CHIMICA sperimentale

La chimica di Jules Verne

Mi è sempre rimasta impressa fin da bambino (quando lessi il libro la prima volta) l'ingegnosità con la quale uno dei protagonisti del famosissimo romanzo "L'Isola misteriosa" riesce a superare varie difficoltà di sopravvivenza trovandosi relegato assieme ai compagni in una sperduta quanto indefinita isola.
Verne ci dà in questo testo un perfetto saggio di quella divulgazione scientifica ottocentesca, un po' semplicistica ed ingenua ma mai campata in aria, che caratterizza molti romanzi del secolo romantico.
Sarebbe assolutamente inconcepibile in un racconto moderno scendere in particolari tecnico-scientifici come fa Verne nel 1874; la scienza (e la chimica in particolare) stava vivendo allora la sua prorompente giovinezza e si affacciava ad un pubblico che la "beveva", assetato delle sue stupefacenti novità mai viste prima; non per niente è in questo periodo che il pubblico dei periodici illustrati comincia a bere pure quei miracolosi quanto improbabili "elisir" propinati dalla nascente industria pubblicitaria con le bellissime illustrazioni d'epoca che conosciamo.

Ma veniamo all'Isola misteriosa e alla sua chimica.

I protagonisti sono l'ingegner Cyrus Harding, il giornalista Gideon Spilett (c'è sempre un giornalista tra i protagonisti nei romanzi di avventura dell'ottocento!) e altri personaggi, tutti naufraghi in mezzo ad un oceano ai limiti del mondo.

Ad un certo punto della narrazione (i fatti che ci interessano succedono nel capitolo XVII°) occorre far saltare in aria un grande banco di granito per abbassare il livello di un lago... ma come fare?
Naturalmente i naufraghi non hanno polvere da sparo... ma hanno due importanti assi nella manica!
Le conoscenze tecniche e l'inventiva di Cyrus... e la fantasia di Jules Verne.

Tramite quest'ultima si era scoperto che nell'isola vi era un giacimento di scisti piritici e di salnitro.
[Mi permetto di fare un veniale appuntino a Verne, che lo chiama proprio nitrato di potassio: forse era più verosimile, dato che siamo in un'isola dei mari del Sud, riferirsi ad un deposito di Nitro (nitrato di sodio) derivante da guano, ma tant'è].

Sentite sentite come procede il nostro ingegnere per abbassare il livello del lago.
Semplifico e metto in ordine cronologico.

- Una giornata è stata dedicata per trasportare diverse tonnellate (sic!) di scisti piritici in un luogo adatto.

- Una giornata è stata dedicata a comporre un singolare forno di arrostimento: -"un mucchio di rami e di legna tagliata, dei pezzi di scisti piritici, il tutto ricoperto da un sottile strato di pirite, precedentemente ridotto alle dimensioni di una noce. Il tutto alternato su più strati, in un mucchio enorme, poi rivestito di terra ed erba e con apposite aperture di sfogo per i fumi. Ciò fatto, hanno dato fuoco al legno, il calore si è comunicato allo scisto, che ha preso fuoco dato che conteneva carbonio e zolfo"-
(In pratica hanno proceduto proprio come facevano, a parte la materia prima, nel medesimo periodo storico i carbonai delle mie montagne).

- Per la trasformazione chimica completa sono occorsi molti giorni; il solfuro di ferro è stato ossidato a solfato, l'alluminio degli scisti idem; il resto è rimasto sotto forma di ceneri.
Almeno così Verne la racconta.

- Nel frattempo viene ammazzato un dugongo (!), un grosso mammifero dei mari caldi ricco di grasso.
L'intento era ottenere della glicerina dal grasso... (e qui già cominciamo a sospettare dove si vuole andar a parare, vero?).
Ma per isolare la glicerina dal grasso serve un alcale forte, come la soda. Che fare?
Idea di Cyrus: visto che sulla riva abbondano delle piante marine, ne fa raccogliere in gran quantità.

- Diversi giorni sono dedicati per bruciare in fosse all'aperto queste piante (alghe?) con vivissimo fuoco -"fino quasi al punto di fusione della cenere, e il risultato di questo incenerimento era una massa grigia, nota da tempo col nome di "soda naturale"- 
Almeno così Verne la racconta.

- A questo punto l'ingegnere tratta il grasso con la soda, e ottiene da un lato un sapone solubile e dall'altra una sostanza neutra... la glicerina. (E questa è fatta!).

- Nel frattempo, i coloni (che hanno già perso l'appellativo di naufraghi e diventano coloni, come di moda all'epoca) hanno costruito una fornace di argilla refrattaria, che sarebbe servita per la distillazione del solfato di ferro appena quella specie di carbonaia avesse finito di produrre la sua trasformazione chimica e di fumare.

- Quando il mucchio di pirite è completamente ridotto (io direi ossidato... ma non andiamo tanto per il sottile) il risultato dell'operazione è una miscela di solfati di ferro e alluminio, solubili, e ceneri insolubili. Il tutto viene posto in una vasca, decantato e poi -sentite questa- addirittura sottoposto a cristallizzazione frazionata!
I cristalli di FeSO₄, meno solubili, si depositano, e le acque madri con il solfato di alluminio eliminate.
Si ha alla fine una gran quantità di solfato di ferro.
(E anche questa è fatta!).

- Adesso occorre produrre acido solforico.
Vuoi che Cyrus non sapesse che in Boemia si produceva da secoli l'acido solforico di Nordhausen distillando a secco il solfato ferroso eptaidrato? Vuoi che non lo sappia? Infatti ben lo sapeva...

- Detto fatto, pone il vetriolo verde nel forno refrattario (munito di camino a mo' di storta) e... magia!
Dodici giorni dopo aver iniziato il progetto, il chimicissimo ingegnere si trova possessore anche di una buona quantità di un prezioso "agente": l'H₂SO₄. (Addirittura sotto forma di oleum!).

- Adesso per i suoi piani occorre produrre acido nitrico.
Beh, questo è facile. Abbiamo visto che sull'isola c'era un giacimento di nitro: basta distillarlo in presenza di acido solforico... et voilà una buona quantità anche di HNO₃ fumante!

- Sentiamo ora Verne: "...ma in ultima analisi, per che cosa avrebbe utilizzato questo acido nitrico? Su questo i suoi compagni erano ancora ignoranti, perché non aveva rivelato l'ultimo particolare del suo lavoro. Tuttavia, l'ingegnere stava volgendo al termine, e l'ultima operazione gli ha fornito il materiale che gli serviva. Ha messo dunque l'acido nitrico in presenza di glicerina, che era stata precedentemente concentrata mediante evaporazione in un bagno d'acqua, ed ottenuto anche senza usare miscela refrigerante, diverse pinte di un liquido oleoso giallastro.
Questa ultima operazione Cyrus Harding l'aveva fatta da solo, lontano, perché sapeva che c'erano pericoli di esplosione; quando portò una bottiglia di questo liquido da mostrare ad i suoi amici, disse solo "questa è la nitroglicerina!"

- Il giorno successivo i coloni, improvvisatisi minatori, utilizzano niente meno che dieci litri di pura nitroglicerina per l'operazione di sbancamento!
Rimane la questione di accensione della sostanza esplosiva. Verne spiega che ordinariamente la nitroglicerina si accende utilizzando un detonatore al fulminato che, scoppiando, provoca l'esplosione principale; in mancanza di questo, la sostanza brucerebbe senza esplodere.
Ma Cyrus Harding sapeva (ma quante cose sapeva Cyrus Harding!) che la NGL ha la proprietà esplodere per urto... e cosa fa allora? Sparge sulla roccia alcune gocce di nitroglicerina, vi appende sopra un pesante martello con uno spago spalmato di zolfo come una miccia rudimentale e... tutti al riparo!

- La fibra rimane in fiamme per 25 minuti (che miccia lunga!) e infatti 25 minuti più tardi una esplosione terrificante scuote l'isola. I coloni, pur lontani più di due miglia,  vengono gettati a terra dallo spostamento d'aria... il risultato voluto è ottenuto, il livello del lago si abbassa. Evviva, Cyrus, sei grande!

Come dicevo all'inizio, questo brano dell'Isola misteriosa che ho riassunto a modo mio, è uno di quelli (magari li ricordassi tutti!) che si sono impressi fin da piccolo nel mio DNA, facendomi appassionare da tempo immemorabile alla chimica .
Che più sperimentale di quella di Cyrus non potrebbe essere.

Intervallo di montagna

Mi è capitata sotto mano una vecchia immagine, che metto qui come breve intervallo tra un esperimento e l'altro.
Tempo fa, durante una passeggiata in montagna ho fatto un incontro interessante; un incontro non con una persona ma con un oggetto storico (anche se non proprio raro dalle nostre parti).
A me le cose che testimoniano la storia esercitano sempre un fascino particolare, le sento vive come in origine.

Si trattava in realtà di più di una passeggiata, dato che si svolgeva tra Malga Malera e Rifugio Scalorbi e ritorno (siamo in alta Lessinia e sulle Piccole Dolomiti, a cavallo tra le province di Verona e di Trento).
Una parte del percorso si svolge lungo un sentiero oggi pochissimo frequentato, in un magnifico bosco di faggi, abeti, larici e baranci, a circa 1700 m di quota.
Sperduto nel bosco, in un punto del tutto inaspettato e quindi con una sorpresa ancora più suggestiva, mi sono imbattuto in questo antico cippo di confine perfettamente conservato, che porta la data del 1855.

Il sentiero era in passato uno di quelli intensamente battuti dai numerosi contrabbandieri che facevano la spola lungo queste valli impervie tra i due stati confinanti, Italia da una parte e Tirolo dall'altra; trasportavano soprattutto tabacco dalla Val Lagarina verso sud, e grano da sud verso Ala.
Il contrabbando è stato fino alla prima guerra mondiale una delle fonti di sostentamento per le poverissime popolazioni dell'alta Lessinia.
Era sostenuto e incoraggiato, anche se non volutamente, dalla politica doganale del Regno d'Italia che imponeva pesanti dazi e tasse a tutto ciò che proveniva dall'estero; dall'altra parte vigeva un tacito quasi-consenso della Guardia di Finanza tirolese, che appena poteva chiudeva un occhio... facendo così gli interessi di tutti!
(Neanche nel duemilatredici si è ancora capito che con le troppe tasse i problemi si CREANO, non si RISOLVONO.
Non è un concetto difficilissimo, eppure siamo ancora lontani un anno luce dal capirlo).

Naturalmente ho voluto fare un passo simbolico nel Tirolo del vecchio feldmaresciallo Radetsky facendo un giro attorno al cippo... poi via verso la prima sosta di Passo Pertica, dove c'erano ad aspettare come minimo un paio di panini con la sopressa (con una sola "p") della Lessinia.
Questi assolutamente irrinunciabili!

La condensazione benzoinica; sintesi

Il tema sui catalizzatori, lanciato dall'amico Marco sul suo blog per ospitare il prossimo 27esimo Carnevale della Chimica, mi ha invogliato a fare la sintesi che presento.
La reazione (condensazione benzoinica) è una preparazione di chimica organica nota e facilmente accessibile, semplice da realizzare (anche se non lo è dal punto di vista del meccanismo) che ho voluto rifare anche in onore di Nikolai Zinin, ricordato nel post precedente.
Essa permette di accoppiare due molecole di benzaldeide C₆H₅-CHO, formando un nuovo legame C-C, e porta alla produzione di un alfa-idrossi chetone C₆H₅-CO-CH(OH)-C₆H₅, il benzoino.

La reazione originale di Zinin è catalizzata dallo ione cianuro CN^- secondo il meccanismo seguente, visibile per esempio a questo link (non voglio appesantire inutilmente, dato che io mi riservo come il solito la parte strettamente sperimentale).
Non essendoci eliminazione di acqua (o altre piccole molecole) il termine "condensazione" è improprio, ma lascio questo nome per motivi storici.
Con mio rammarico mi spiace non poter ripetere esattamente il metodo originale, che comporterebbe l'uso di KCN... purtroppo ciò non è proprio possibile per ovvi motivi.
Ai tempi del nostro Nikolai non si parlava certo di green-chemistry, però... è altrettanto interessante sapere che si può sostituire questo poco amichevole catalizzatore nientemeno che con una vitamina! Eccola:

Nel 1960 si è scoperto che la vitamina B1 (tiamina, sotto forma di cloridrato) può funzionare in maniera del tutto analoga agli ioni CN^-, sfruttando il carbanione che si viene a formare in ambiente basico per eliminazione dell'idrogeno evidenziato nel gruppo tiazolico; tale carbanione nucleofilo può attaccare una molecola di benzaldeide, che poi ne addiziona un'altra secondo il meccanismo visto sopra (dimerizzazione).
Tutto il carrozzone catalitico è poi anche un buon gruppo uscente, ristabilendo alla fine il gruppo carbonilico e la tiamina, che viene ripristinata anch'essa.
Su questo composto, importante catalizzatore anche dal punto di vista biologico, ci sarebbe da dire... ma per praticità mi limito ai consueti rimandi ad altre sedi per eventuali vitaminici approfondimenti.

Ho seguito una classica procedura "scolastica" (questo link, ma la preparazione è reperibile identica anche altrove)

Mi sento in colpa per le foto, fatte di corsa in un oscuro, freddo e umido lab con quel tempo pessimo che ci ha accompagnato per mesi... chiedo un po' di indugenza da parte dei lettori!

Materiale occorrente

- benzaldeide
- tiamina cloridrato
- sodio idrossido
- etanolo
- vetreria opportuna

Porre 2,6 g di tiamina cloridrato in un palloncino da 250 ml, sciogliendola in 8 ml di acqua e 30 ml di etanolo.
Raffreddare in ghiaccio e aggiungere goccia a goccia 5 ml di soluzione di NaOH 3 M (1,2 g in 10 ml di acqua), mescolando e senza far salire la temperatura oltre i 20°.
Durante l'aggiunta la tiamina viene salificata e deprotonata e la soluzione si colora in giallo.



Aggiungere a questo punto 15 ml di benzaldeide e porre in bagno d'acqua a 60°C per un'ora e mezza circa, controllando sempre la temperatura.



Alla fine raffreddando in ghiaccio il pallone il benzoino formatosi si separa come massa bianca dalla soluzione.
Filtrare su buchner e lavare accuratamente con poca miscela acqua/etanolo 1:1 e poi con acqua pura e lasciar asciugare all'aria.

Il benzoino si presenta come una polvere bianca/leggermente beige microcristallina, pochissimo solubile in acqua, di leggerissimo odore di mandorla. P.f. 137°
(La vecchia e ormai desueta bevanda detta orzata viene aromatizzata col "benzoino" estratto dalla resina della pianta Stirax benzoin, quindi non è da confondere la sostanza chimica trattata qui ed il benzoino naturale, parente ma di origine e composizione diverse).

L'uso della tiamina come catalizzatore (o molecole con analogo anello tiazolico) è comodo e permette la dimerizzazione catalizzata di molte aldeidi, sia aromatiche che alifatiche, operando in ambiente basico per esempio con trietilammina in etanolo.
Dal benzoino (e derivati) e dalle aciloine (R alifatico al posto del fenile) per riduzione si ottengono i rispettivi dioli (o anche si arriva a idrocarburi: per esempio lo stilbene, C₆H₅-CH=CH-C₆H₅) oppure per ossidazione si formano i dichetoni, come il benzile, C₆H₅-CO-CO-C₆H₅, dal quale poi si può ottenere... e poi da questo...
La chimica organica, oltre a essere bella è come le ciliegie: una (molecola) tira l'altra, in una catena infinita.

Chissà con chi mi verrà in mente di "sposare" questo benzoino?
E che "figli" genererà?
Per ora non lo so nemmeno io; per ora è "lui" ad essere stato generato... da una benzaldeide stavolta ermafrodita, e con la tiamina nella parte di Cupido!

Nikolai Nikolaevic Zinin

Indicatori di primavera

Il Salofene di Mustafą

Come eravamo

I minerali organici (seconda parte)

Riprendo il discorso sui minerali organici.

Fra questi minerali vi è anche una inaspettata serie di idrocarburi, a vari atomi di carbonio e con vario tipo di legame.
Ne ricordo solo alcuni: Dinite, Idrialite, Kratochvillite, Hoelite, Flagstaffite, Refikite, Fichtelite, Simonellite, Evenkite, ecc.
Sono rinvenuti in varie località, per lo più associati a giacimenti carboniferi.
Per esempio la Ravatite C₁₄H₁₀ è chimicamente fenantrene (tre anelli benzenici condensati).

Si è formata probabilmente da una decomposizione lentissima di carbone a bassa temperatura.
Finora questo minerale è stato trovato solo in tre località: Alsdorf e Freital in Germania e a Ravat (località tipo) in Tagikistan.

Oltre agli idrocarburi, vi è una discreta serie di ossalati (di metalli vari), e non possono mancare naturalmente quelli di calcio, più o meno idrati.

Come esempi, riporto solo tre ossalati di calcio, rispettivamente mono, di e triidrato: la Whewellite Ca(C₂O₄)·H₂O); la Weddellite Ca(C₂O₄)·2H₂O (il nome deriva dal mar antartico di Weddell) e la Caoxite Ca[C₂O₄]·3H₂O, trovata anche da noi in Liguria.

Nostrana è anche la Minguzzite, ossalato di potassio e ferro K₃Fe(C₂O₄)3·3H₂O

La Minguzzite si è formata dalla decomposizione di limonite di Capo Calamita nell'isola d'Elba. Scoperta nel 1955, è stata chiamata così in onore di Carlo Minguzzi, un mineralogista italiano dell'Università di Padova. Non è chiaro il suo processo di formazione.

Ora viene una serie di quattro minerali estremamente rari:

Dashkovaite, formiato di magnesio Mg(HCOO)₂

La Dashkovaite a livello mondiale sembra esistere solo in una sperduta località siberiana.
Si presenta come una massa porosa tenerissima biancastra microcristallina.

Formicaite, formiato di calcio Ca(HCOO)₂

Anche questa estremamente rara, è stata trovata in depositi boriferi idrotermali, sempre in Siberia.

Abelsonite, è una nichel porfirina NiC₃₁H₃₄N₄

Il minerale, molto organico per così dire, è stato trovato nel 1969 solo in una formazione sedimentaria nello stato dello Utah. Prende il nome in onore del grande geochimico americano P.Abelson.

Earlandite, Ca₃[CH₂(COO)CHOH(COO)CH₂(COO)]₂·4H₂O
Tutta questa formula per dire che è citrato di calcio.
Si può anche fare mettendo il classico guscio d'uovo nel succo di limone... ma qui è proprio un'altra cosa.
E' stata trovata su gusci di foraminiferi dei sedimenti di acque polari profonde.
L'Earlandite è tipicamente associata con i minerali di gesso nell'unica località nota: il Mare di Weddell nella parte occidentale dell'Antartide, a 2580 m di profondità.
Nemmeno Mindat ha la foto... se volete vedere il vero citrato di calcio dovete andare laggiù!

Strettamente legata alle condizioni ambientali è la Oxammite, ossalato di ammonio (NH₄)₂(C₂O₄)·H₂O

Si forma, assieme ad altri sali ammonici, nel guano di uccelli marini nell'Isola di Guanape, in Perù.
Vista la sua solubilità, esiste solo grazie alle particolari condizioni climatiche della zona.

Non poteva mancare lo ione ferrocianuro, sotto forma di Kafehydrocyanite K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O

Trovata nei giacimenti d'oro di Tuva, in Russia e nel deposito di rame di Blyava negli Urali.
Si trova in questi siti nei pozzi minerari sotto forma di pallide concrezioni o piccole stalattiti.
Ma c'è un dubbio: si sospetta che il minerale possa essersi formato a causa dell'acqua inquinata da residui di cianuro impiegato per l'estrazione dell'oro. Vi sono versioni molto controverse in tal senso. Vista la sensibilità ambientale locale e l'inquinamento assoluto della Siberia, rimaniamo col dubbio...

Hoganite, acetato di rame Cu(CH₃COO)₂·H₂O

Gli acetati come minerali naturali sono rari (soprattutto perchè solubili); si è trovata Hoganite nei pressi della infernale miniera di Potosì, in Bolivia. Dico infernale perchè ho visto un eccezionale documentario sulla vita in questa miniera... cose che non si dimenticano. Qui l'Hoganite si è formata accanto Paceite (Cu+Ca) nei depositi di minerale per alterazione con materiale vegetale in decomposizione. E quindi in definitiva un minerale semi-antropico.

Non mancano addirittura minerali organici delle Terre Rare: la Zugshunstite (Ce,Nd)Al[(SO₄)₂|C₂O₄]·12H₂O, la Levinsonite (Y,Nd,Ce)Al[(SO₄)₂|C₂O₄]·12H₂O, la Coskrenite, come quella che si vede quì sotto (Ce,Nd,La)2[(SO₄)₂|C₂O₄]·8H₂O... e complimenti al collezionista che li possiede!

Questa che segue la aggiungo solo per il suo simpatico e impronunciabile nome: Zhemchuzhnikovite NaMg(Al,Fe)(C₂O₄)3·8H₂O, Kazakhstan!
Il nome di questo ossalato ha fatto scappare perfino le foto...

Termino con un minerale per così dire famoso, la Calclacite, cloroacetato di calcio Ca(CH₃COO)Cl·5H₂O
La Calclacite è singolare perchè non è presente in natura.
Si è formata su alcuni minerali di calcio conservati nei musei, quando riposti (per meglio dire: abbandonati...) in cassetti o armadi di legno. Il legno in generale, ed in particolare quello di quercia, ha la proprietà di rilasciare lentamente piccole quantità di acido acetico, che può quindi reagire per un lungo periodo con le sostanze acido-sensibili contenenti calcio, formando appunto la Calclacite.
Mi immagino il serio e barbuto professore di quei bellissimi e polverosi musei di un tempo, quando all'apertura di un cassetto chiuso da secoli vede un microscopico cristallino.
Scorre immediatamente il poderoso database del suo cervello (un cervello da tanti "Giga"...) e scopre che ancora non è stato inserito!
-Ma questo è un minerale nuovo!- esclama tutto eccitato... e in quel momento nasce la Calclacite! (da cassetto)

Come è fatta? Più o meno così:

I minerali organici (prima parte)

La prendo alla larga: una delle mie sintesi utopiche è da tempo quella di preparare l'acido mellitico o acido benzenesacarbossilico (ho ancora da qualche parte tutta la procedura); ma so già che non la farò mai... terribilmente lungo e dispendioso il procedimento e troppo aleatorio il risultato.
Riassumo in due parole cosa si dovrebbe fare: si tratta di ossidare il carbonio (sotto forma di grafite pura) per ebollizione a riflusso con acido nitrico concentratissimo per un centinaio di ore.
Filtrare il residuo ed evaporare sotto vuotto l'acido in eccesso fino a secchezza.
Dovrebbe rimanere alla fine qualcosa di solido...
Esiste anche un altro metodo: ossidazione "insistente" con permanganato in ambiente alcalino... ma siamo lì, meglio lasciar tutto nel paese dei sogni!
L'acido mellitico è anche interessante per la sua inerzia chimica: nasce bollito in HNO₃ al 98% e non fa nemmeno una piega se lo buttiamo in H₂SO₄ concentrato bollente.
Bella scorza, non c'è che dire!

L'avatar dell'autore di questo blog (quel simbolino che mi sono assegnato alla registrazione) è la formula chimica della figlia dell'acido mellitico, ovvero l'anidride mellitica.

Ecco le loro belle strutture di padre e figlia (quest'ultima ha preso tutto dal padre, ma ha fatto una cura per perdere acqua e si è "rinsecchita" chiudendosi su se stessa:

                (a) Acido Mellitico e (b) Anidride mellitica

Questo acido mi ha sempre intrigato per due motivi:

- primo perchè ha una bellissima formula, un benzene interamente circondato da sei gruppi carbossilici;
- secondo perchè un sale dell'acido mellitico è un MINERALE!
Un minerale ORGANICO! Bello due volte allora!

Sì, perchè dire "minerale" e dire "organico" sembra un paradosso, dato che la parola "organico" ci suona sempre come qualcosa che ha attinenza, vicina o lontana, con la biologia.
Naturalmente niente di tutto questo, si tratta di "organico" in senso chimico, cioè di uno degli infiniti composti del carbonio.

A parte i banali carbonati (che non rientrano in questo discorso) i minerali organici sono inaspettatamente abbastanza numerosi (ma sempre pochissimi rispetto alla sterminata famiglia dei minerali), e sono tutti rari o rarissimi.

Ne ho radunati un po' secondo una sequenza puramente indicativa e che non segue un ordine nè chimico nè mineralogico, li metterò semplicemente così come mi vengono.
Anche la loro genesi è del tutto varia, anche se ovviamente non saranno certo minerali magmatici, ma per lo più di origine idrotermale, di alterazione o di leggero metamorfismo.

Parto sicuramente dal primo e più famoso, la Mellite, come dice il nome di un bel colore giallo miele.

E' il sale di alluminio dell'acido di cui sopra, il benzenesacarbossilico o acido mellitico,  Al₂C₆(COO)₆•16H₂O
La mellite è un minerale raro, che si presenta in aggregati resinosi e teneri; fu scoperto in una miniera di carbone della Turingia a fine settecento. E' sempre associato a giacimenti carboniferi di poche altre parti del mondo.

Bello anche il seguente minerale: la Julienite, che è un tiocianato di sodio e cobalto Na₂Co(SCN)₄•8H₂O

Come località tipo si trova nei dintorni di Chamibumba, in una provincia congolese del Katanga.
Trattandosi di cobalto non può essere che lì.
Ma io quando sento nominare la parola "Katanga" devo per forza fare un inciso.
Data la mia anagrafica, ho purtroppo fatto in tempo a sentir inneggiare:
"-studente, operaio, prendi una spranga e vieni con noi in Katanga...!".

Che Iddio (o soprattutto la Storia... meglio tutti e due!), abbiano pietà di noi.
Con questo patetico ricordo del periodo post-sessantottesco, termino la prima parte di questo divertimento con i minerali organici.

Estrazione del cadmio dal pigmento giallo

Intervallo

Reazione Schimdt e Tornow per il mercurio

Ogni tanto metto nell'armadio qualche "esperimento" e poi magari me ne dimentico; mi è capitato sottomano il file dell'esperienza che vado ora a descrivere e che a suo tempo aveva destato curiosità in alcuni di coloro che, come me, hanno questo strano hobby della chimica sperimentale.
Si tratta di un originale metodo analitico per il mercurio, devo dire assai originale, ideato nel 1932 da Schmidt e Tornow.
Purtroppo non sono riuscito a trovare, come mi sarebbe piaciuto, delle notizie riguardo questi due chimici, che avrebbero integrato la fredda descrizione dell'esperimento stesso.

Naturalmente ho voluto provarlo, anche perchè è una reazione specifica per questo metallo.
In sostanza si tratta di condurre una elettrolisi in ambiente neutro di una soluzione della sostanza in esame usando un catodo di alluminio: se il mercurio è presente, il catodo una volta esposto all'aria si ricopre di una patina soffice di Al₂O₃, molto ben visibile.
E' ben noto che il mercurio catalizza l'ossidazione superficiale dell'alluminio in maniera molto caratteristica e spettacolare ed il metodo (nella sua formulazione più semplice) sfrutta questo principio.
 
Ho operato in questo modo:
 
- poco prima della prova preparare una piccola lamina di alluminio di una decina di cmq, perfettamente pulita.
Per far ciò ravvivare bene la superficie con carta vetrata fine e successivamente immergere qualche minuto in NaOH diluita fino ad inizio di sviluppo di idrogeno. 
In questo modo siamo sicuri che l'alluminio sarà perfettamente pulito ed esente da ossido superficiale.
Estrarre la laminetta, risciacquarla bene in acqua distillata ed immergerla immediatamente nella soluzione neutra da analizzare, collegandola come catodo ad un alimentatore di corrente.
Porre all'anodo un bastoncino di carbone; i laboratori ricchi (quindi non il mio...) useranno come ovvio un bell'elettrodo di platino.

Ho usato come test una soluzione di 20 mg di HgCl₂ in 50 ml di acqua per rendere l'effetto sicuramente fotografabile.
Mi sono poi reso conto che 20 milligrammi (!) sono una camionata rispetto alla sensibilità del metodo... avrei dovuto stare molto più leggero!
La soluzione è neutra e diluitissima quindi la resistività della cella sarà molto elevata, dato che non ho voluto aggiungere alcun elettrolita di supporto.
In ogni modo alimentando la celletta anche solo a 12 V passa sufficiente corrente da far depositare quella minima quantità di mercurio che serve per essere evidenziata.
Far passare corrente per una decina di minuti, quindi levare la laminetta e porla ad asciugare all'aria in un posto tranquillo.
Dopo un quarto d'ora sarà ricoperta da una fragilissima lanugine grigia di Al₂O₃, come ben si vede nelle foto.

 
Se l'esperimento è ben condotto la sensibilità è elevatissima; la mia fonte bibliografica dice 1 microgrammo/litro!
Se avessi avuto più tempo e voglia avrei provato con successive diluizioni a vedere fin dove arrivavo con una procedura così "grezza".
Mi è stata segnalata anche una variante microchimica più "professionale" del metodo descritto, che sfrutta, oltre all'elettrolisi, la presenza di chinone e rosso alizarina con la conseguente formazione di una lacca di alluminio maggiormente visibile.
Condotto in tal modo, il metodo analitico (credo a cura di Feigl) permette di rivelare una frazione veramente infinitesima di microgrammi di mercurio!
Si tratta quindi di una sensibilità spaventosa, pur realizzata senza l'ausilio di quegli strumenti moderni di analisi che io chiamo affettuosamente "apparecchi con la spina".

Simboli...

Lascio questo paleoresiduo di un post poco pertinente con lo stile del mio blog. Così rimangono anche i commenti.

Il nero rimane come immagine di tutto ciò che io vedo
come simboli della voracità di pochi
a danno del bisogno di molti.

...e "liquori" da laboratorio

Risolto felicemente, come sembra, l'intermezzo dell'acido solforico "per campana", ritorno nel mio virtuale teatrino della commedia dell'arte (chimica) per vedere se i "liquori" hanno avuto la pazienza di aspettare il turno per la loro sfilatina.

Vi ricordate di quel tal Spirito Rettore che ha lasciato il palcoscenico impregnato di un olezzo tanto antico?
Boerhaave non aveva tutti i torti a fare il suo ragionamento: ad oggi, duemilatredici, l'esatto meccanismo della percezione degli odori non è ancora risolto.
L'odorato è, fra i cinque sensi, quello che rimane decisamente più misterioso e di ardua comprensione!

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Oltre a "spirito", anche "liquore" è un termine di indubitabile sapore alchimistico, molto in voga nel periodo storico di cui parliamo. Per liquore si intendeva un liquido di particolari caratteristiche, ma inteso in senso generale; potrebbe essere un distillato, una soluzione, una miscela.
Una definizione molto più elastica e di fantasia rispetto allo spirito; spirito evoca immediatamente qualcosa di volatile, liquore è invece più legato alla radice "liquida" del termine.

I "liquori", dal punto di vista strettamente chimico, non sono molti; quelli che ho potuto recuperare sono i seguenti:

- "Liquor fumante di Cadet".  E' ossido di cacodile, la prima sostanza metallorganica. Si ottiene scaldando un acetato alcalino con anidride arseniosa. Naturalmente è tremendamente puzzolente e velenoso, di formula (CH₃)₂=As-O-As=(CH₃)₂
Affascinante! Amo questi composti forti, gotici come la nebbia e i fanali a gaz della Londra che fu

- "Liquor anodino minerale dell'Hofmann": l'abbiamo già incontrato nella precedente sfilata degli spiriti e si è intrufolato anche qui: si tratta di etere, più o meno mescolato con alcol

- "Liquor di sal di tartaro"; si pensa immediatamente al tartrato acido di potassio. Niente da fare, si trattava invece di una soluzione di carbonato di potassio. (Anche perchè il tartrato è pochissimo solubile!)

- "Liquor di selce". Ma come è possibile pensare di fare una soluzione di biossido di silicio? Semplice: lo si trasforma in silicato di potassio...

- "Liquor fumante di arsenico". L'abbiamo appena visto sopra. Dal suo modo di preparazione era detto anche "acetito" di arsenico!

- "Liquor fumante di Boyle"; beh, ho difficoltà a spiegarmi l'aggettivo. Era il solfuro di ammonio. Spero in un suggerimento.

- "Liquor pellegrini". A cosa servisse 'sto pellegrino non ne ho la più pallida idea, dato che con questo nome si intendeva una soluzione di acido solforico e cloruro di antimonio

- "Liquor salino volatile"... sic et simpliciter: acetato d'ammonio (forse il dottor Menderero era ancora studente...).

- "Liquor vomico eterno". Un nome così ci fa ripiombare alla grande nel pieno periodo degli atanor! Tuttavia il termine è sopravvissuto anche fino al periodo illuminista per indicare il re degli elementi alchemici: il mercurio

- "Liquor arsenicale". Adesso ci si tiene bene alla larga... ma una volta il feeling tra la medicina e l'arsenito di potassio (e l'elemento 33 in generale) era assi più stretto... con i risultati che possiamo facilmente immaginare!

- "Liquor saturato della parte colorante dell'azzurro di Berlino": dalla lunghezza del nome sembra il titolo di un film della Wertmuller. Ci si può immaginare un liquido blù, e invece è appena appena giallino: si tratta di una soluzione di ferrocianuro di potassio

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Anche se gli alchimisti son finiti da tempo, ancora ai primi dell'ottocento sopravvivono spiriti e liquori... e non solo: resiste pure la "terra muriatica di Kirwan" (MgCO₃), l' "aria pezzente" (H₂S!), eccetera...

Ma ancora per poco, pochissimo: la chimica, quella vera, ha già bussato alla porta, prepotentemente.
Spiriti, liquori, terre, arie, nomi fantasiosi... addio per sempre!

E la scena sfuma... giù il sipario, non pensiamoci più e tornimo ai giorni nostri!

Uno spiraglio nella campana

Voglio battere il ferro finchè è caldo.

Chi ha seguito fin qui la faccenda della produzione storica dell'acido solforico, ha visto che ho voluto sottolineare con forza come non mi convincesse affatto la semplice combustione dello zolfo come origine di anidride solforica in quantità tali da poter essere sfruttata industrialmente.
E sicuramente non ero il solo ad avere questa convinzione.
Infatti se bruciamo zolfo all'aria, anche con l'ausilio di ossidanti, si sviluppa in prevalenza anidride solforosa, con la SO3 che rimane in grandissimo subordine.
Ho constatato ciò in una infinità di passate esperienze ed è facilissimo verificare.
D'altro canto c'è l'evidenza storica: l'acido solforico si produceva NEL MODO DETTO... alla faccia di tutte le nostre convinzioni!

Allora dov'è la novità? Per il caso che ho lasciato aperto alla fine del post precedente si può ipotizzarne una soluzione ragionevole? Ora sono del tutto convinto di sì!

Mi permetto di riportare il riassunto di un paio di interessanti conversazioni che ho avuto con una persona che gode della mia massima stima e fiducia.

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Ecco in sostanza quanto l'amico Franc mi dice:

- Nelle ordinarie combustioni di sostanze in cui è presente lo zolfo, il rapporto SO₃/SO₂ si mantiene circa pari all'1% in volume. Tale valore può aumentare fino a 10 volte in presenza di catalizzatori metallici o agenti ossidanti, ma può anche diminuire dello stesso fattore se l'ossigeno non è costantemente in eccesso perchè la gran parte va a formare primariamente solo SO₂.
Se si tenta di bruciare il solo S in solo O₂, niente SO₃ sarà prodotta, perchè, una volta prodotta la SO₂, la T che si raggiunge nell'ulteriore ossidazione è troppo elevata e spinge l'equilibrio verso sinistra:

2 SO₂ + O₂ --> 2 SO₃ + calore

è per quello che nei processi industriali (fin dalle vecchie camere a Pb) si usa l'aria, così gran parte del calore va a scaldare l'azoto; i grandi volumi d'aria facilitano il controllo della T fungendo da volano termico, quindi sui piccoli volumi casalinghi l'operazione è più difficile.
Ma anche a T relativamente basse, il sistema SO₂ + O₂ si mantiene cineticamente stabile pur in presenza di NOx o altri ossidanti se l'ambiente è secco.
Guarda caso, nell'industria si alimenta il sistema con tanta aria molto umida.
Ciò significa che l'acqua non serve solo a trasformare SO₃ in H₂SO₄, ma è al pari degli NO_x, un forte catalizzatore per l'ossidazione della SO₂ ad SO₃ da parte dell'O₂.
Una resa decente in SO₃ si ha solo mantenendo il sistema gassoso vicino ad una specifica T di compromesso che concili le opposte necessità cinetiche e di spontaneità della reazione.
L'utilità della parte di NaNO₃, sta a mio avviso nella reazione di decomposizione che lo coivolge:

2 NaNO₃ --> 2 NaNO₂ + O₂

2 NaNO₂ --> Na₂O + NO₂ + NO

con gli NO_x che agiscono da catalizzatori per la conversione della SO₂.
Senza questi, l'O₂ dell'aria avrebbe probabilmente bisogno di giorni per essere efficace.
Se a dispetto di ciò che riportano gli avi, nella pratica amatoriale sembra non si riesca ad ottenere neanche una traccia di H₂SO₄ col semplice sistema descritto, probabilmente la colpa è il mancato controllo delle adatte condizioni (temperatura, tempo, umidità) all'interno della (piccolissima) "campana".

Nella nostra storica produzione, dopo qualche tempo (?) e qualche carica (?), nel sistema gassoso si realizzerebbe sicuramente l'equilibrio SO₂/NO_x/vap. H₂O ad una T sostanzialmente intermedia a quella di ebollizione dell'acqua e di combustione della carica (che genera solo SO₂); allora il problema è legato ad un'attesa più o meno lunga (che dipende proprio da quanto è alta la T intermedia).
Ammettendo che sia vero quanto sopra, non è difficile credere che si possa arrivare ad ottenere dell' H₂SO₄ anche con un sistema rudimentale, tipo quello che hai descritto nel tuo articolo-

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Visto ora così, il suggerimento SEMBRA banale, ma Franc è stato il primo a proporlo nel suo insieme in maniera ben articolata, ed è giusto dare a Cesare quel ch'è di Cesare.
Ragionandoci su, sono giunto alla conclusione che il meccanismo di reazioni che avvenivano nella "campana" (intesa come grande camera di reazione) sia effettivamente corretto come suggeritomi, almeno in linea di principio.
Il catalizzatore mancante, quello delle future camere a piombo (NO_x), in realtà c'era anche nella campana... bastava cercarlo!

Caso risolto quindi? Per quanto mi riguarda, e fino a prova contraria, direi di sì.
Ora, più rilassato, posso finalmente andarmene nel solito vecchio teatrino in cerca dei "liquori"...

La copiosa Repubblica degli Acidi...

Già che siamo in tema strorico, che è inverno, che il lab è inagibile... prendo al volo la palla lanciata da Marco riguardo "l'olio vitriolico" (ved. commento al post precedente), riportando integralmente la fabbricazione dell'acido solforico come avveniva realmente ai primi dell'ottocento, secondo la suggestiva descrizione che ne fa Felice Ambrosioni nel 1823.
Ho pertanto seguito il consiglio e riesumato il prezioso "Manuale per i Droghieri" del farmacista pavese, del quale ogni tanto mi servo.

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ACIDO SOLFORICO

La copiosa Repubblica degli Acidi non ne ha uno che stia di fronte all'acido solforico tanto pei lavori e le ricerche dedicate al medesimo da quasi tutti i Chimici, quanto per gli usi numerosi ai quali viene destinato nelle officine e nelle arti.
La scoperta si fa rimontare al quinto decimo secolo da Basilio Valentino, il quale lo chiamò olio di vetriolo perchè lo ottenne la prima volta dalla distillazione del solfato di ferro, ossia vetriolo verde del commercio.
Le fatiche dei curiosi della natura ebbero in appresso un esito più felice perchè si trovò un altro metodo per ottenerlo più in grande e con spesa minore, metodo che venne perfezionato dall'instancabile ed illustre chimico francese Chaptal.
A Marsiglia, a Lione, ad Orleans, ed in varie altre parti della Francia vi sono fabbriche di olio di vetriolo; in Italia ne conosciamo due reputatissime, una in Milano eretta molti anni sono dal Sig. Michele Folcioni, l'altra a Torino di più recente data presso li Sigg. Sclopis e Garignani. Anche la Germania e l'Olanda hanno i suoi fabbricatori.

Il metodo comune per ottenerlo è il seguente.
Entro stanze più o meno grandi composte di tante lamine di piombo saldate le une con le altre, ed isolate e sospese ad una apposita armatura, si pone un miscuglio di otto parti di solfo ed una di nitro sopra una padella di ferro fuso, la quale poggia sopra un fornello che traversa il fondo della stanza, senza che la sua gola abbia comunicazione con la medesima.
Si copre quindi il pavimento di acqua e si accende gradatamente il fuoco nel fornello.
Presto lo solfo abbrucia, empie la stanza di vapore che viene di mano in mano assorbito dall'acqua.
Finita la combustione si leva la padella, e se ne aggiunge un'altra contenente la stessa dose di solfo e nitro, quindi si rimette il fuoco.
Queste combustioni si fanno ripetutamente non senza rinnovare ogni volta la corrente d'aria necessaria alla combustione del solfo, sino a tanto che il liquido segni 40 gradi circa sull'aerometro di Baumè.
L'acido che si è ottenuto in questo modo non è di quel grado di concentrazione che vuolsi dal commercio, ed è molto impuro, pertanto si concentra e si depura passabilmente trasportandolo in caldaje di piombo dove si fa riscaldare fino a tanto che la sua concentrazione sia portata alli 55 gradi dell'indicato aerometro, quindi si introduce in storte di vetro lutate, o di gres, ed in fornelli adattati si passa alla distillazione di una nuova quantità d'acqua di acido solforoso e di acido nitrico.
Questa nuova operazione dura fino a tanto che l'acido si concentri da segnare i gradi 66; in allora si leva dalle storte e si ripone in damigiane di vetro bianco o nero, e di varia grandezza.
L'olio di vetriolo del commercio non è mai perfettamente puro, per le arti però è abbastanza adattato; i Chimici per alcune operazioni delicate lo distillano ad una temperatura assai elevata.

Si conosce nel commercio un'altra qualità di acido solforico che si denomina olio di vetriolo fumante, perchè nel versarlo da un vaso all'altro tramanda un leggiere fumo.
Questi è l'acido che si ottiene dalla distillazione del vetriolo verde, generalmente ha un colore oscuro, è molto più concentrato dell'ordinario, ed esala qualche vapore in dipendenza di alcune porzioni di acido solforoso che contiene.
L'acido solforico che abbiamo dalle fabbriche delli Signori Scolpis e Garignani, e dal Sig. Folcioni è un liquido bianco trasparente, inodoro e di una consistenza oleosa; quello di Francia, che ci perviene in damigiane di vetro nero del peso di libb. 300 circa cadauna, per l'ordinario è un po' colorito, ma per il resto è identico agli altri due.
Fatta astrazione all'acqua che lo tiene in istato liquido è composto da 100 parti di solfo e 98 di ossigeno; allorchè ha la concentrazione di 66 gradi pesa il doppio dell'acqua.

E' uno dei caustici più violenti, la sua azione pertanto sulle sostanze animali e vegetabili è pronta, distrugge il loro organismo, e qualche volta gli fa cambiar natura; due parti di quest'acido e una di acqua insieme unite elevano la temperatura al di là dei cento gradi.
Numerosissimi sono gli usi dell'acido solforico.
L'orefice, ed il lavoratore del rame lo adoperano per pulire la superficie dei metalli, il confettore per gonfiare le pelli nella concia, il tintore per disciogliere l'endaco, il veterinario per cauterizzare le piaghe gangrenose, finalmente gli speziali lo destinano ad usi innumerevoli.
La sua vendita non pare compresa in alcun divisamento Governativo, quindi è libera.

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Così parlò l'Ambrosioni, facedondoci rimanere, come previsto, al punto di partenza!

Sto cominciando a convincermi, seppur con enorme fatica e visto che non ho trovato nessuno che smentisca l'evidenza storica dei fatti, che bruciando "solfo" ne risulti "per forza" anche una non trascurabile quantità di anidride solforica.

L'aggiunta di acido nitrico citata nel testo (il quale potrebbe esser preso come "l'ossidante mancante") avviene come si è visto solo nella seconda fase della preparazione, quando il nostro H₂SO₄ aveva già la notevole concentrazione di 55 gradi Beaumè.
Il caso resta quindi più aperto che mai.

A proposito dello "spirito per campana"

Guardando i commenti al post precedente, la nota di Marco riguardo lo "Spirito di zolfo per campana" (analogo suggerimento mi è venuto anche dall'amico Simone) mi ha fatto dare un'occhiata per curiosità anche alla Treccani, uno dei pochi simboli italici di affidabilità.
(Se gli albioni hanno la "Encyclopædia Britannica"... noi abbiamo la Treccani!)

Bene; riporto per intero un brano riguardo l'acido solforico, che ha a che fare con il discorso in oggetto.

- "...Nel 1613 l'italiano Angelo Sala preparava acido solforico bruciando zolfo con eccesso d'aria entro vasi umidi.
I parigini N. Lemery e N. Léfèbre aggiunsero allo zolfo il salnitro.
Nel 1740 Ward impiantò a Richmond presso Londra la prima fabbrica di acido solforico.
Egli usava vasi di vetro di circa 300 litri, muniti di tubi orizzontali e disposti su un bagno di sabbia. Dopo avere messo un poco d'acqua in fondo ai vasi, collocava dentro i tubi una capsula di ferro scaldata al rosso, contenente 8 parti di zolfo e 1 di salnitro; chiudeva poi il tubo con un tappo di legno e, a combustione finita, ripeteva l'operazione fino a ottenere un acido, che concentrava in storte di vetro. Con questo processo, detto della campana, il prezzo dell'acido scese da 2 sterline a 2 scellini la libbra...".

Perfetto, non c'è dubbio che ci sono sia le "campane" che il relativo "spirito", cioè l'acido solforoso citato precedentemente.
Però effettivamente c'è anche la cosa più importante, quella che mi lasciava (e mi lascia tutt'ora) perplesso... ovvero l'acido solforico!
E' pacifico che ossidando lo zolfo si forma anche un po' di anidride solforica SO₃, ma quanta sarà stata, senza nessun catalizzatore? Che concentrazione avrà avuto quell'acido?
Che infimo rendimento avrà avuto quel processo rispetto allo zolfo bruciato?

Ma Treccani o non Treccani, è un fatto che l'H₂SO₄ si producesse anche così, oltre che a Nordhausen col FeSO₄... quindi?

Mi manca un dato banale ma fondamentale, che cercherò di appurare: in che rapporto avvengono queste due reazioni senza catalizzatori?

S + O₂ --> SO₂
2 S + 3 O₂ --> 2 SO₃

Quando saprò la risposta, aggiornerò e sarò più contento!

Spiriti chimici...

Qualche volta si sa che mi piace paragonare le sostanze che faccio interagire nel mio gioco chimico a degli attori che recitano una commedia.
Infatti i reagenti io li vedo come dei personaggi: ognuno con la sua parte, il suo costume, la sua personalità... dove per parte intendo l'azione chimica, per costume il colore e l'odore, per personalità la reattività, ecc.

Aspettando la calda stagione, mi sono divertito a sfogliare antichi tomi in e-book (ne cito solo un paio: Lemery e Lavoisier) e ad estrarne gli "spiriti" e i "liquori".
Oggi i miei attempati attori li prendo tutti dalla vecchia commedia dell'arte, e non li faccio nemmeno recitare ma li metto solo in fila per farsi ricordare, magari con un brevissimo commento.
I personaggi sono sei-sette-ottocenteschi, ovvero facenti parte di quel periodo dei lumi che inizia a lasciarsi alle spalle l'alchimia-magia per volgersi alla serietà della chimica moderna.

Una parola per definire ciò di cui parliamo: per "spirito" si intendeva qualunque prodotto volatile ottenuto dalla distillazione delle sostanze. Per semplicità non entro in merito a ulteriori sottoclassificazioni.

Li faccio sfilare sul palco alla rinfusa, così come escono dal camerino.

Avanti dunque SPIRITI, forza che siete in tanti!

- Lo "spirito" più classico è l'etanolo, non ci piove. Ricordo che (almeno nella mia zona) questo nome è sopravvissuto intatto addirittura fino ai nostri anni '60! 

- Lo "spirito di legno" non può essere che il metanolo, scoperto da Boyle dalla distillazione del legno

- E lo "spirito di Venere"? Era uno dei nomi dell'acido acetico (che c'entri l'acidità di qualche antica femmina?)

- Lo "spirito piroacetico" è ancora l'acido acetico, sempre ottenuto dalla distillazione secca (piro) del legno, a volte suggestivamente chiamato anche "spirito di fuliggine"...

- Lo "spirito di sal marino" come si può ben sospettare era l'acido cloridrico, con le opportune varianti: "spirito di sal fumante" (acido cloridrico concentrato) e "spirito di sal dolce" acido cloridrico diluito con etanolo

- Lo "spirito silvestre" indicava il gas anidride carbonica; c'erano anche qui dei sinonimi: "spirito elastico" (gas, è!) e "spirito letale". Beh, pensavo peggio, ma effettivamente la povera anidride carbonica non permette la respirazione

- E lo "spirito fumante di Libavius"? Ah, questo sì che mi piace e lo eleggo a mio preferito del giorno. E' il tetracloruro di stagno, idrolizzantesi all'aria in bianchi e densi fumi

- Volete lo "spirito di sale d'orina"? Forse non sarà stato proprio puro, ma... era il    carbonato di ammonio. Ci sono altri sinonimi: "spirito volatile di corno di cervo", e addirittura "spirito volatile di vipera"! Li lascio tutti senza rammarico

- Per stare in tema, lo "spirito d'alcali volatile" è facile a intuirsi: ammoniaca gassosa

- Lo "spirito di sal ammoniaco" era la soluzione di ammoniaca, detta anche "spirito volatile d’Inghilterra"

- Andiamo sul difficile: lo "spirito anodino minerale dell’Hoffmann"? Nessuno l'avrebbe mai potuto indovinare: si trattava di una soluzione di CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ e alcol: etere insomma!

- Bello questo: "spirito di Calcanto"! Si presta ad una deduzione. Una volta l'acido solforico si otteneva dalla distillazione secca del solfato di ferro... ora la calcantite è un solfato (di rame)... che lo spirito di Calcanto sia acido solforico? Giusto!

- E lo "spirito di nitro"? Troppo facile: acido nitrico, ottenuto dal nitro del Chilì (nitrato di sodio). Naturalmente c'era lo "spirito di nitro dolce" (una miscela di acido nitrico e alcol e lo "spirito di nitro fumante" che ormai è banale indovinare, trattandosi di acido nitrico molto concentrato (fumante e giallo per ossidi d'azoto)

- il più classico di tutti: lo "spirito di vitriuolo" non può che essere l'acido solforico, ottenuto dalla distillazione secca del vitriuolo di ferro (solfato di ferro che, ricordiamo, contiene 7 molecole di acqua di cristallizzazione!)

- E lo "spirito di zolfo per campana"? Cosa c'entrino le campane non ne ho idea... comunque si trattava di acido solforoso

- Rimane lo "spirito di Menderero", visto che c'è anche lui. Cos'era? Semplicemente un sale che un tal sconosciutissimo medico Menderero prescriveva ai suoi pazienti: acetato d’ammonio... bah, se non altro tanto male non faceva!

Finiamo in gloria con il botanico-medico-scienziato Boerhaave: costui chiamava "Spirito Rettore" il principio che dava l'odore a tutte le sostanze. Direi che ci può stare anche questo spirito in mezzo ai miei attori; anzi lo metto proprio per ultimo per dargli l'evidenza che si merita, dato che è ancora più "spirituale" degli altri.

La prossima volta parlerò dei "liquori". Ma niente roba da bere...

Una "analisi" per vie molto traverse...

Capita talvolta di giungere al risultato di un problema non per la via più diretta ma seguendo ragionamenti indiretti e magari macchinosi, che alla fine forniscono però il risultato cercato.
A volte questo metodo è l'unico disponibile, a volte lo si segue "per sfizio", come è capitato a me per  questa estemporanea "analisi" che vado a dire.
Come si vedrà, il metodo è talmente indiretto che sembra proprio tirato per i capelli.
 
Tutto è nato da... una cassetta di deliziosissima uva Regina di Puglia presa al mercato alla fine della scorsa estate.
Grani grossi e durissimi, un po' moscata, dolce come il miele, insomma un babbbà!

L'insieme dei grappoloni (giganteschi) era circondato da un nastro di plastica trasparente; cosa succede tirando via il nastro?
Mi viene l'insano proposito di definire il tipo di plastica con un metodo che ricorda da vicino il giro dell'oca!
Sì, assaggiando l'uva mi è venuto proprio questo proposito... vedete un po' con chi avete a che fare.
 
Ho ragionato così: se con quel nastro di plastica costruisco un CONDENSATORE e ne riesco a misurare abbastanza precisamente la capacità, conoscendo la superficie delle armature e lo spessore della plastica stessa posso risalire alla costante dielettrica... e da questa al materiale!
Detto fatto.
 
Con un calibro centesimale ho misurato lo spessore del foglio: 18 centesimi di mm.
Con la pellicola di alluminio presa in cucina ho ritagliato due striscie da 48x11 cm (528 cmq)
Ho sovrapposto bene in maniera alternata i due ritagli di alluminio a due striscie leggermente più grandi di plastica ex uva ed ho avvolto il tutto strettamente, mettendo i due reofori di uscita, uno per armatura.

Ecco fatto un bel condensatore per alta tensione, di capacità seguente: 
 
C = ε S/d , dove C è la capacità in pF, S la superficie delle armature in cmq, d la distanza in mm ed ε la costante dielettrica.
 
Se il dielettrico fosse aria (ε=1) la capacità sarebbe di 2933 pF; per essere più precisi arrotondiamo ad un 1% in meno, stimando un non perfetto affacciamento delle armature tra di loro ed un non perfetto arrotolamento. Viene cosi una capacità più realistica di 2904 pF.
Andiamo ora a misurare quella effettiva, dato che il dielettrico non è aria.
 
Questo è un po' più complicato (ho detto che è come il giro dell'oca!), e presuppone un oscilloscopio, un generatore di alta frequenza ed una induttanza di valore noto.
Avendo naturalmente tutte e tre le cose (altrimenti che ci sto a fare con tutto questo discorso?) ho collegato in parallelo all'induttanza nota il condensatore ignoto formando il classico circuito LC parallelo.

Il circuito LC parallelo ha una sua precisa frequenza di risonanza; accoppiando con un piccolo link questo circuito all'oscilloscopio ed al generatore, con la sintonia di quest'ultimo ho cercato la frequenza di risonanza (all'oscilloscopio si vede una sinusoide che improvvisamente aumenta molto di ampiezza).

La frequenza di risonanza è stata trovata a 118 KHz, su una induttanza nota di 165 μH.
Siamo a cavallo, basta una formuletta!
 
C = 10¹²/4π²Lf²
 
dove C è la capacità in pF, L l'induttanza in μH ed f la frequenza in KHz.
Sostituendo i valori viene una capacità di 11025 pF.
 
Abbiamo visto che se il dielettrico fosse aria la capacità sarebbe 2904 pF, e che quella misurata col dielettrico ex uva è di 11025 pF: basta fare il rapporto e ci siamo!
11025/2904=3,80
 
Calcolato che 3,80 è la costante dielettrica del nostro foglio di plastica, basterà controllare una tabella delle costanti... et voila! 
Andiamo a prendere il Radio Handbook, che sentenzia: 3,2-3,9 per l'acetato di cellulosa... alleluja, proprio nel range!
 
Il foglio (lo sapevo anche prima ma ho voluto giocare un po') è volgarissimo acetato, come quello per i lucidi di scuola.
Ora avete capito perchè ho titolato una "analisi" per vie MOLTO traverse"?

Ancora qualcosa sul Tulio