Le tre leggi ponderali della chimica
introduzioneOgni parola ha un ben preciso significato e dire le tre leggi ponderali della chimica rende chiara l'idea di cosa si sta parlando: sono le leggi di Lavoisier, Proust e Dalton in ordine cronologico a cui andrebbe aggiunto (in linea storica) il principio delle proporzioni infinite di Berthollet.
Legge della conservazione della massa (legge di Lavoisier)La massa delle sostanze prodotte in una reazione chimica è uguale alla massa delle sostanze reagenti. La legge fu scoperta da A.L. Lavoisier (1743-1794) con la collaborazione della moglie M.A. Paulze (1758-1836), nel tentativo riuscito di opporsi alla teoria del flogisto. i sostenitori di questa teoria affermavano infatti che
Successivamente Lavoisier si iscrisse alla Sorbona, per conseguire il titolo di avvocato, che gli avrebbe consentito una qualifica socialmente riconosciuta. Cominciò anche parallelamente a seguire corsi privati di chimica, soprattutto nei laboratori del famoso scienziato Rouelle. Quando nel 1761 seguì per la prima volta il suo corso di chimica, Lavoisier si rese conto in che stato di confusione e arretratezza era la chimica; oltre all'ambiguità del linguaggio, si davano per scontati dei principi senza che fosse possibile dimostrarne la fondatezza. Le poche prove di laboratorio venivano proposte solo dopo alcuni mesi dall'inizio del corso di chimica, mal nascondendo la povertà sperimentale di una scienza che muoveva solo primi passi impacciati. Malgrado la limitatezza delle conoscenze nella materia, Lavoisier si appassionò alla chimica e seguì il corso per tre anni. A vent'anni Lavoisier si laureò in legge; non esercitò mai la professione di avvocato e si avvalse del titolo solo per entrare nella pubblica amministrazione. Nei suoi studi chimici affiancò alcuni illustri naturalisti nelle loro sperimentazioni; nei suoi scritti Lavoisier mostrò particolari doti di osservatore accurato e scrupoloso, dallo stile chiaro e sistematico. Da Jussieu (amico di Linneo) imparò la classificazione e la denominazione delle piante. Il metodo linneano, che aveva messo ordine nel confuso mondo botanico eliminando equivoci, fu determinante nel fornigli spunti per la riforma della nomenclatura chimica. L'obiettivo di Lavoisier era quello di iscriversi all'Academié des Sciences; nel perseguire questo intento riuscì a dimostrare le sue profonde capacità: sotto la guida di Guettard, naturalista membro dell'accademia, presentò un'accurata "Analisi del gesso". In essa esaminava la natura e la composizione del minerale, rendendo conto di una serie di reazioni riproducibili a cui il gesso era stato sottoposto. Tutto il lavoro svolto da Lavoisier fu accolto positivamente dall'Accademia, ma per l'elezione di membro associato occorreva comunque aspettare fino al 1768. L'ingresso all'Accademia fu affiancato da un altro evento: l'incarico come membro della Ferma Nazionale. Questa fù la garanzia dell'afflusso di denaro. Un altro evento positivo fu il matrimonio, nel 1771, con la figlia del fermiere generale, unione che rispondeva bene a questioni di interesse, ma che si rivelò solido e collaborativo. Lavoisier ebbe, grazie alle sue scoperte, una risonanza internazionale positiva. Questo lo indusse nell'85 a considerarsi pronto a sferrare un attacco definitivo contro la teoria del flogisto. La conservazione della tradizione di guardare la natura da un punto di vista qualitativo aveva, secondo Lavoisier, fermato lo sviluppo scientifico. Il coronamento dell'attività scientifica di Lavoisier fu il Traité élémentaire de chimie (1789), che costituì il quadro riassuntivo di tutti i suoi studi e di tutte le sue scoperte tra le quali la definizione del gas scoperto da Scheele e Priestley col nome di ossigeno. L'opera verte sulla critica della teoria del flogisto, sulla ultimativa riforma della nomenclatura chimica, sull'utilizzo di nuovi strumenti e sulla validità chimica dell'importantissima legge della conservazione di massa. All'indomani della proclamazione della Repubblica, gli scienziati furono invitati a partecipare alle riforme tese all'ammodernamento della società francese, mettendo in evidenza il valore della Scienza e delle sue applicazioni. I numerosi incarichi prestigiosi che gli furono affidati limitarono il tempo che Lavoisier poteva dedicare alla scienza. Nonostante la sua partecipazione ai nuovi movimenti innovatori, Lavoisier apparve troppo compromesso con le istituzioni del vecchio regime. Lavoisier aveva partecipato alla riforma dello stato assoluto, aveva collaborato alla riforma finanziaria, alla riforma della struttura sanitaria, delle carceri, mettendo a disposizione i suoi studi sulla salubilità dell'aria. Aveva espresso ideali di uguaglianza fiscale, che lo ponevano contro i privilegi di una piccola parte della società, e, all'inizio della rivoluzione, animò i dibattiti in favore delle riforme. Un suo grosso errore però fu quello di non prendere posizione nella valutazione degli eventi politici e sociali che evolvevano troppo velocemente. Dopo la chiusura dell'Acadèmie, Lavoisier si trovò considerato esclusivamente come rappresentante della Ferma, una istituzione che simboleggiava ingiustizia e soprusi, in quanto raccoglieva le tasse dovute allo Stato con un ampio lucro privato. Nel periodo della rivoluzione non bastarono i suoi interessamenti alle riforme, ma bastò il ruolo di fermiere o gabelliere, ingiusta carica 'istituzionale' dello stato monarchico, a costargli la vita. Fu processato e giustiziato. Legge della proporzioni definite e costanti (legge di Proust)All'inizio dell'800 sorse una polemica rimasta classica tra Proust e C.L. Berthollet (1748-1822); quest'ultimo sosteneva che gli elementi si possono combinare tra loro in rapporti variabili in dipendenza della loro affinità e dei pesi che si facevano intervenire nelle reazioni di formazione (ipotesi delle proporzioni variabili). Egli era consapevole che esisteva un limite minimo e massimo delle proporzioni secondo le quali due sostanze si possono combinare, ma affermava che all'interno di questi due estremi le sostanze (elementi) possono combinarsi in una proporzione qualsiasi.Un tipico esempio può essere quello dei solfuri e polisolfuri di potassio: K2S, K2S2, K2S3, K2S4, K2S5, K2S6, K2S7. J.L. Proust (1755-1826) d'altro canto, basandosi su numerosi analisi eseguite su prodotti puri provenienti dal regno minerale oppure da lui stesso preparati, fece rilevare che i composti puri comunque ottenuti presentano composizione (5 in peso dei componenti elementari) costante. Se due elementi nel combinarsi danno origine a più composti, non si ha mai passaggio graduale dalla composizione dell'uno a quella dell'altro, come ammetteva invece Berthollet, bensì sempre un passaggio brusco e costante. Questa legge si enuncia generalmente dicendo che le combinazioni chimiche contengono i rispettivi componenti in un rapporto (% in peso o % in volume) definito e costante. Legge delle proporzioni multiple (legge di Dalton)Manchester e le sue istituzioni costituirono il contesto nel quale si trovò ad agire il quacquero J. Dalton (1766-1844).Di intelligenza notevole fu dal 1794 lettore di matematica e filosofia naturale ed ebbe a disposizione per i suoi studi ampi locali concessigli dall'istituzione ove lavorava, la Manchester Academy, fondata e favorita dall'accrescersi delle ricchezze della classe borghese della città tramite lo sviluppo industriale della zona.
metano H 25,13% e C 75,87% Proust si lasciò sfuggire questa legge, malgrado il gran numero di analisi che aveva eseguito per dimostrare la legge precedente, perché le calcolava riferendo i componenti a 100 parti in peso della sostanza, ma senza andare oltre nell'analisi. La straordinaria importanza dell'opera di Dalton va individuata nel fatto che egli fu il primo a fornire regole valide di combinazione chimica e a comprendere l'utilità dei pesi delle particelle relative.
BibliografiaAA.VV. Enciclopedia di Scienza e Tecnica ed. Curcio 1976Adolfo Ferrari "Trattato di chimica generale ed inorganica" ed. Riccardo Pàtron, Bologna 1965 Franco Bagatti, ELis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa "Chimica" ed. Zanichelli 2000 Paolo Rossi "Storia della scienza" ed. L'espresso 2006, volume 5 G. Valitutti, A. Tifi, A. Gentile "La chimica in moduli" ed. Zanichelli
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