Creato da paoloalbert il 20/12/2009

CHIMICA sperimentale

Esperienze in home-lab: considerazioni di chimica sperimentale e altro

 

 

Test di ramatura

Post n°304 pubblicato il 16 Gennaio 2015 da paoloalbert

In lab fa un freddo cane, come tutti gli inverni, ma qualcosa di vagamente chimico bisogna pur fare ogni tanto, altrimenti sembra un lab abbandonato!
Chiaro che le sintesi sono OFF, proviamo quindi qualcosa di semplice nel locale (adibito alla radio/elettronica) che posso provvisoriamente riscaldare.

Chi, giocando con i primissimi rudimenti della chimica, non ha mai provato a ramare un pezzo di ferro?
Ad ogni piccolo chimico, per quanto sprovveduto, sarà capitato di immergere un chiodo in una soluzione di solfato di rame e di aver visto che il ferro si ricopre immediatamente di una patina rossa di rame.
Che bello! dice subito... ma poi scopre che basta un colpo di dito e la patina di rame che sembrava aderente vien via praticamente tutta, lasciando sul dito un segnaccio nero e il chiodo grigio come prima.
Chimicamente succede che il ferro, metallo meno nobile, si ossida e passa in soluzione come FeSO4 e il CuSO4 si riduce e si attacca come metallo al supporto in ferro.
Tutta colpa, o merito, della posizione reciproca dei due elementi nella serie elettrochimica (basta dare un'occhiata in rete su questo tema e si scoprirà anche il significato di "nobiltà" dei metalli).
E i giocolieri chimici, dopo aver osservato questo fenomeno, hanno puntualmente constatato che la ramatura fatta in tal modo è del tutto insoddisfacente.
Per ramare più seriamente, assicurando un deposito durevole e con perfetta aderenza, serve la ramatura galvanica, o galvanostegia.

Ma fatta in quali condizioni? Ho provato a fare qualche esperimento, cercando sul Turco della Hoepli alla voce "Ramatura - Bagni al solfato".
(Il Turco della Hoepli, ovvero il "Nuovissimo ricettario chimico", è un librone di 1800 pagine di ricette industriali di ogni tipo, per lo più d'epoca ma anche abbastanza recenti; in pratica è una miniera da esplorare. L'avevo comprato in tempi migliori, assieme ai sette volumi del Villavecchia... meno male che l'avevo fatto, sono davvero libri cult!).

Il librone mi dice di provare con una soluzione di 200/250 g/l di CuSO4, acidificando con H2SO4 per circa 50 g/l, a temperatura di 20-50° e con una densità di corrente di 2-5 A/dm2 senza agitazione, mentre con forte agitazione si può salire a 5-15 A/dm2.

Ho preparato la soluzione "galvanostegica" e scaldato a circa 40° e poi ho pulito per bene, molto per bene (o almeno CREDEVO di averlo fatto) con spazzola di acciaio e HCl un tondino di ferro, del quale ho calcolato la superficie, 24 cm2.
Come alimentatore ho usato quello che avevo costruito appositamente per usi elettrolitici, del quale posso regolare a piacimento la corrente.
Per evitare che il ferro si rami chimicamente, ho alimentato gli elettrodi (anodo una piastrina di rame, catodo il tondino di ferro) e POI ho immerso quest'ultimo nella soluzione, mantenendo una corrente di circa 4 A/dm2, sotto buona agitazione.

ramatura


Il tondino si è ramato magnificamente in pochi minuti e la pellicola sembrava bella consistente.
Provando a graffiarla con un taglierino, ho visto che era veramente una laminetta formata, ma che una volta tagliata lungo una direttrice si sfilava dal tondino.
Insomma, una aderenza del cavolo!
Ecco la laminetta staccata, e mi son preso pure la briga di misurarla: in poco tempo era già cresciuta a 2,5 centesimi di spessore.

spessore rame


Delusione totale! Dove sta il problema?
Il problema sta in gran parte nella pulizia del supporto, che deve essere assolutamente perfetta.
Vogliamo ricorrere a metodi sbrigativi? Qui si tratta solo di un test, quindi mano alla lima e alla carta vetrata!
La seconda volta ho veramente messo a vivo il ferro, risciacquandolo e immergendolo immediatamente nella soluzione con le modalità dette prima.
All'inizio ho anche dato una robusta botta di corrente, circa 15 A/dm2, per prevenire per quanto possibile la labile deposizione chimica.
Dopo pochi minuti la ramatura sembrava come la precedente, ma stavolta il rivestimento NON si staccava dal supporto. Molto bene!
Su questo rame depositato si potrebbe fare anche una brasatura a stagno, per esempio per saldarci un filo, senza tema che si stacchi.

tondino ramato


Conclusione:
a parte la galvanostegia industriale, che ha tutte le sue accortezze appunto "industriali", per fare una degna ramatura casalinga del ferro ho verificato che servono:

- una pulizia PERFETTA del pezzo (la cosa in assoluto più importante)

- una corrente iniziale molto forte (sempre riferita in A/dm2), con decisa agitazione; poi, avvenuta la prima deposizione bene aggrappata, si può diminuire

- la giusta temperatura e composizione del bagno, ma questi sono elementi meno critici.
Ho detto qualcosa di nuovo? Assolutamente no... ma mi piace verificare di persona.

Sempre il buon Turco, mi suggerisce ora di provare una ramatura chimica di un altro metallo usando un metodo e soprattutto un sale inedito che mi stuzzica: prima o poi voglio provare!

 
 
 

Forte e chiaro Samantha!

Post n°303 pubblicato il 09 Gennaio 2015 da paoloalbert

Dopo la strenna di Natale, cioè l'avvistamento ad occhio nudo della stazione spaziale ISS di cui ho accennato l'altra volta, oggi altro piccolo regalino da parte della nostra eccezionale Samantha Cristoforetti.
Alle 11:14 di questa mattina 9 gennaio tre scuole romane (Scuola Santa Teresa del Bambino Gesù, Istituto Salesiano Villa Sora, Scuola Pontificia Pio IX) avevano uno sked via radio su frequenza radioamatoriale con la stazione, dalla quale l'astronauta italiana avrebbe brevemente colloquiato con gli alunni.

Non volevo mancare a questo appuntamento d'ascolto, in verità facilissimo ma sempre estremamente entusiasmante dato il tipo di evento; collegare, anche solo in ricezione, chi ti sta in orbita sopra la testa non capita tutti i giorni.
La frequenza downlink (dallo spazio verso la terra) è in questo caso 145,800 MHz in FM ed il nominativo della stazione, come fosse italiana, è IR0ISS.
Il moto orbitale è molto veloce e trovandosi la stazione a soli 400 Km di altezza il tempo della permanenza entro l'orizzonte utile per la ricezione a portata ottica in VHF è molto breve, una decina di minuti al massimo.

Ho acceso il ricevitore alle 11:05, aspettando il satellite che sarebbe arrivato da NW e tramontato a SE, con un'ottima altezza zenitale, quindi con perfette probabilità di sentirlo.
Alle 11:10 il primo segnale, debole e strappato... arriva, buon segno!

Col passare dei minuti la voce di Samantha, semplice e disponibile come sempre, diventa chiarissima, per chi sta a terra una vera telefonata!
Essendo il collegamento in FM a banda abbastanza larga l'effetto doppler non disturba minimamente e non c'è bisogno di ritoccare la sintonia, in un senso in avvicinamento e nell'altro quando si allontana.
Dopo i pochi passaggi veloci in risposta alle domande di qualche ragazzo fortunato i minuti volano via, come quell'aggeggio spaziale che in un attimo vede già la Grecia ed il suo segnale sempre più debole sparisce sotto l'orizzonte.

 

frequenza downlink iss


Alle 11:20 tutto si chiude ed al ricevitore arriva solo il fruscio
.

Grazie ancora una volta Sam, e alla prossima!

 
 
 

Intervallo

Post n°302 pubblicato il 08 Gennaio 2015 da paoloalbert

 

A fra poco...

 
 
 

Buon 2015... col vischio!

Post n°301 pubblicato il 31 Dicembre 2014 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

L'ultima bellissima quercia che ho visto "invischiata" come un addobbo natalizio (simile all'albero qui sotto raffigurato) l'ho trovata tanti anni fa nella foresta a nord ovest del paesello di Lungro, in Calabria.
Lungro tranquilla, col suo monumentino a Giorgio Castriota, detto Scanderbeg (ci sarà ancora il pope laggiù? Si continuerà a parlare la lingua alto-albanese? E cosa ci facevo in quella foresta sperduta? Siccome ha a che fare vagamente con la chimica, magari ne parlerò...).

 

Vischio 2015


Quando mio nonno era giovane il vischio era usato, in una terra di cacciatori come la mia montagna, per impaniare gli uccelletti, che allora si cacciavano non per mero esercizio venatorio ma solo per aggiungere qualche proteina alla tavola della domenica.
In ogni caso le piante di vischio sono sempre state rare nei boschi della mia zona, tant'è che adesso sono del tutto scomparse e addirittura negli ultimi decenni non le ho mai incontrate nelle mie passeggiate.

Il vischio è una pianta dalle bacche assai velenose per la presenza, assieme ad una miriade di altri componenti, di due sostanze citotossiche complesse: le glicoproteine Lectine e i polipeptidi Viscotossine.
Le Lectine sono basate su una struttura a 264 aminoacidi, per un peso molecolare medio di circa 60.000; meno complesse (si fa per dire) le Viscotossine, che con una catena di "solo" 46 aminoacidi hanno un p.m. di circa 5.000-
E' interessante notare che le viscotossine sono strettamente correlate con il gruppo di cardiotossine presenti nel veleno dei cobra! Fatte le debite proporzioni...

Nella medicina tradizionale il vischio era usato per le sue proprietà ipotensive, sedative e cardiaco-depressive, mentre oggi ci sono studi clinici orientati al suo possibile impiego per alcune terapie antitumorali, dal momento che l'attività citotossica dei due componenti principali è ben documentata.
Le altre sostanze contenute in questa pianta sono flavanoidi, flavanoni, flavoni, terpenoidi, lignani, fenilpropanoidi e polisaccaridi, dei quali ometto evidentemente formule e quant'altro.
Per queste quattro notiziole che ho ristretto il più possibile mi sono basato sul bel libro "Herbal Medicines", di J.Barnes, L.Anderson e D.Phillipson (Pharmaceutical Press, Londra 2007).

Perchè ho parlato del vischio? Per augurare a tutti

        B U O N   D U E M I L A Q U I N D I C I  !!!

 
 
 

Buon Natale Samantha...

Post n°300 pubblicato il 25 Dicembre 2014 da paoloalbert

... e grazie dell'ultima bella visibilità del 2014.

Oggi, giorno di Natale, ti ho vista benissimo a -3.2 di magnitudine!
Non è che ti ho prorio vista di persona, cara Samantha Cristoforetti, ma alle cinque e mezza la tua ISS brillava come una stella di primissima grandezza e dietro quegli enormi pannelli fotovoltaici riflettenti mi immagino che tu fossi lì a guardar giù.
Più o meno come quel vecchio con la barba che una volta all'anno cavalca il cielo con la slitta con le renne (ma quello mai che si sia fatto vedere una volta!).

ISS


Per chi volesse replicare questa esperienza consiglio questo link, che porta ad un sito tedesco dedicato alla ISS fatto meravigliosamente bene.
In Observation si può inserire la propria località ed avere gli orari dei passaggi visibili, naturalmente tutti al tramonto, per ogni decina di giorni e con i dati utili per l'osservazione (azimut, zenith, minuti, magnitudine).
L'altezza della stazione è di circa 410 Km, la velocità circa 27000 Km/h e la magnitudine varia da circa -3,5 a -0,5 a seconda dell'orbita.

In Home del sito si può seguire l'orbita in tempo reale, con lo sfondo di Google Map che localizza perfettamente la posizione e quindi ciò che gli astronauti vedono in quel momento guardando "in basso" fuori dal finestrino.
Nel momento in cui scrivo Samantha è in pieno oceano, su Kiribati; ma fra un attimo, quando avrò finito, sarà già su Terranova, o chissà mai dove... e avanti così, come una fantastica giostra intorno al mondo.

Ecco un altro bel regalino di Natale a costo zero che mi son trovato quest'anno, avendo la testa, come spesso mi accade, fra le nuvole.

 
 
 

Buon Natale!

Post n°299 pubblicato il 22 Dicembre 2014 da paoloalbert

Aurora australis


Che si realizzi un Natale sublime come questo capolavoro della natura.

 
 
 

Sal di Spello

Post n°298 pubblicato il 17 Dicembre 2014 da paoloalbert

Salnitro nuovo e salnitro vecchio... ho parlato anche troppo di salnitro e quindi voglio concludere questa saga che sta andando troppo per le lunghe.
Mettiamo dunque che il discorso finisca al termine di queste poco impegnative riflessioni, e poi non se ne parlerà più.

Mi sono fatto in novembre un bel giretto in terra umbra, in occasione di quella bella iniziativa che si chiama "Frantoi aperti".
Frantoi aperti è un esempio di una di quelle numerose iniziative che convengono a tutti: alle piccole aziende perchè si fanno conoscere e vendono il loro prodotto, ai Comuni (magari pressochè sconosciuti) nei quali le aziende insistono e che vedono incrementato il loro turismo, e finalmente ai visitatori che godono per questa conoscenza che viene offerta in condizioni favorevoli.
A Gualdo Cattaneo, fra la visita di un "castello" e l'altro ho assaggiato (e apprezzato!) quel clorofillissimo olio locale, verde come un prato e fruttato come un quadro di Arcimboldo.
Poi a mangiare in quella deliziosa cittadina di Spello, in una rusticissima taverna aperta in occasione della festa di paese, allegra e deliziosa pure quella.
Meravigliosa Italia, da tanti punti di vista non temi rivali (e lasciatelo dire da uno ferocemente critico nella fallimentare gestione di questo splendido Paese, che il cancro burocrazia sta inesorabilmente ammazzando).

Qualcuno in quella rusticissima taverna di cui dicevo, deve avermi preso per matto perchè mi son messo, devo dire il più discretamente possibile, a grattare il muro accanto al mio tavolaccio perchè vi pendevano, piccole ma invitanti, nientemeno che delle barbette di quello che la gente chiama "salnitro", e che a me fan venire la smania dell'analisi chimica.
Ho detto grattare per modo di dire, perchè la quantità e gli aghetti erano talmente fini che è bastato un delicatissimo sfioramento per farli finire in una cartina appositamente ripiegata.
A proposito di cartine, ho imparato da giovane a ripiegarle in modo professionale per conservare piccole quantità di sostanze chimiche.
Me l'insegnò quel farmacista dal quale, per un pelo, non riuscii a farmi consegnare niente meno che dell'arsenito di sodio... ripeto, Na3AsO3!
(Trasponendo il ragionamento nelle farmacie del 2014, sarebbe come tentare di farsi dare un pezzetto di bomba atomica).

Ma ritorniamo a Spello: potevo dunque esimermi dal grattare il muro? No, è stato più forte di me, e ho religiosamente raccolto la polverina.
Spero che quasi nessuno mi abbia visto, spacciandomi per un potenziale quanto fastidioso denunziatore all'ARPA.
Adesso, Sal di Spello, sei nelle mie mani e ti posso confrontare col mio "Sal di muro" di cui parlavo tempo addietro.
Vediamo se hai il potassio e i nitrati... solo allora ti potrai degnamente chiamare SALNITRO!
Ho fatto come l'altra volta, cercando il sodio, il calcio, il potassio, i solfati, i carbonati, i cloruri, i nitrati.
Analisi semplici, naturalmente, ma accurate appena quanto basta per verificare quello che mi proponevo.


SODIO
Alla fiamma; questo elemento non manca mai, inutile farsi illusioni: c'è.

CALCIO
Alla fiamma; il rosso del calcio si vede benissimo: c'è.

POTASSIO
Alla fiamma; col vetrino si vede: c'è.
Col cobaltinitrito sodico; precipita giallo in maniera evidentissima: c'è.

SOLFATI
Con BaCl2; l'opalescenza è più leggera di quanto mi aspettavo: ci sono, ma poco significativi.

CARBONATI
Con HCl; effervescenza: anch'essi ci sono, abbastanza abbondanti.

CLORURI
Con AgNO3; quasi nessuna opalescenza: possiamo dire che non ci sono.

NITRATI
Con la brucina; colorazione arancio evidentissima: non credo ai miei occhi!
Ho fatto il test in riferimento ad una stessa quantità di KNO3 (diciamo un paio di mg in 1 ml di H2SO4) e la colorazione era quasi uguale; va bene che la reazione è sensibilissima, ma non c'è dubbio che lo ione nitrato fosse in buona quantità.
Eureka, ho finalmente trovato un sal di muro ricco di nitrati! Essenzialmente quindi gli anioni erano nitrati e carbonati ed i cationi potassio, calcio e sodio, in rapporti naturalmente tutti da definire.

Dovevo andare in Umbria per trovare il salnitro? Sembrerebbe proprio di sì; quel muro infatti non era per niente "moderno" e avrà fatto parte in passato magari di un ambiente ricco di emanazioni "organiche", non saprei dire ovviamente di che tipo o in quale situazione.
Fatto stà che in quel muro di quella "cantina" ci sono i nitrati (da farci un fiammifero, eh, mica a palate!) ed ora sono contento di averne trovato almeno uno che li contenga.

Per concludere fuori tema, per me che son di campagna e amo la tecnica e l'archeologia industriale, ecco il finalino: a Spello, fra le altre piacevoli cose, ho anche visto un raro trattorino Raimondi Leprotto dei primissimi anni '50, scoppiettante come nuovo!
Forza Acquatino... musica e allegria!

 
 
 

Santa Lucia 2014

Post n°297 pubblicato il 10 Dicembre 2014 da paoloalbert

Il tredici dicembre è la festa di Santa Lucia nella mia città.
Vogliamo sforzarci un tantino, e far finta di non vedere tutto ciò che di commerciale  gira attorno ormai a tutte le ricorrenze, i maledetti soldi e tutto il resto?
Beh, se scrolliamo via tutto ciò, allora è una bella festa e ancora molto sentita da noi.
Ai bimbi piccoli (ma proprio piccoli, perchè negli anni 2000 già quelli di sei anni hanno mangiato la foglia) è lei che porta i regali, non Babbo Natale.

Santa Lucia è festeggiata in tantissimi posti, da Siracusa in su, in su, in su... fino al profondo nord della Svezia; anzi, è uno dei pochi santi celebrati dai popoli scandinavi, che ne vedono il simbolo della luce che trionfa sulla lunga notte invernale.
Anche lassù ella porta i regali ai bambini.
Ecco un video svedese molto carino dedicato a loro, con la canzoncina napoletana che è diventata un classico del folklore scandinavo e della ritualità luterana del 13 dicembre.

 

 
 
 

The Chemist

Post n°296 pubblicato il 03 Dicembre 2014 da paoloalbert

"The Chemist", di Charles Moeller, dipinto nel 1875.

Non è facile trovare la chimica nell'arte! Metto questo quadro perchè si situa proprio in quel periodo di transizione di fine secolo che fu fondamentale per la storia della chimica e poi... come posso commentare un improbabilissimo quadro di un laboratorio moderno, pieno di bruttissimi quanto utilissimi "apparecchi  con la spina"?
Ci siano care quindi queste preziose testimonianze di un mondo passato. 

Comunque ecco quello che io vedo nel  "Chimico" di Moeler: l'uomo, nella sua figura e nell'abbigliamento sembra già molto più moderno rispetto ai contemporanei barbuti e baffuti scienziati ottocenteschi in redingote; nel mentre le caratteristiche del laboratorio, quasi un antro e con l'immancabile fuoco sullo sfondo, evocano chiari riferimenti alla chimica alchemica da cui questa scienza è nata.
Gli apparecchi in rame, la vetreria, i mobili, sono invece tipici e databilissimi per il periodo dell'opera.


Nell'insieme traspare evidente anche lo spirito solitario della ricerca di quei tempi: il chimico è tutto preso nel verificare il pallone ed il probabile precipitato che viene a formarsi, chiaro frutto di un esperimento personale, mentre il lavoro di "equipe", come si dice oggi, era ancora di là a venire.

Mi sembra che in "The Chemist" si rifletta anche il comune sentire della chimica nella nozione popolare, duro a morire: una scienza quasi esoterica e misteriosa (e purtroppo per questo, come per tutte le cose che non si conoscono, ritenuta quasi sempre pericolosa e nemica).

 
 
 

La mucca moltiplica i capezzoli

Post n°295 pubblicato il 26 Novembre 2014 da paoloalbert

Ecco sentita un'altra bella proposta che arriva da quel posto là.
Il canone per la televisione di stato (pubblicità martellante, centinaia di milioni di euro di passivo) verrà fatto pagare a tutti coloro che possiedono un contratto per la fornitura di energia elettrica, indipendentemente dal possesso di un televisore.
Se l'idea va in porto, è un altro colpaccio da maestro!
Basta problemi; il budget per i sanremi non sarà più limitato ad una sola manata di milioni di euro!
L'Uovo di Colombo!

Ciccio, ti rendi conto di quanti contatori elettrici ci sono da Gorizia a Marsala?
Ti rendi conto di quanta robina ci potrebbe stare ancora? Frullatori, microonde, aspirapolvere, bidè... (no, il bidè va ad acqua, ma basta aggiungere anche il contatore dell'acqua ed è fatta!).
L'idea è tanto geniale che fa aggiungere alla mucca da mungere tanti di quei capezzoli che il latte potrà scorrere a fiumi!
E vuoi scommettere che ci sarà anche la frase magica? Pagheremo tutti e così pagheremo meno... questa è sempre la più divertente di tutte!
E poi basterà un ritocchino ogni anno, senza tanta pubblicità... non servono inutili allarmismi.
(Poi la mucca, poverina, morirà, ma questo è solo un irrilevante dettaglio).

Già che siamo in tema storico con i post precedenti, mi guardo le principali tasse medioevali, bellissime da meditare.
Tutte lì? Medioevali dilettanti! Noi riusciamo a battervi per diecimila a uno!

IL FOCATICO
L'imposta sui fuochi e focolari domestici (beh, puoi sempre magnà tutto crudo)

L'IMBOTTATO
La tassa pagata per i prodotti agricoli che si possedevano (e che posso magnà?)

L'ACQUATICO
Per poter attingere acqua da fonti o sorgenti (sennò basta mettere una tinozza e aspettà che piova)

L'ERBATICO
Tassa sulla falciatura dell'erba in un prato (da dare alla vacca che allora aveva ancora quattro capezzoli)

IL GLANDATICO
Per poter raccogliere ghiande o condurre maiali nei querceti (si chiama "glandatico", ma si riferisce alle "ghiande")

IL LEGNATICO
Tassa sul taglio e raccolta di legna di alto fusto (roba da ricchi)

IL MACCHIATICO
Tassa sulla raccolta di arbusti e legna di basso fusto (roba da morti di fame)

IL PANTANATICO
Per poter pescare anguille (!) e rane negli stagni (beh, diciamo più rane che anguille...)

IL PASCOLATICO
Per avere il permesso di condurre greggi al pascolo (poi lana e carne vanno naturalmente sempre in quel posto là...)

IL PEDATICO
Per poter percorrere a piedi strade, sentieri o proprietà private (puoi sempre startene a casa, no?)

IL PISCATICO
Tassa sul pesce catturato in acqua dolce o salata (per una romantica cenetta a base di pesce)

IL PONTATICO
Per poter transitare sui ponti (impara a nuotare, lavativo!)

IL RIPATICO
Tassa sull'approdo o sosta sulle rive di acque interne (così impari a navigare senza fermarti!)

IL SILIQUATICO
Per poter raccogliere carrube ed altri baccelli (mi sembra giusto; mangiare di lusso dev'essere un lusso)

LO SPICATICO
Lo paga che vuol spigolare spighe dopo la mietitura (ho detto "spicatico", non "psicopatico")

IL RAIATICO
Per dover pagare la TV anche se non hai la TV.
Questa è modernissima, l'ho aggiunta io. Ma potrebbe anche essere medioevale, tanto mica c'erano i televisori allora.

E per il futuro?
No problem... una ventata di ottimismo non guasta mai! Abbiamo un asso nella manica, basta spostare una erre:

L'ARIATICO
Sarà una tassa limitata, di poco conto. La pagheranno solo coloro che insisteranno a voler respirare. Per tutti gli altri sarà assolutamente facoltativa.

 
 
 

La storia a cavallo del 1540

Post n°294 pubblicato il 20 Novembre 2014 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Dopo il prologo a Biringuccio, le tre puntate sulla produzione cinquecentesca del salnitro (che nei tre secoli successivi non varierà sostanzialmente) con la relativa conclusione, voglio inquadrare come ripasso storico per me il decennio in cui si svolge il precedente discorso.
Ci vuol molto a indovinare com'era l'Italia? Naturalmente era il solito coacervo di stati e staterelli che tutti conosciamo (Savoia, Milano, Venezia, Firenze, La Chiesa, Napoli, Sicilia, ducati e controducati, eccetera, eccetera). L'unità italiana si conferma solida e consistente come un ectoplasma.

Ecco una dozzina di avvenimenti che mi son parsi significativi fra i mille e mille accaduti tra il 1535 e il 1545.

- A Roma il papa è Paolo III Farnese, mecenate e committente del Giudizio Universale di Michelangelo

- Il cristianissimo Francisco Pizzarro, dopo aver distrutto (fra l'altro) la civiltà Inca, fonda Lima, in Perù

- Enrico VIII d'Inghilterra fa decapitare anche la moglie Anna Bolena, ma... nessun problema, fuori una sotto la prossima

- Francesco I rende obbligatorio in Francia l'uso del francese. Vecchio latino... addio!

- Il genovese Andrea Doria comanda la flotta cristiana contro gli ottomani

- MUORE VANNOCCIO BIRINGUCCIO senese, protagonista di questo lavoro

- Inizia a Parigi la costruzione del palazzo del Louvre

- Nascono (Sir) Francis Drake, corsaro, e Antonio Amati, liutaio. Ancora una volta  il mondo è bello perchè è vario

- A Roma viene istituita la benemerita Congregazione del Sant'Uffizio (Santa Inquisizione...)

- Si pubblica a Norimberga il "De revolutionibus orbium coelesticum" di Copernico

- Fernao Mendes Pinto stabilisce il primissimo contatto tra europei e giapponesi

- Paolo III convoca il Concilio di Trento... roba grossa!

- ...

Decisamente il periodo è un gran fermento... ma restituisco immediatamente agli storici un lavoro che non mi compete.
Ecco il mondo nel quale il nostro Vannoccio Biringuccio viveva, scrivendo di Metalli e di Pirotechnia nel suo interessante e ponderoso trattato in dieci capitoli.

Per terminare, un'ultima osservazione sulla sostanza chimica oggetto di queste riflessioni: quanti ANNI di lavoro e quante montagne e MONTAGNE di "letame porcino et humane dejezioni" ci saranno volute per produrre il salnitro consumato per esempio IN UN SOLO grande assedio, tipo quello di Costantinopoli del 1453?
Mah, mi piacerebbe proprio saperlo.

Del resto per la guerra (la cosa più allucinante che si possa concepire) e per i soldi (intesi solo come schifoso e volgare interesse materiale) il genere umano non è forse sempre stato (ed è) disposto a qualsiasi sacrificio?

 

 
 
 

Vannoccio Biringuccio, 1540... terza e ultima parte

Post n°293 pubblicato il 15 Novembre 2014 da paoloalbert

...DELLA NATURA DEL SALNITRO ET DEL MODO CHE A FARLO SI PROCEDE

Hor questo levato con uno scarpello dalle sponde del vaso dove congelato e nelle sue medesime acque lavato sopra a tavole si mette a scolare e bene asciugare da l'acqua.
Et parendovi che gli habbi dibisoglio, o pur volendolo havere oltre al comuno uso per qualche vostro effetto più purificato e al tutto senza terra grossa e senza grassezza e senza sale, che per fare polvara finissima e acqua forte da partire così essere vuole, e in somma per li qual si vuogli causa che così vi venga bene volerlo fare.
Fassi ciò in un de li due modi che appresso vi insegnarò. Il primo e quel che per migliore più mi piace e con acqua.
Et il secondo e con fuocho e con acqua s'affina in questo modo, si piglia dalla sopradetta maestra fatta di calcina cenere e allume disoluto, e appresso per ogni barile d'acqua che havete messo nella caldara per disfare il sal nitro vi mettarete dentro quatro o sei bocchali di tale capitello, overo acqua forte.
Et in questa quantità d'acqua così preparata mettarete tanto sal nitro quanto vi par che conporti ben a liquefarlo, e così fattolo con il bollire bene risolverete quanto per un bollore harà alzate le schiume allhora il cavarete de la caldara e lo mettarete in uno tino, nel quale habbiate prima messo nel fondo quatro dita di sabbione di fiume ben lavato e sopra il coprirete con un pannaccio, e per un buchetto che havrete fatto nel fondo a pocho a pocho in un altro tinello che sia sotto per recipiente il lo farete scolare, e così questa acqua che ne uscirà metterete nella medesima, o altra caldara di nuovo a ribollire e a fare maggiore parte di acqua che vi metterete evaporare, e al fin si deve tanto bollire che andiate chel sia da ristregnare dandogli qualche volta a chamino una pocha della sopraditta acquaforte, e massime quando gonfiasse e elevate schiume, e così tal materia disposta la cavarete dalla caldara e la mettarete in casse, o altri vasi di legname a congelare, il quale essendo in quantità grande in tre o quatro giorni quello che sarà da congelare il troverete congelato, del quale farete cavandolo come di sopra faceste de l'altro.
Et de quella acqua che vi si congela si mette di nuovo a ribollire e a farne evaporare una parte e si rimette a congelare e così di volta in volta facendo fin che tutto si ristrenga e si congeli, e così havrete il vostro sal nitro bianchissimo e bello e assai migliore che non di prima cotta.
Raffinasi anchora il sal nitro in un altro modo col fuocho, ma poca quantità per volta a volerlo fare bene, e per ben che sia modo presto pocho si consuma, serve a cavare del sal nitro grasso anchor che manda in fondo assai terrestrità.
Pure a me più piace la via sopradetta che si purga con l'acqua che questa del fuocho.
Ma per fare ciò si piglia una celata, o altro vaso di ferro, o di rame e s'empie di sal nitro, e sopra vi si fa un coperto di ferro, o di rame, o pur con un di questi da pignati fatto a posta di terra grosso a bastanza adatto da poter levare e porre a vostra posta, e questo vaso ben coperto bene si mette in mezzo a un buon fuocho di carboni e fassi fondere el sal nitro e quando il praticho artista crede chel sia fuso lo scopre e lo vede, e se non è ben fuso e egli el ricopre e lassalo ben fondere.
Essendo ben fso, piglia polvare di solfo macinata sottile e gli ne va daendo sopra, e se da se non vi s'appicchasse il fuocho ve l'appiccha lui e lassa bruciare fin che il solfo del tutto si consumi qual altro non brucia che la superficie e certe grossezze ontuose del sal nitro le quali quando saranno bruciate il vedrete chiaro e netto e allhora il levarete dal fuocho e il lassarete freddare, nel qual vaso fredo che farà tutto trovarete in un pezzo il vostro sal nitro biancho e simile a un marmo, e nel fondo tutte le terrestrità e al sal nitro per fare la polvare assai laudabile, ma non ad altro effetto.
E sopra a quella opera del sal nitro tanto assotigliato l'ingegno delli huomini che si trova modo di farne produrre alle terre e alli luochi che non havevano prima dissolvendo il sal nitro con acqua e con quella acqua bagnandone le terre, e lassatole così stare certo spatio di tempo vi se ne genera il sal nitro,cioè quel che vi fu messo di gran longa moltiplica anchora, e cosa certa che al fare sal nitro le terre già operate messe amontinate in luocho coperto che le pioggie non le lavino fra il termine di cinque o sei anni si possano di nuovo rilavorare, e si ritrovano havere rigenerato sal nitro e renderne assai più che non fecero la prima volta.
Et tutto questo che v'ho in questo capitolo narrato è quanto del sal nitro vi so dire.

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Eccoci arrivati ai due metodi di purificazione finale, con l'acqua (il metodo che piace a Biringuccio) e con il fuocho.
Si tratta, riassumendo, di filtrare con cura la soluzione di salnitro grezzo, dandogli anche un "aiutino di conversione" con l'aggiunta di "acquaforte" (acido nitrico, il chè è comprensibile) e poi concentrare e "ricongelare" più volte, fino alla bianchezza del prodotto cristallizzato.
Il secondo metodo, quello con fuocho (che a dir il vero lascia perplesso oltre all'autore anche il sottoscritto) evidentemente anche si faceva da parte di alcuni mastri salnitrieri.
Ricorrendo allo zolfo si "bruciavano" le impurezze superficiali gettandolo sul sale portato alla temperatura di fusione (ma quanto nitrato si perdeva per decomposizione in nitrito? 2 KNO3 + calore = 2 KNO2 + O2 !); le "terrestrità" (che termine originale per dire impurezze più pesanti!) rimanevano sul fondo del blocco fuso, che poi veniva macinato per poter produrre la preziosissima "polvare".

Ci sarà qualche lettore che haverà havuto la patientia di leggere fino in fondo l'italiano rinascimentale di Vannoccio?
Visto quanto azoto organico, sali di potassio, quantità industriali di batteri nitrificanti servono per la formazione naturale del nitrato di potassio?
Beh, quei pochi sono liberi di insistere a chiamare le moderne efflorescenze ancora
"salnitro"...

 
 
 

Vannoccio Biringuccio, 1540... seconda parte

Post n°292 pubblicato il 10 Novembre 2014 da paoloalbert

...DELLA NATURA DEL SALNITRO ET DEL MODO CHE A FARLO SI PROCEDE

Et appresso a quello per la metà minore n'havete a fare un altro che sia due parti di calcina viva e tre cenere di cerro, overo di quercia, o d'altri ceneri che rendin sapore gusto acuto e forte e benissimo l'un con l'altro monte, di poi mescolare e di tal compositione empirete le tine che havete messe a cavallo fin alla boccha un palmo, over non volendo insieme co la terra le ceneri e calcina mescolare, metterete pria nel fondo delle tine un palmo di terra, poi di sopra un suolo d'in dito o due di ceneri e calcina, e dipoi sor un altro palmo di terra e un altro suolo di ceneri e calcina simil, così mettendo un suolo dell'una cosa e un altro suolo dell'altra empirete tutte le botti e tine e altri vasi che havete lassato con un doccio l'empirete d'acqua, la quale per tutte le terre penetrando a pocho a pocho la lasserete scolare nei recipienti, overo nel doccio, o docci che la conduchino in uno o più tinozzi, o dove voi volete, e così vedrete di ricorrer ben tutta l'acqua che metterete sopra alle terre passandola per li buchi de fondi quale hora portata con se tutta la sustantia e virtù del sal nitro che era dentro a tal terra.
Del quale mettendovene alquanta in su la lingua la gusterete e trovandola mordace e fortemente salsa sarà buona e haverete ben fatto non di nuovo un'altra volta sopra alle medesime terre, overo sopra altre nuove la rimettarete, e essendo la prima di sustantia caricha abbastanza e bene che di nuovo si rimetta acqua per lavarle meglio le terre lassate, e che in uno altro vaso questa seconda si ricoglie, e ache doppo queste si potria fare la terza per havere l'ultimo d'ogni loro sustantia perfettamente.
Ma questa seconda e mancho la terza non mescolate con la prima se già per forte non venisse del medesimo sapore che non il credo.
Ma mettetele di per se in altri vasi che son buone da mettere sopra alla seconda muta delle terre succedenti, e così andar facendo e coligendo di tali acque una buona quantità advertendo che le sieno ben cariche di tal sustanzia nitrosa.
La quale quando non vi paresse di quella perfettione che vorrete ritornatela sopra alle medesime terre e sopra a altre terre nuove e tanto fate che la satisfatione che conosciate sia pregna di gran sustantia di tal nitro.
Appresso a questo che havete fatto, si fa un fornello dove si mura sopra una una o due caldare di rame grandi simili a quelle che s'usano nelle tentorie e s'empino de l'acqua nitrosa sopradetta più caricha che si può circa alli due terzi e si fa pian piano bollire tanto che la strorni un terzo in circha, e dipoi si cava e si mette a postare in un tinozzo grande coperto e sia bene di commissure e cerchi ferrato e stretto perchè non versi, e così quando e tale acqua possata e ben chiara una purgatione terrestre e grossa che in se contineva se ne cava e di nuovo sopra alla medesima caldara, o altra si ritorna a rifare bollire.
Et perchè ogni volta che bolle chi non ci adverte si mette la schiuma e tanto gomfia alcune volte trabocchando versa e se ne porta assai del buono, al che volendo remediare si fa un capitello forte di tre quarti di soda, o di cenere di cerro, o quercia, overo di cenere di sanle d'oltre che sonno cosa perfetta e con il quarto di calcina e di più per ogni cento libre d'acqua vi sia dissoluto libre quatro di allume di roccha.
Et di questo capitello bollendo la caldara se ne va daendo un bocchale o due per volta, e massime quando vedete che l'acqua dal sal nitro si eleva in schiuma, la quale pocho stante la vedrete calare e farsi chiara e di colore azzurigna e bella, e così tanto la fare bollire che le parti sottili esalino e quelle del sal nitro s'ingrossino tal che cavata e messa in casse o tinelli rifredata si congeli.
Il che assai si fa meglio quando l'acqua è condotta minor quantità cavandola e mettendola in una caldara minore, e così in essa disporla alla congelatione, e la quale acqua saggiata, e vedendola ridotta che la congeli li caverete e mettarete in vasi di legno, overo di terra rozzi attraversati par dentro con alcuni legnetti a congelare, e così lassatela fredare e bene riposare un tre o quatro giorni per decantatione, cioè per declinazione del vaso, overo per cannella messa in fondo.
Tutta l'acqua che non sarà congelata cavarete e la salvate per ricocere.
Il sal nitro che trovarete congelato in quantità sarà secondo la virtù che era ne l'acqua, overo nella terra.
Ma la clarità e bellezza verrà dalla virtù della maestra del capitello che nel bollire gli va daendo, il quale ha forza di purgarlo e di farlo venire come raffinato nella prima cotta.

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Questa seconda parte riguarda l'operazione vera e propria di conversione in sale potassico per mezzo della cenere, ricca in K2CO3 (come abbiamo visto anche su questo blog) e precipitazione dei carbonati come CaCO3 per mezzo della calce, idrossido di calcio Ca(OH)2.
Alla fase di estrazione del liquido, che si va arricchendo in KNO3 buttando e ributtando il liquido entro quei tinozzi col buco, segue l'altrettanto laboriosissima fase di concentrazione, saturazione, purificazione e cristallizzazione del sale potassico, che Biringuccio chiama "congelatione", e che favorisce alla fine con quei legnetti ai quali i cristalli si attaccano.
Per queste fasi è evidente e fondamentale la lunghissima esperienza da parte dell'artigiano salnitriere, per non trovarsi alla fine solo con dei "tinozzi" pieni nient'altro che di acqua sporca dalla quale non cristallizza niente, sormontata da mezzo metro di schiuma puzzolente.
Ecco la necessità di tutti quei travasi e ribollite, tanto da portare in saturazione il liquido (e ce ne vuole! Il nitrato di potassio si scioglie in acqua a 20° quasi in rapporto 1:2).

Nella terza e ultima parte vedremo la conclusione.

 
 
 

Vannoccio Biringuccio, 1540... prima parte

Post n°291 pubblicato il 05 Novembre 2014 da paoloalbert

DELLA NATURA DEL SALNITRO ET DEL MODO CHE A FARLO SI PROCEDE

Il salnitro come alli luochi de sali si disse un composto di più sustanzie estratto con fuoco e acqua di terre aride e letaminose, o di quel fiore che sputano le muraglie nuove in luochi opachi overo di quella terra che si trova smossa dentro alle tombe, o dishabitate spelunche dove la pioggia non possa entrare, nelle quali terre secondo il credere mio vi si genera humidità aerea della siccità terrestre beuta e presa.
La natura del quale per i suoi effetti considerando non mi so risolvere a dire quel che propriamente la sia, li dotti e sapientissimi phisici oltre alle sperientie medicinali per il gusto trovandolo salso, e con molta aculta sottile, e considerando al suo molto modificare si resolveno a dire che sia di natura calda e secca.
Da l'altra parte vedendo essere cosa generata d'aere, e toccho dal fuocho farsi infiammabile e vaporoso e impetuosità elevarsi come composto nella polvere delle artigliarie militari manifestamente dimostra pare che sia di natura caldo e humido.
E appresso vedendolo con bianchezza lucida e trasparente e che ogni fuoco e fusibile come cosa alla natura acquea conforme, par che dire si possi chel sia di natura acqueo trovandolo grave, al che s'aggiogne la sperientia del tatto e della molta infrigidatione che mette nell'acqua nelli tempi, estiul, a chi rinfreschar vuole il vino, e che con pocha percossa si tritura e rompe si potrebbe dubbitare che fusse terrestre di natura, e tanto più come si vede che sel si brucia co altretanto solfo si converte in una pietra dura e biancha.
Talchè per concludere d'ogni qualità de elemento, par che vi sia proprio predominio.
Hor questo o altra cosa simile li antichi scrittori li chiamarono nitro, e Plinio nelle sue historie naturali nel libro XXXI ha detto essere cosa non molto differente dal sale, e che li medici non pare che anchora habbin conosciuto la sua natura, e che se ne trova in diversi luochi, e che il più migliore si rova in Macedonia.
Ma hoggi dalli moderni e massime dalle parti nostre quel che dice Plinio, o li altri scrittori non sa quel che sia per essere secondo il predetto Plinio e altri antichi naturale di miniere.
Et questo artificiale in luocho di quello havere la medesima e forte più potente natura alli medesimi effetti medicinali come quel naturale o meglio si trova chel serve secondo ch'alcuni dicono.
Hor questo come v'ho detto di sopra si estrahe dalle sopradette letaminose o de luochi opachi dove sieno stati longho tempo sollevate e smosse pur che le pioggie la siccità terrestre smorzar no habbino potuto.
Ma di tutti il migliore e più ottimo sal nitro si fa di letami d'animali convertiti in terra nelle stalle, overo nelle latrine humane longo tempo non state, e sopra tutto di quella che deriva dal porcino si tra di sal nitro più quantità e migliore.
Quella terra di letami quale si vuol essere dal tempo ben convertita in propria terra e al tutto riseccha da certa humidità, anzi a voler che la sia buona vuol essere che sia fatta polverosa.
La chiarezza che in se contenga bontà si pigliare con il gustare con la lingua se ha mordacità e quanta, e trovandola potente in mordacità tanto che siate resoluto di volerla lavorare mediante il saggio, e che n'habbiate quantità trovata, e di necessità di fare apparecchio di caldare, forni, tinelli, o casse, e cosi di legna, calcina, cenere di soda, overo di cerro, o quercia, e primamente d'una capanna grande, o altra stanza murata, dove sia vicino acqua, della quale havere ne bisogna assai come anchora assai terra e comoda al luocho, e così ognaltra cosa necessaria.
Et primamente si fa li fornelli alle caldare e ci si mettono sopra e s'ordinano nel modo che di fare fano li tentori le loro.
Appresso di travi s'ordina una armadura o due longha quanto tutta la stantia e largha quanto comodamente star vi si possino sopra a cavallo botti sfondate, casse quadrate, tini o tinelli fino alla somma di 50 o 60 o 100 secondo le caldare e la capacità del luocho, e infra ogni due d'esti vasi vi si mette un tinozzo per recipiente de l'acqua che sera da scolare, overo vi s'adatta un canale di legno che passi a canto a canto a gli orli sotto li fondi di tinozzi che havete messi a cavallo e si referisca con la testa che scoli tutto quel che riceve in uno tino grande, overo in due cappaci a contenere tutte l'acque pregne di sustantie di sal nitro che de tinozzi usciranno, e a quelle botti sfondate, tinozzi, o casse che sieno, fare se lo deve in fondo da una banda un bucho con uno trivello grando di larghezza quanto un grosso, o pocho più, overo tre o quattro piccoli, e sopra adesso si mette una pocha di tela rada, overo ponte di scope o paglai, acciò tenga la terra in quel luogho suspesa e si collatoro a l'acqua che vi s'ha da mettere appresso di tal terra che volete lavorare saggiata col gusto o con altro modo che siate certificato che contenga sal nitro havete a farne in mezzo della stanza vostra dove volete fare il lavoro un gran monte.

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Insomma, questo salnitro pone alcuni dilemmi esistenziali al nostro Biringuccio: che sia substantia calda e secca? Oppure calda e humida? Che sia di natura acquea? O terrestre? Per tagliare la testa al toro conclude che forse "d'ogni qualità d'elemento vi sia predominio"... e da questo momento ce ne laviamo le mani.
Poi abbiam capito che occorre tanta ma tanta materia derivante da "terra di letami dal tempo ben convertita", meglio se tale terra deriva da un buon  letame "porcino" e son benvenute anche le monnezze raccolte nelle "humane latrine".
Condizione essenziale è che questo materiale sia ben maturo (che chimicamente si traduce nel fatto che l'azoto ammoniacale sia stato il più possibile ossidato ad azoto nitrico, il chè avviene molto lentamente, nell'arco di molti mesi/alcuni anni).
Di tutto se ne farà "un gran monte" e si predisporrà l'officina in modo da poter innaffiare con acqua e raccogliere il colaticcio ben filtrato.
Si è anche capito che senza ombra di dubbio la fabbricazione del salnitro non era propriamente adatta ai nasi sensibili... e nemmeno ai palati, perchè vedremo che l'indispensabile analisi la si faceva saggiando con la lingua l'estratto, che doveva dimostrarsi "potente in mordacità".

Nella seconda parte vedremo il prosieguo.

 
 
 

Prologo a Biringuccio

Post n°290 pubblicato il 01 Novembre 2014 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Parlavo qualche tempo fa del sal di muro, ovvero di quel ""salnitro"" (le doppie virgolette sono d'obbligo) che riveste talvolta i muri umidi e che salnitro proprio non è (nel mio caso si trattava di Na2SO4, senza traccia nè di nitrati nè di potassio).
La popolare opinione, che di chimica e del nitrato di potassio sa men che nulla, continua e continuerà tuttavia a chiamare tali comuni efflorescenze col nome di salnitro, infischiandosene allegramente della sua vera composizione.
Sottolineavo d'altra parte proprio la grandissima difficoltà di ottenere il vero KNO3, difficoltà che è continuata per circa mezzo millennio perchè tale sale è sempre stato una sostanza strategica, essendo il componente principale per la fabbricazione della polvere nera da sparo.
Constatato che da Adamo in poi il genere umano a tutto può rinunciare ma non alla guerra, si capisce l'enorme importanza storica di questa sostanza, fondamentale per potersi ammazzare in santa pace, più facilmente ed anche con maggiore "resa".

Dicevo dunque che non basta grattare i muri umidi per ottenere il nitrato di potassio e per dimostrarlo mi propongo di mettere in più puntate su questo blog (lo faccio principalmente per me, per leggermelo come si deve) un capitolo del Libro Decimo del famoso testo De la pirotechnia di Vannoccio Biringuccio, edito "al segno del lion" a Venezia nel 1540 .
Il maggior impegno è stato la "traduzione" del testo in caratteri moderni, facilmente leggibili e comprensibili; la lettura del tomo originale è infatti lenta e stancante, sia per il modo di espressione sia per quelle fastidiosissime "esse" che assomigliano a delle "effe" e per altre differenze tra i tipi di stampa odierna e quelli che si torchiavano nelle calli veneziane del sedicesimo secolo.

Ho lasciato il testo esattamente tal quale e si noterà che nonostante la trasposizione dei caratteri che semplifica in modo notevolissimo la lettura, essa rimarrà comunque impegnativa.
Ma alla fine avrò (avremo, per chi sarà stato molto paziente...) dato un'occhiata approfondita ad un frammento di un testo famoso attinente alla chimica e ci saremo convinti, se del caso e come continuo a ripetere, che non basta grattare i muri per ottenere... eccetera.
Fra qualche giorno la prima puntata, dovrebbero essere tre o quattro.

 
 
 

Mi chiedo...

Post n°289 pubblicato il 28 Ottobre 2014 da paoloalbert

Ogni volta che apro questo blog, per scriverci o così per fare un giro, è pacifico che mi scappi l'occhio su quelle figurine che stanno a destra, sotto la scritta "Ultime visite al blog".
Dietro ogni figurina (le chiamano avatar) sta ovviamente un "blogger" di Libero e come tale lascia la propria traccia della visita.
Io per esempio lascio come timbro la formula dell'anidride mellitica.
Ma se si è fatto un logout, oppure se si è di passaggio sul blog in maniera casuale come succede in grandissima maggioranza, non si lascia traccia e le figurine non si aggiornano (aumenta solo il contatore delle visite).

Leggendo i nomi di tante gradite ospiti femminili di passaggio (ma il discorso potrebbe in egual misura riguardare anche i maschi) mi sembra di capire che la persona associata a quel nome molto probabilmente non ha niente a che fare con la chimica o in genere con le cose di cui parlo.
Queste visitatrici, che chiamerò con un po' di fantasia "Dolcenuvola" oppure "Lady oblio" o ancora Dream77, eccetera... per quale occasione saranno passate da queste parti?

Mi chiedo per pura curiosità dove e come avranno trovato il blog di PaoloAlbert.
E ancora: dopo esserci passate avranno letto qualche riga delle mie strampalate sintesi o saranno scappate al secondo capoverso?
Talvolta scrivo qualcosa di più divulgativo, e allora ci può stare, ma se capitano articoletti come la "sintesi della m-nitroanilina" oppure un discorso sul "naftalensulfonato sodico", come la prendono le mie ospiti?
Non mi sembra che la chimica sperimentale sia proprio nazional-popolare...
Ecco, questo io ingenuamente mi chiedo, cara e gentile visitatrice dal nome suggestivo.

Ma forse tutto è più semplice di quanto sembri e ruota attorno alla legge dei grandi numeri: il mare di Internet è vasto come un oceano e gli internauti tanti... ecco che gli arcani intrecci che ne derivano diventano quasi infiniti!
E allora si spiegherebbe banalmente anche la presenza, in mezzo alle mie beute ed alambicchi, di Millina, di Belfagor, di ChiaroSole...

 
 
 

Sintesi del formiato di isopropile

Post n°288 pubblicato il 15 Ottobre 2014 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Un volonteroso giovane sperimentatore mi ha chiesto qualche consiglio riguardo la sintesi del formiato di isopropile.
Le sintesi degli esteri secondo Fischer sono un'ottima palestra per impratichirsi con la chimica sperimentale organica per molti motivi: sono procedure quasi sempre facili, hanno una buona resa, fanno imparare a distillare, frazionare, purificare, misurare il punto di ebollizione (ed è già tanto!) e, dulcis in fundo, conducono generalmente a dei simpaticissimi prodotti profumati i cui termini inferiori sono detti, più o meno a ragione, "esteri di frutta".
Naturalmente il formiato di isopropile non manca nella mia piccola collezione, avendolo a suo tempo prodotto specificamente per sentirne il profumo (o l'odore, dipende dai punti di vista).
Fotografie questa volta non ne metto perchè non aggiungerebbero nulla di nuovo agli analoghi post precedenti.

Materiali occorrenti:
-Acido formico
-Isopropanolo
-Acido solforico
-Vetreria opportuna

Reazione semplificata
                                         H+
CH3-CH(CH3)-OH + H-COOH ----> H-COO-CH(CH3)-CH3 + H2


In un pallone da 250 ml si intoducono 48 g (40 ml) di acido formico all'85% e 32 g (40 ml) di alcool isopropilico; poi cautamente mescolando si aggiungono 4 ml di H2SO4 conc.
Ho usato un deciso eccesso di HCOOH sia perchè è all'85% ma soprattutto per spostare l'equilibrio verso la formazione dell'estere.
Nella Fischer non si usano mai le quantità stechiometriche dei due reagenti ma sempre un eccesso del reagente che più conviene, o dal punto di vista economico o da quello chimico-fisico; in questo caso ho privilegiato l'acido perchè il suo azeotropo con l'acqua ha un p.eb. più elevato di quello tra l'isopropanolo e l'estere formico (abbastanza vicini), in modo da avere alla fine meno alcol residuo.
Organizzare il sistema con riscaldamento e refrigerante a ricadere e portare il pallone all'ebollizione e a lento riflusso per circa un'ora.
Alla fine sostituire l'Allhin con un refrigerante Liebig e distillare raccogliendo tutto ciò che passa fino a 95° circa.
Versare il distillato in un imbuto separatore e neutralizzarlo con la sufficiente quantità di sol. satura di NaHCO3 (o magari anche un po' di solido), agitando bene fino a cessato sviluppo di CO2; ne serve una buona quantità perchè parecchio ac. formico non reagito è passato nel distillato.
Ripetere un paio di volte l'operazione fino a neutralizzazione completa e lavare bene con acqua, separando ogni volta la fase acquosa sottostante (l'estere ha d. 0,87).
Essicare il prodotto con CaCl2 o altro disidratante e ridistillare, raccogliendo ciò che passa intorno ai 70°.
La resa è stata 43 ml (37 g), circa il 75%.

Come si può vedere la sintesi è facilissima, semplice e lineare nelle due distillazioni e con resa quasi teorica nel rapporto acido/alcool usato.
Pur facendo parte della "famiglia" degli esteri di frutta (intendo gli esteri degli alcoli e acidi grassi inferiori), il formiato di isopropile non è da considerarsi un degno rappresentante di questa famiglia, perchè il suo odore non è per niente fruttato ma solo etereo con un fondo pungente, come generalmente gli altri formiati.

 
 
 

Sintesi dell'acido valerianico

Post n°287 pubblicato il 07 Ottobre 2014 da paoloalbert

Ecco una sintesi facile facile e anche didattica: l'ossidazione diretta degli alcoli ad acidi ad opera del permanganato.
Lo scopo di questa esperienza era ottenere un po' di acido valerianico per aggiungere una boccettina agli altri amici che lo attendono sullo scaffale e intanto verificarne le proprietà organolettiche (in pratica, l'orrendo odore!).
Essendo l'acido a cinque atomi di carbonio occorre il corrispondente alcol pentacarbonato, ovvero l'alcol amilico, CH3-(CH2)3-CH2-OH.
Poi ci serve quell'energico e bellissimo ossidante che è il permanganato di potassio KMnO4, ed una base forte per lavorare in ambiente alcalino e salificare l'acido man mano che si viene a formare per ossidazione, mentre il permanganato si riduce a biossido, MnO2.
Semplificando, il CH3-(CH2)3-CH2-OH (alcol → ossidrile) diventerà pertanto CH3-(CH2)3-COOH (acido → carbossile).

Procedura

Il permanganato è poco solubile in acqua e ne occorre quindi un bel becherone da 800 ml per scioglierne 50 g, riscaldando leggermente e ponendolo su un agitatore magnetico; alla soluzione violetta scurissima aggiungere 5,5 g di KOH sciolti in poca acqua e 21 ml di alcol amilico.
(Con la medesima procedura e usando l'alcol isoamilico si otterrebbe naturalmente l'acido isovalerianico, ancora più puzzolente... ma magari vedremo un'altra volta).
Lasciare la soluzione sull'agitatore alcune ore, tenendola riscaldata a circa 50° fino a reazione completa e comunque fino a che il colore violetto e l'odore dell'alcol siano scomparsi.
Il permanganato si sarà ridotto a biossido bruno, MnO2, che si recupera bene per decantazione e lavaggio.
Filtrare quindi la soluzione residua, che deve essere limpida; l'acido valerianico è presente salificato come valerianato di potassio.
Purtroppo se ne perde un poco nella fase precedente perchè, pur decantando bene, il pastone di MnO2 trattiene parte del liquido; del resto sarebbe molto complicato filtrare e lavare fino a rimozione completa del valerianato.
Il biossido di manganese è successivamente lavato e decantato più volte, fino ad ottenere un prodotto puro, pronto per l'essicazione ed il riciclo per chissà cosa.

Ora viene la parte più noiosa del lavoro, che consiste nel concentrare la soluzione lasciandola evaporare per riscaldamento fino a ridurne il volume a circa una cinquantina di ml.
Riscaldare quindi opportunamente sotto l'ebollizione fino al volume voluto; se il recipiente è basso e largo non ci vuole comunque tantissimo.
Rimettere sull'agitatore e acidificare il residuo con acido solforico a media diluizione fino a reazione nettamente acida; il valerianico viene spostato dal suo sale e si separa nella fase superiore del liquido (ha d. 0,94), dal quale si separa più che si può con una pipetta.
Essendo un po' solubile in acqua (1:30) si recupera ancora un po' di acido estraendo il residuo con etere, lasciando evaporare e aggiungendolo al precedente. Essicare con CaCl2 o altro disidratante.


acido valerianico


Dopo tutto questo divertente lavoro, ho ottenuto alla fine 14 ml di prodotto (appena il 60% di resa) che si presenta come un liquido limpido appena leggermente giallino e appunto... con un puzzolente odore di piedi e cacio (direi abbastanza simile al butirrico, ma più di piedi sudati e meno di cacio...leggermente più pungente), come volevasi dimostrare.
Bella roba, direte, tutti i gusti son gusti...
E adesso? Chissà, magari il puzzolente acido diventerà fra un po' di tempo un profumato estere... ho nostalgia per i miei cari Fischer di inizio blog.

Vedo da oggi questa orrenda pubblicità qui sotto. Vabbè che nel blog siamo ospiti non paganti, ma questo invadente banner è fastidiosissimo. Per me, più insopportabile del profumo dell'acido valerianico. Tutti i gusti son gusti... appunto.

 

 
 
 

Il mio Teslino

Post n°286 pubblicato il 13 Settembre 2014 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Povero Nikola Tesla, ti hanno demolito la tua Wardencliffe Tower e non sapevano che ti saresti preso una bella la rivincita...
Quanti fedeli seguaci ed ammiratori (è proprio il caso di dire) ha nell'era di Internet il nostro vecchio scienziato serbo? Come pochi altri scienziati, credo.

Ad ogni modo anch'io ho fatto il mio teslino, non volendo accingermi alla costruzione di quei mostri che si vedono su YT e sui numerosi forum dedicati.
Aspettando anche il tesla dell'amico Massimo (Max, quando arriva fammelo sapere...) ho giocato un po' con qualche residuo trovato nei cassetti dei vecchi componenti, così, tanto per procurare un po' di compagnia alla Wimshurst e alla Van der Graaf che abbiamo già visto su questo blog.

il piccolo tesla

Le notizie che si possono trovare in rete cliccando "tesla" sono ricche e pressochè infinite e quindi non approfondisco; come breve prologo alla realizzazione dirò solo questo:

- un "Tesla" è un generatore di altissime tensioni ad alta frequenza, ed è quindi diverso dalle macchine elettrostatiche in corrente continua; piace perchè è capace di coreografiche scariche elettriche e di un bellissimo "effetto corona" (ved.).

- è costituito da solo quattro componenti fondamentali: un generatore di alta tensione (alcune migliaia di volt), uno spinterometro (due conduttori fra i quali scocca una scintilla), un condensatore e due bobine concentriche.
Il cuore dell'apparecchio è la lunga bobina di spire affiancate di filo sottile, avvolte su un tubo di qualche centimetro di diametro; nel mio caso (essendo un teslino!) è un tubo da 32 mm, lungo 40 cm.
Questa bobina (detta secondario) ha una propria frequenza di risonanza, nel range dalle decine alle centinaia di KHz.
L'altra bobina (detta primario) ha pochissime spire di filo grosso ed è avvolta alla base di quella principale, in serie con un condensatore.
L'insieme condensatore-primario costituisce un circuito LC (induttanza-capacità), anch'esso con una propria frequenza di risonanza; quest'ultima deve essere il più vicino possibile a quella del secondario.
Ved. su Wiki lo schema di principio di un Tesla, che in pratica rispecchia lo schema reale.

Come generatore di alta tensione ho usato un trasformatore di riga di un vecchio televisore a tubo catodico pilotato da un paio di transistors 2N3055 in un circuito autooscillante; la tensione prodotta a vuoto è di circa 25mila volt (a bassa corrente!) che diminuisce però notevolmente sotto carico.
Il componente più critico è il condensatore ad alta tensione, che deve avere l'esatta capacità per risuonare isofrequenza con la bobina secondario.
Nel mio caso ho usato otto condensatori da 15 nF 1 KV in serie, per una capacità totale di 1870 pF su 8000 volt; la frequenza di risonanza di tutto l'insieme, misurata leggendo il massimo disturbo con un ricevitore, è risultata di 126 KHz.
La tensione generata dal mio teslino è relativamente bassa (diciamo 150mila volt...) capace di generare dei fulminetti ridicoli di circa 5-6 cm di lunghezza; le esperienze che si possono fare sono tuttavia  assai interessanti.
Il bello è anche che questa altissima tensione (per piccoli apparecchi come il mio) è del tutto innocua: prima di tutto perchè è a bassissima corrente e poi perchè essendo a radiofrequenza non viene percepita; quindi anche "prendendo la scossa" avvicinando la mano alla sommità della bobina si sentono solo dei "colpetti" poco fastidiosi allo scoccare delle scariche (anche se per avvicinare la mano la prima volta serve un bel po' di coraggio...).
Naturalmente tutt'altro discorso è per i grossi tesla alimentati con trasformatori di rete, dove la carica accumulata nel condensatore è di parecchi Joule e questi possono essere assai pericolosi.

Molto suggestivo è osservare al buio il forte effetto corona che si sprigiona da un dischetto metallico dai bordi affilati: sembra proprio di vedere gli elettroni accelerati e impazziti che si ammassano sui bordi, si respingono l'un l'altro e sfuggono sotto forma di una aureola violacea ionizzando l'aria, mentre in giro un bel po' di molecole di ossigeno diventano triatomiche, spandendo un delizioso profumo di ozono...

Ricordo che un bellissimo Tesla storico si trova presso il Museo della Scienza e della Tecnica di Milano, capace di generare un fulmine di un paio di metri di lunghezza.
Se si è fortunatissimi (ma proprio 'issimi, 'issimi) lo si potrà anche vedere in funzione per qualche secondo, e allora si capirà perchè durante i temporali si sentono i tuoni...

La foto seguente, presa con una lunga posa di 20 secondi, mostra le scariche tra l'elettrodo superiore del teslino ed una sfera "collegata" verso terra.

tesla 1


La seconda foto non è il bruciatore del fornello per cuocere la pasta ma l'effetto corona sui bordi del dischetto di cui parlavo poco sopra.
Il colore dell'effluvio appare azzurro in foto, mentre in realtà è lilla-violaceo.

effetto corona

L'odorino dell'ozono purtroppo non lo posso mettere, cerchiamo di avere pazienza ancora per qualche decennio...

 
 
 

Sintesi della m-nitroanilina

Post n°285 pubblicato il 15 Agosto 2014 da paoloalbert

Non è possibile nitrare direttamente l'anilina perchè quest'ultima è troppo sensibile all'ossidazione e l'azione dell'acido nitrico porterebbe solo a prodotti indesiderati (quegli odiosi oliacci neri, incubo di tante reazioni di chimica organica dal dubbio esito...).
Ecco perchè per incoronare la regina delle ammine aromatiche con un bel nitrogruppo -NO2 occorre agire per vie traverse. Traverse anche a seconda di dove si vuole mettere quella corona, se in -orto, in -meta o in -para.
L'altra volta avevo preparato l'1,3-dinitrobenzene appunto per preparare la 3-nitroanilina (-meta) per riduzione selettiva di un nitrogruppo (-NO2) a gruppo amminico (-NH2).
La riduzione selettiva avviene per opera di un solfuro alcalino, che si ossida a tiosolfato. Di solito viene usato il bisolfuro di sodio, Na-S-S-Na, come nella reazione che segue:

reazioni

Ho provato la sintesi in varie procedure, adattandole opportunamente e cambiando il modo di solfurazione: con sodio solfidrato NaSH, con sodio bisolfuro Na2S2, e con potassio polisolfuro K2Sx ("fegato di zolfo" commerciale).
Tutti i metodi portano alla m-ammina; la resa non è mai eccelsa anche perchè si perde prodotto nella indispensabile fase finale di purificazione.
Descriverò una procedura (modificata in un paio di punti) presa dal Vogel edizione 1989 (una delle Bibbie assolute per la chimica organica sperimentale) che usa come agente riduttore il solfidrato di sodio in ambiente metanolico anzichè il più comune polisolfuro di sodio acquoso.
Non avendo solfuro di sodio cristallizzato Na2S.9H2O secondo il Vogel, sono partito direttamente da NaSH che si sarebbe formato in sito per scambio con NaHCO3.

Materiale occorrente

- 1,3-dinitrobenzene NO2-C6H4-NO2
- sodio solfidrato NaSH
- metanolo CH3-OH
- vetreria opportuna

-In una beuta da 100 ml sciogliere 5,5 g di sodio solfidrato in 50 ml di metanolo, scaldando un pochino. Raffreddando e filtrando si deve ottenere una soluzione limpida.
Preparare un setup a ricadere con un pallone da 250 ml, nel quale si pongono 5,5 g di m-dinitrobenzene e 40 ml di metanolo, anche qui scaldando leggermente fino a soluzione completa.
Aggiungere ora a piccole porzioni e mescolando la prima soluzione alla seconda, notando che basta una goccia di solfuro per colorare di rosso il contenuto del pallone; man mano che si procede la colorazione diventa sempre più intensa, fino a sembrare quasi nera.
La reazione è esotermica e se si fa l'aggiunta troppo rapidamente il metanolo passa in ebollizione. Alla fine dell'aggiunta scaldare a riflusso per una mezz'oretta; la soluzione tende ad andare fortemente in sovraebollizione con dei fastidiosissimi "bump", quindi è utile aggiungere nel pallone alcune palline di vetro.
Il Vogel dice a questo punto di eliminare per distillazione l'eccesso di metanolo; io non l'ho distillato ma l'ho lasciato evaporare scaldando leggermente fino ad avere un residuo rosso molto scuro di circa 50 ml.

m-nitroanilina 1  m-nitroanilina 2

Versare il residuo in 200 ml di acqua ghiacciata; la m-nitroanilina precipita in fiocchi aranciati e si separa facilmente per filtrazione su buchner. Lavarla bene con poca acqua gelida e porre il solido in un becher con ancora 200 ml di acqua, portando all'ebollizione.
Questa fase è importante perchè permette di eliminare il poco dinitrobenzene non reagito ed impurezze peciose che si raccolgono alla superficie del liquido; si eliminano facilmente con la punta di una spatolina fredda, alla quale aderiscono. Rifinire eventualmente con qualche strisciolina di carta da filtro.
Lasciar raffreddare lentamente per avere una buona cristallizzazione (io ho avvolto il becher con un panno e lasciato al decrescente calduccio per qualche ora).
La m-nitroanilina è una delle poche sostanze aromatiche che ha il vantaggio di lasciarsi ben cristallizzare senza dover ricorrere a solventi perchè in acqua è molto solubile a caldo e poco a freddo (circa 0,1 g/100 ml).
Con questo metodo, dopo il raffreddamento lento si ottengono per semplice decantazione (meraviglia! non occorre filtrare!) dei bellissimi cristallini in lunghi aghi giallo aranciati (la foto è al tramonto, in realtà la m-NA è più gialla di come appare).
La resa è stata di 3 g pari al 65%, sovrapponibile a quella del Vogel.

m-nitroanilina 3

Ricordo che questa sostanza è molto tossica ed occorrono quindi tutte le avvertenze durante la sintesi per tenerla a bada... noi da una parte e lei dall'altra.
Infatti dice: guardatemi ma non toccatemi!

 

 
 
 

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