il vetro

Un passo importante per il passaggio dal pressapoco alla precisione è stato fatto, migliorando gli strumenti di precisione usati in laboratorio (burette, provette,...) In questo post parlero del materiale di cui sono composte, ovvero il vetro, un materiale "anomalo" dal punto di vista chimico.



struttura chimica del vetro

Il vetro è un materiale composto principalmente da sabbia silicea (SiO2), insieme a ossidi e carbonati di calcio,sodio,bario e magnesio. Esso è un solido amorfo, ovvero non ha una struttura ordinata. Un vetro si ottiene solidificando molto velocemente la massa fusa (impedendo cioè agli atomi di disporsi in una struttura ordinata (cristallina)). Il vetro ha un'elevata viscosità (ovvero quella resistenza che le particelle incontrano durante il loro moto) e per questa ragione viene anche chiamato liquido sottoraffreddato.
La sabbia silicea, unita ai carbonati e ossidi sopra citati, viene messa in un forno e portata alla temperatura di circa 1200° (le temperature sarebbero più alte senza la presenza di questi ossidi e carbonati) per liberare la pasta vetrosa ottenuta da tutti i gas in essa contenuti.Questa pasta può poi essere lavorata in maniere diverse (laminazione, soffiatura o per stampaggio) in base al prodotto finale che si vuole produrre.

Una leggenda narra che il vetro fu scoperto casualmente da marinai fenici che, arrivati su una spiaggia dopo una tempesta, avevano accesso un fuoco.Questi marinai si accorsero che vicino al fuoco stava coloando una sostanza viscida e trasparente, che quando solidificava formava oggetti di svariate forme.
Leggende a parte, si pensa che i primi segni di produzione rudimentale di vetro si abbiano intorno al III sec a.C. in mesopotamia, dove si miscelavano argilla e sabbia silicea per produrre le tegole per le case dei nobili.
Le prime tecniche di soffiatura del vetro si hanno in Siria intorno al I secolo a.C. e consistevano nel soffiare in una canna alla cui estremità era posto una certa quantità di impasto ancora fuso. Questa tecnica passò inalterata durante il periodo romano e arrivò al medioevo, durante il quale il vetro ebbe una nuova funzione: quella di decorare le finestre e i rosoni delle chiese e delle cattedrali

il vetro è fuso in fornaci simili a quelle usate per i metalli, e presenta all'epoca di Dante ancora molte impurità.Per le vetrate è usato il lastre o dischi prodotti per centrifugazione della pasta vitrea molle
Vittorio Marchis, "Storia delle Macchine" pag 26
 

Parlando di vetro, non si può non pensare a Murano, dove l'arte vetraria raggiunse il suo apice, e infatti la repubblica veneziana era molto severa nei confronti di quegli operai che osavano portare fuori dalla repubblica i loro metodi produttivi.E' qui infatti che nasce un primo accenno di "brevetto", ovvero un documento che accordava privilegi a coloro che importavano nuove tecniche nella repubblica.
Nel 1600, in Germania, viene creato un nuovo tipo di vetro: il vetro (o cristallo) di Boemia. Esso fu ottenuto aggiungendo in certe quantità soda e potassa, ottenendo in questo modo un cristallo simile al cristallo di Rocca (una varietà di quarzo totalmente incolore).Negli anni compresi fra il 1700 e il 1800, grazie ai perfezionamenti dei metodi di produzione del vetro, migliorarono anche le lenti usate sia per migliorare i difetti della vista, sia per produrre strumenti scientifici (cannocchiali, microscopi,...)
Con il proghedire della chimica, furono create nuove tipologie di vetro cambiando le composizioni o le percentuali ed esaminando le varie proprietà di questi vetri in base a varie condizioni.
Oggi il vetro è usato in molti dei nostri strumenti di uso quotidiano (nelle lampadine, negli schermi di televisori e computer, nei finestrini delle macchine e addirittura interi edifici)



piramide di vetro, Parigi
 

Qui di seguito sono riportati alcuni video: il primo mostra come vengono create le bottiglie di vetro, il secondo e il terzo invece mostrano la fase di soffiatura del vetro, mentre l'ultimo mostra la creazione di alcuni oggetti di vetreria da laboratorio. 

 

 

 

 

 

 

                      
 

La madre della chimica: l'alchimia

In questo post inizierò un primo approccio nel parlare dell'alchimia, ovvero di quello che io considero lo stato embrionale della chimica.
L'alchimia ha origini incerte, ma molti studi fanno risalire la sua ipotetica nascita durante il I millenio a.C. e i suoi obbiettivi principali (e più conosciuti) erano la trasmutazione del piombo (e di altri metalli) in oro e la creazione della pietra filosofale (una sostanza catalizzatrice che era capace di riportare la materia al suo stato originario).

Il nome alchimia ha un etimologia oscura e dubbia come lo è l'origine di questa scienza esoterica. Ecco le principali:
1) dall'arabo al-kimiyah (الكيمياء o الخيمياء), il quale deriverebbe dal greco khymeia (ovvero fondere). in questo caso, il prefisso al indicherebbe l'essere supremo, cioè essa sarebbe la scienza di Dio.
2) dall' egiziano al kemi, ovvero arte egiziana
3) dal cinese kim-iya, ovvero succo per fare oro.

I due obbiettivi principali, ovvero la trasmutazione dei metalli "vili" e la creazione della pietra filosofale, sono intimamente connessi: infatti la pietra filosofale (chiamata anche "donum dei"), se creata, sarebbe in grado di trasmutare i metalli in oro. Ma questo sarebbe un effetto secondario della pietra, che ha proprietà che sono meno conosciute: essa, infatti, se disciolta in un liquido alcolico, produrebbe il così detto "oro liquido" (così chiamato per il suo colore), che se bevuto sarebbe in grado di curare ogni malattia e donare l'immortalità. Inoltre donerebbe il potere dell'omniscienza (ovvero il potere di conoscere il bene, il male, e il futuro).

Anche se la chimica non è propriamente lo sviluppo dell'alchimia, esse hanno in comune molte cose: fu l'alchimia a lasciare una ricchissima eredità in fatto di strumenti e esperienze alla chimica moderna, entrambi usavano il metodo scientifico (anche se quello alchemico era rudimentale e incentrato sulla magia e sull'esoterismo) ed entrambi avevano lo scopo di "migliorare" la vita degli uomini. Oggi la chimica non ha quasi più nulla dell'alchimia (fatta eccezione per strumenti usati in laboratorio).

Adesso citerò alcuni dei principali termini dell'alchimia (ne metterò il più possibile):
-acqua: uno dei quattro elementi di cui è composto la materia (ma non ha niente a che fare con l'acqua comune)
-affinaggio: un processo che viene usato per eliminare le impurità dai metalli (in particolare oro e argento)
-alludel: una serie di vasi sovrapposti e comunicanti fra loro usati per la sublimazione lenta
-angelo: indica la sublimazione di un materiale
-argento dei saggi: corrisponde al mercurio
-athanor: è un forno a riverbero
-camera: indica l'uovo mistico, dove sono presenti zolfo e mercurio
-coobazione: l'atto di mettere lo spirito metallico distillato sul suo residuo
-crisopea: la pietra filosofale, ovvere la grande opera perfetta realizzata
-deflegmare: la separazione dell'acqua dai corpi in cui è presente, per evaporazione o distillazione
-falce: simbolo del fuoco
-fuoco segreto: lo spirito universale chiuso nelle tenebre metalliche
-oro dei saggi: corrisponde allo zolfo filosofico
-quadrato: simbolo dei quattro elemnti
-rebis: un risultato dell'amalgama dell'oro dei saggi
-salamandra: simbolo del fuoco
-triangolo: simbolo dei tre principali elementi costitutivi dei metalli, sale zolfo e mercurio.

Per chiudere qesto post, riporterò l'abbinamento che gli alchimisti facevano fra pianeti (quelli noti allora) ed elementi:
- il sole è associato all'oro
- la luna è associata all'argento
- mercurio è associato all'omonimo elemento chimico
- venere è associata al rame
- marte invece è associata al ferro
- giove è associato allo stagno
- saturno è associato al piombo

La chimica nel mondo

In questo breve post metterò alcune traduzioni del termine chimica nel mondo (sarebbe quasi impossibile metterle tutte), una piccola curiosità che ho dimenticato di mettere in precedenza.

italiano: Chimica
inglese: Chemistry
francese: Chimie
greco: χημεία
spagnolo: Química
tedesco: Chemie
latino: Chemiae
arabo: كيمياء
cinese: 化学
esperanto: kemio
russo: химия
turco: kimya
ungherese: kémia
albanese: kimi
yiddish: כעמיע
vietnamita: hóa học

Ho cercato di mettere anche lingue non molto conosciute, spero vi sia piaciuto.

 

       

Ascolta

Trascrizione fonetica

         

La chimica e gli inchiostri

Fin dai tempi più antichi veniva usato l'inchiostro per scrivere prima su fogli di papiro, poi su pergamene e in fine sulla carta che noi oggi conosciamo. Come i supporti alla scrittura si sono modificati e specializzati nel tempo, anche gli inchiostri si sono modificati e migliorati.
In questo post cercherò di parlare dell'aspetto chimico degli inchiostri, soffermandomi soppratutto sugli inchiostri usati nel medioevo.

I primi inchiostri furono usati in Egitto ed in Cina e venivano ottenuti facendo bruciare olii o carbone; il residuo di questo processo (nerofumo) era il pigmento usato per dare la colorazione all'inchiostro. Poichè l'inchiostro doveva rimanere sul supporto usato per scrivere bisognava renderlo più viscoso: per questa ragione veniva miscelato il pigmento ottenuto con acqua e una resina (in paricolare la gomma arabica, ottenuta dall'acacia). In seguito, in Cina furono usati inchistri usando resina di alberi e insetti pressati, ottenendo un inchiostro di colore rossiccio.
Intorno al IV-V secolo dopo Cristo, in cina fu modificato il procedimento per ottenere l'inchiostro nero. Fino a quel momento, infatti, venivano presi direttamente i residui della combustione degli olii o del carbone; invece, da questo periodo, veniva preso il residuo del fumo che si produceva nella combustione: in particolare, la combustione era fatta avvenire sotto un imbuto che convogliava il fumo su di un supporto dal quale veniva poi raschiato via e miscelato con acqua e gomma arabica. Il composto ottenuto veniva poi modellato in bastoncini. Questo inchiostro fu poi esportato in occidente col nome di inchiostro di china
In occidente era usato l'inchiostro ferrogallico, che si otteneva usando le galle di quercia (una protuberanza presente sui tronchi, sui rami e a volte sulle foglie delle quercie; queste galle sono ricche di acido tannico). Per ottenere l'inchistro ferrogallico si usavano le galle, il vetriolo (solfato di ferro), resine e acqua. Poichè le galle erano ricche di acido tannico, ma per il pigmento serviva l'acido gallico, le galle erano macerate e lasciate fermentare per 2/3 giorni: queste galle rilasciavano un enzima, l'enzima tannasi, che convertiva attraverso una reazione enzimatica acido gallico e glucosio

reazione di produzione dell'acido gallico dall'acido gallotannico

In seguito l'acido gallico reagisce con gli ioni ferrosi producendo il gallato ferroso. che ossidandosi produce acqua e pirogallatoferrico (che dà effettivamente il colore nero)

ossidoriduzione fra acido gallico e ioni ferrosi

ossidazione del gallato ferroso

Con l'avvento della stampa a caratteri mobili (1450 circa) gli inchiostri fino ad allora usati non erano più adatti e fu quindi necessario variare la composizione: Al posto dell'acqua, come solvente veniva usata l' essenza di trementina e l' olio di lino come legante per i vari pigmenti.
In seguito verranno poi inventate le vernici e gli inchiostri sintetici, di cui spero di parlare in un futuro post.

Cos'è la chimica?

Volevo fare una brevissima infarinatura su che cos'è la chimica. Spero non vi annoierà.

"Chimica: scienza che studia la materia nelle sue varie specie, ne indaga la struttura, la composizione, le proprietà e interpreta i fenomeni per cui le sostanze si trasformano in altre, oltre alle leggi che descrivono tali fenomeni e le manifestazioni energetiche che li accompagnano." 

Da "L'universale Le Garzantine" ed. 2005 

La chimica è la scienza, o più precisamente quella branca delle scienze naturali, che studia la composizione della materia ed il suo comportamento in base a tale composizione.

Da "Wikipedia, l'enciclopedia Libera"
 

L'origine del nome "chimica" non è certa; qualcuno ipotizza che derivi dal greco antico χέω (che significa versare, χύνω in greco moderno), altri invece ipotizzino che derivi dal nome kemà, che era il libro dei segreti dell'arte egizia. Da quest'ultimo termine deriverà poi anche il termine alchimia (dall' arabo al kimiaa)

Adesso invece volevo elencare alcune citazioni sulla chimica:

"Per me la chimica rappresentava una nuvola indefinita di potenze future, che avvolgeva il mio avvenire in nere volute lacerate da bagliori di fuoco, simile a quella che occultava il monte Sinai. Come Mosè, da quella nuvola attendevo la mia legge, l'ordine in me, attorno a me e nel mondo"

Da "Il sistema Periodico" di Primo Levi pag. 23
 

" Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma."
 

Antoine Lavoisier
 

"  L’atomo è formato da due parti: il nucleo, che sta al centro, e una particella che gli gira vorticosamente intorno: la periferia di Pordenone."
 

Enrico Fermi