Chimica

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Introduzione

Chimica Scienza che studia la composizione, la struttura e le proprietà delle sostanze naturali e sintetiche, le loro trasformazioni e le loro interazioni reciproche. Sin dai tempi più antichi, l’uomo ha osservato le varie trasformazioni della materia (nelle sue manifestazioni più semplici, come la cottura dei cibi o la combustione del legno) e ha cercato di comprenderne le caratteristiche e spiegarne le cause. Seguendo l’evolversi di queste osservazioni è possibile perciò tracciare la storia delle idee e dei concetti che hanno portato allo sviluppo della chimica moderna.

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La chimica nell’antichità

Le prime esperienze nell’ambito della chimica risalgono ai tempi delle civiltà della Mesopotamia, dell’Egitto e della Cina. Inizialmente si diffusero rudimentali tecniche di lavorazione di metalli, quali l’oro e il rame, ritrovabili in natura allo stato elementare, ma ben presto furono messi a punto i primi processi di estrazione dei metalli dai loro minerali (in genere ossidi e solfuri), mediante riduzione con legno o carbone. L’uso successivo di rame, bronzo e ferro diede il nome alle corrispondenti età archeologiche (vedi Calcolitico; Età del Bronzo; Età del Ferro).

Anche il potere colorante di alcune sostanze era noto fin dall’antichità, così com’era pure diffuso l’utilizzo della terracotta, dello smalto e del vetro; il tentativo di interpretare i fenomeni della natura fornirono ai sacerdoti la motivazione per formulare le prime teorie sul comportamento della materia, spesso largamente basate su concezioni magiche.

2.1

La filosofia naturale greca

Fin dai tempi di Talete (VII-VI secolo a.C.), i filosofi greci iniziarono a cercare di interpretare e spiegare la natura della materia. Talete stesso ipotizzò che tutta la materia traesse origine dall’acqua, che poteva solidificare trasformandosi in terra ed evaporare diventando aria. I suoi successori svilupparono questa teoria, individuando i quattro elementi di cui ritenevano fosse costituita la materia: la terra, l’acqua, il fuoco e l’aria.

Nell’ambito della teoria atomistica, Democrito sostenne che questi elementi fossero composti da atomi, microscopiche particelle che si muovevano nel vuoto. Al contrario Aristotele, negando l’esistenza del vuoto, attribuiva agli elementi primordiali una natura materiale. L’ipotesi di Democrito, che perse ben presto d’importanza tra i greci, non fu tuttavia completamente dimenticata e la sua riscoperta, avvenuta durante il periodo del Rinascimento, costituì la base per la moderna teoria atomica.

Il pensiero di Aristotele dominò la filosofia naturale per quasi due millenni, a partire dalla sua morte, avvenuta nel 323 a.C. Egli credeva che in natura esistessero quattro qualità: il caldo, il freddo, l’umido e il secco, e che ciascuno dei quattro elementi fosse dominato da una coppia di qualità: così il fuoco era caldo e secco, l’aria era calda e umida, la terra era fredda e secca e l’acqua era fredda e umida. Inoltre i quattro elementi, combinandosi secondo diversi rapporti, costituivano tutte le sostanze presenti in natura. Poiché si immaginava che fosse possibile modificare i rapporti in cui le qualità erano presenti negli elementi, si prevedeva che gli elementi stessi potessero trasformarsi l’uno nell’altro, e che perciò fosse anche possibile trasformare una sostanza in un’altra.

2.2

L’alchimia

Le teorie di Aristotele furono ampiamente accettate e si diffusero in particolar modo ad Alessandria d’Egitto, divenuta dopo il 300 a.C. il principale centro di elaborazione del sapere del mondo antico. Secondo gli studiosi del tempo, i metalli subivano in natura un graduale processo di perfezionamento, trasformandosi progressivamente in oro. Sulla base di questa ipotesi, essi immaginarono di poter riprodurre lo stesso processo nei loro laboratori, in modo da trasformare artificialmente i metalli più comuni in oro. A partire dal 100 d.C. questa idea dominò anche il pensiero filosofico, e furono scritti molti trattati di alchimia, alcuni dei quali, andando ben oltre la pura speculazione filosofica, si rivelarono di interesse scientifico.