qualche altro elemento. La scienza chimica risolve problemi pratici; la chimica analitica inventa e utilizza metodi chimici e fisici per conoscere quali atomi e molecole sono presenti in un pezzo di natura: in una roccia o in una patata o nelle foglie dell’insalata o nelle cellule di un essere vivente; con metodi chimici è possibile svelare la presenza di sostanze dannose, come gli agenti inquinanti o i veleni nelle acque o negli alimenti, e se si volesse davvero difendere l’ambiente e anche la qualità delle merci, bisognerebbe invocare un potenziamento dei laboratori chimici e un continuo perfezionamento dei metodi di analisi chimica.

La chimica organica permette di riprodurre per sintesi le molecole anche complesse presenti in natura e di inventarne di nuove; qualche volta in tali operazioni ci si accorge che, al fianco delle molecole cercate, si formano sostanze nocive; fu il caso delle diossine svelatesi come sottoprodotti della sintesi di cosmetici e pesticidi e poi rivelatesi presenti in tante altre reazioni come quelle di combustione dei rifiuti negli inceneritori. Alcune sostanze ottenute con sintesi chimiche sono utili a certi fini, ma si rivelano dannose per le persone o per l’ambiente; la storia della chimica e della merceologia (la chimica applicata ai prodotti commerciali) contiene molti episodi di conflitti fra chi vuole che siano vietate nuove sostanze chimiche dannose e chi le produce e vuole continuare a fare soldi vendendole.

La vittoria nella battaglia per la difesa della salute richiede più conoscenze chimiche e anche la capacità dei chimici di parlare all’opinione pubblica ad alta voce, anche a costo di contrastare potenti interessi economici.

Infine la chimica ha un alto valore educativo e, direi, politico. Spiega in maniera chiara che, quando le molecole della materia si trasformano, niente va perduto; è il principio di conservazione della massa che si esprime con formule di uguaglianza; tutti gli atomi che si trovano in un formula a sinistra del segno “uguale” si devono ritrovare, anche se sistemati diversamente, alla destra dello stesso segno. Le trasformazioni possono andare da sinistra a destra e da destra a sinistra a seconda delle condizioni di temperatura, di pressione e dell’energia in gioco, ma i chili di materia a destra e sinistra devono essere uguali. Così nelle sintesi dell’industria chimica le molecole delle materie prime si trasformano in parte nelle merci utili (coloranti, plastica, medicinali), ben studiate e controllate, ma una parte si ritrova nei sottoprodotti che finiscono nei rifiuti e nelle scorie e di cui spesso nessuno conosce esattamente la composizione. E che, secondo la morale, corrente, non interessano neanche, perché non si vendono, e pazienza se dopo un mese o un anno avveleneranno i pesci o il corpo umano.

Ci vorrebbero molti buoni chimici e molta buona chimica per controllare meglio le molecole utili e anche quelle che non si vendono e che possono arrecare danni all’ambiente e per comprendere meglio i misteri della natura e della vita. E’ il fine dell’anno internazionale appena iniziato.

CO: l'assassino dei poveri

2011 Anno internazionale della chimica

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 30 novembre 2010

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

La cronaca quotidiana contiene spesso notizie dolorose di persone che muoiono per avvelenamento “da gas”: si tratta in genere di poveretti che cercano di scaldarsi con un braciere o un fornello a legna o carbone coprendo il carbone con la cenere per fare durare il calore più a lungo --- ce ne sono ancora nella nostra società opulenta, se solo si vuole guardare al di fuori delle luci delle strade e dei negozi --- oppure di anziani che si scaldano con qualche stufa a carbone o anche a gas e tengono le finestre chiuse per non disperdere il calore. In genere ciò avviene in vecchi edifici privi di camino o con il camino intasato, per cui i gas che si liberano nella combustione si accumulano nella stanza e uccidono chi vi abita. Fra i vari gas che si formano nella combustione, l’”assassino dei poveri” è il velenoso ossido di carbonio, il “fratello minore”, quello malvagio, della ben più nota anidride carbonica.

L’anidride carbonica, un gas anche lei, non è velenosa, anche se, quando finisce nell’atmosfera, influenza negativamente l’ambiente modificando il clima, tanto che i vari paesi stanno discutendo come limitarne le emissioni nell’atmosfera in una grande conferenza che si è aperta proprio ieri a Cancun nel Messico (vedremo fra un paio di settimane come va a finire). Sia l’anidride carbonica sia l’ossido di carbonio sono i prodotti della combustione, cioè della combinazione con l’ossigeno dell’aria, del carbonio, l’elemento più importante della natura; il carbonio, sotto forma di anidride carbonio si combina con l’acqua per produrre i vegetali; il carbonio presente negli alimenti o nei combustibili si combina con l’ossigeno liberando il calore che permette la vita o fa funzionare le macchine o scalda gli edifici.

Quando l’ossigeno è abbondante, come avviene generalmente, il carbonio lega a se due atomi di ossigeno e si trasforma in anidride carbonica CO2; se l’ossigeno è scarso il carbonio è capace di legare a se un solo atomo di ossigeno e si forma l’ossido di carbonio CO, il quale a sua volta è un combustibile perché, in presenza di altro ossigeno, brucia a sua volta con formazione di CO2. L’ossido di carbonio è entrato di prepotenza nella storia umana alla fine del Settecento quando si è scoperto che, scaldando il carbone di legna o il carbone fossile in presenza di poca aria, si forma una miscela di sostanze volatili fra cui ossido di carbonio, idrogeno e alcuni altri gas. Archibald Cochrane (1748-1831), che fabbricava catrame scaldando il carbon fossile ad alta temperatura, in una storta senza aria, intorno al 1790 si rese conto che il sottoprodotto gassoso, contenente, appunto, ossido di carbonio, che andava perduto, bruciava con una fiamma luminosa; poteva così essere recuperato (altro esempio di recupero commerciale di un rifiuto) e utilizzato per l’illuminazione delle strade e poi degli edifici.

Nel 1792 William Murdoch (1754-1839) illuminò la propria casa col gas di carbone prodotto a 25 metri di distanza. Nel 1801 Philippe Lebon (1767-1804) portò il gas illuminante con una tubazione nel giardino e all'interno dell'albergo Seignelay di Parigi; nel 1805 fu illuminata a gas una fabbrica a Manchester. Nel dicembre 1807 una parte della strada Pall Mall di Londra fu illuminata con lampioni a gas; nel 1815 la rete di distribuzione del gas illuminante a Londra era lunga 25 chilometri e nel 1819 pare fosse di 350 chilometri. Da allora in tutta Europa e nel Nord America si sono moltiplicate le “Officine del gas” spesso chiamate “gasometri”, contraddistinte da un grande serbatoio cilindrico nel quale veniva accumulato il gas previamente depurato. Il Gasometro di Bari, ora smantellato, era in Via Napoli. Nella maggior parte delle città il gas illuminante, un combustibile gassoso, comodo da usare, veniva distribuito, mediante tubazioni, nelle case dapprima per illuminazione, poi come gas per riscaldamento e cucina, e questo fino agli anni cinquanta del Novecento, quando fu sostituito dal gas metano.

Il gas illuminante e da cucina portava luce e calore nelle case, ma anche il velenoso ossido di carbonio e da allora è cominciata la serie di incidenti e avvelenamenti dovuto a perdite di gas dalle tubazioni e dagli apparecchi domestici. La tossicità dell’ossido di carbonio è dovuto alla facilità con cui si lega all’emoglobina del sangue formando un composto che impedisce il normale trasporto dell’ossigeno nelle vene; chi lo respira, anche in basse concentrazioni, non se ne accorge perché l’ossido di carbonio è inodore e provoca un lento insensibile stordimento e poi la morte.

L’ossido di carbonio si forma anche durante la combustione della benzina e del gasolio nei motori a scoppio che funzionano con una rapidissima successione di combustioni, entro il cilindro, del carburante; in queste condizioni il carbonio presente nei carburanti non riesce a combinarsi tutto in maniera completa con l’ossigeno. Si formano così, insieme all’anidride carbonica, anche piccole ma apprezzabili quantità di ossido di carbonio che finisce nell’aria esterna; da qui la necessità di dotare gli autoveicoli di catalizzatori che bruciano l’ossido di carbonio trasformandolo in anidride carbonica e l’obbligo di effettuare annualmente il controllo della concentrazione dell’ossido di carbonio nei gas di scarico quando si fa il ”bollino blu”. Se il motore a scoppio di un’automobile funziona in uno spazio limitato, come un garage a porte chiuse, la concentrazione di ossido di carbonio può diventare presto così elevata da uccidere.

Qualche volta si verificano dei casi di avvelenamento da ossido di carbonio, anche quando si usa come combustibile il metano, che non è tossico, se i gas di combustione restano all’interno delle stanze, se non si ha cura di tenere puliti i camini e di ricambiare l’aria nelle stanze. Ma la maggior parte dei casi di avvelenamento si verificano, come si è detto, nelle abitazioni o nei rifugi dei poveretti che hanno più freddo e non sanno niente di chimica. Forse bisognerebbe dargli uno sguardo quando usciamo dalle nostra case calde e sicure.

Trecentocinquanta

2010 Anno Internazionale della Chimica

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 17 agosto 2010

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Gli eventi di quest’estate confermano l’esistenza di mutamenti climatici dovuti al riscaldamento planetario. Devastanti alluvioni nell’Europa centrale; più a Oriente, una eccezionale siccità ha provocato incendi di boschi e di giacimenti di torba in Russia; ancora più a Oriente, alluvioni nell’Asia meridionale e in Cina. Piogge intense, alluvioni e siccità si sono già verificati nei decenni e secoli passati, ma mai su una scala così vasta e con così grande frequenza, proprio come le previsioni avevano indicato.

Giacomo Fauser (1892-1971) e Luigi Casale (1882-1927): persone della chimica

2011 Anno internazionale della Chimica

Giuseppe Trinchieri

Alla fine della I guerra mondiale esistevano nel mondo solo due impianti efficienti per l’ammoniaca sintetica e precisamente quelli di Oppau e Merseburg. Già durante la guerra furono fatti, in Francia, Gran Bretagna e Stati Uniti d’America, dei tentativi per effettuare la sintesi industriale dell’ammoniaca, ma con scarsi risultati. Dopo l’armistizio vi fu una corsa per emulare i successi tedeschi. Commissioni di vari Paesi Alleati visitarono gli impianti germanici. Vennero studiati e messi in atto nuovi processi, simili a, o dissimili da, quello di Haber–Bosch.

Chi ha dato il nome al bunsen ?

2011 Anno internazionale della Chimica

Chimica News, n. 32, 26-27 (maggio 2010); Inquinamento, 52, (124), maggio 2010

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Era molto freddo l’inverno del 1945 e si gelava nel laboratorio di Bologna nel quale ho iniziato la mia avventura di chimico. Per scaldare un poco la stanza mi dissero di mettere un mattone sul “treppiede” e di scaldarlo col bunsen. Imparai così che il treppiede era un vero e proprio treppiede di ferro che sorreggeva un grande anello pure di ferro, su cui si poneva una reticella amiantata (era così, allora) destinata a sostenere dei recipienti di vetro, detti “palloni” o bevute”, contenenti il liquido da riscaldare; imparai inoltre che un mattone è fatto di un materiale refrattario che, una volta scaldato, libera lentamente calore nell’ambiente circostante, cosa che del resto avevo già intuito perché in molte case senza riscaldamento ci si difendeva un poco dal freddo avvolgendo un mattone, scaldato nel camino, in una coperta che veniva poi messa nel letto. Feci infine la conoscenza col “bunsen”, un fornello a gas costituito da un tubicino di ferro verticale la cui fiamma poteva essere regolata, più o meno “calda”, modificando l’afflusso dell’ossigeno dell’aria attraverso una apertura regolabile posta, in basso, nel fornello, vicino al tubo di entrata del gas.

Il “becco bunsen”, come era confidenzialmente chiamato (con sottintese ironie) il fornello, portava il nome di Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899), chimico e fisico tedesco, laureato in chimica all’Università di Gottingen a 19 anni. Figlio di una famiglia borghese, il padre era bibliotecario, dal 1930 al 1933 poté frequentare vari laboratori europei e venne a contatto con i chimici illustri del tempo: F.F.Runge (1794-1867), lo scopritore dell’anilina, Justus von Liebig (1803-1873) a Giessen e Eilhard Mitscherlich (1814-1865) a Bonn. Al ritorno in Germania, appena ventiduenne, fu nominato professore a Gottingen, Università che lasciò nel 1836 per occupare la cattedra che era stata di Friedrich Woehler (1800-1882) nell’Università di Kassel.

Doveva essere un po’ inquieto questo Bunsen perché due anni dopo cambiò ancora Università a passò a insegnare a Marburgo dove condusse importanti ricerche sui sali di arsenico. Nel periodo dal 1838 al 1844 condusse ricerche sui gas e studiò il recupero dei gas d’altoforno e dei convertitori della ghisa che fino allora andavano in gran parte perduti. Nel 1843 mise a punto la pila zinco-carbone che porta ancora il suo nome e con l’elettricità così ottenuta produsse per elettrolisi dei rispettivi sali fusi, vari metalli puri fra cui magnesio, alluminio, sodio, calcio, litio. Nel 1852 fu chiamato nell’Università di Heidelberg ad occupare la cattedra che era stata di Leopold Gmelin (1788-1853), e qui finalmente si fermò e rimase ad insegnare fino alla pensione nel 1889. A questo periodo risale l’inizio delle ricerche di fotochimica e spettroscopia dapprima con l’inglese Henry Roscoe (1833-1915), venuto per alcuni anni ad Heidelberg, poi con Gustav Kirchhoff (1824-1887). Per osservare la radiazione di emissione dei metalli Bunsen aveva bisogno di una fiamma ad alta temperatura e incolore in cui porre il campione da analizzare e nacque così il bruciatore che porta il suo nome. Del resto il test alla fiamma è la prima cosa che si impara nel corso che ai miei tempi era chiamato “Esercitazioni di chimica analitica qualitativa del primo anno”.

A dire la verità il “bunsen” ha una storia un po’ complicata; è decritto per la prima volta in un articolo pubblicato da Bunsen con Roscoe nel 1857, ma sembra che fosse usato nel laboratorio già nel 1855 e che sia stato costruito da Peter Desdega, il meccanico del laboratorio (chi non ricorda quelli che erano una volta i preziosi “tecnici” che sapevano fare tutto, dal soffiare il vetro allo sbloccare viti arrugginite), il quale a sua volta applicò alle necessità di laboratorio i perfezionamenti delle lampade a olio e a gas che erano già noti. Nel 1780 il fisico e inventore svizzero Aimé Argand (1750-1803) aveva migliorato le prestazioni delle lampade ad olio circondando la lampada con un tubo, aperto alle due estremità, attraverso il quale l’aria aspirata dal basso portava ossigeno alla fiamma rendendola più luminosa. Qualcosa del genere, applicato alle necessità di laboratorio, aveva descritto nel 1827 l’inglese Michael Faraday (1791-1867) nel suo noto trattato sulle “manipolazioni chimiche”, sulla strumentazione di laboratorio. La novità del contributo di Desaga fu contestata da altri inventori come Julius Pintsch (1815-1884) nel 1955 e R.W.Elsner nel 1856, e Desaga fu costretto a rivendicare i suoi meriti in un articolo pubblicato nel 1857.

Non risulta che ci siano state liti giudiziarie e si sa solo che il figlio di Desaga aprì una ditta per la fabbricazione dei bruciatori che si diffusero in tutto il mondo. Il loro nome però resta legato a Bunsen che ne fece buon uso nelle numerose ricerche di spettroscopia per le quali costruì vari spettroscopi e poté descrivere le righe di emissione di molti elementi. Con questo metodo scoprì, insieme a Kirchhoff, nel 1861 gli elementi cesio e rubidio. Quante persone e quante storie intorno ad un tubicino di ferro !