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L’ALCHIMIA: la chimica del medioevo. L’alchimia La maggior parte delle trasformazioni che gli alchimisti realizzavano erano in realtà semplici reazioni.

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1 L’ALCHIMIA: la chimica del medioevo

2 L’alchimia La maggior parte delle trasformazioni che gli alchimisti realizzavano erano in realtà semplici reazioni chimiche, e fu per studiare queste che furono compilati i primi preziosissimi manuali in cui si insegnava come distillare, come estrarre un metallo dal suo minerale, come ottenere un vetro o manipolare la polvere da sparo. Le prime nozioni sui cambiamenti di stato della materia e sulla combinazione degli elementi chimici furono ordinate e raccolte proprio dagli alchimisti. E le sostanze che essi utilizzavano, così come i loro strumenti e le loro tecniche, erano le stesse che venivano utilizzate per preparare colori da pittura, profumi e soprattutto farmaci.

3 L’alchimia diventa scienza L’alchimia non può essere riconosciuta come scienza, ma tuttavia rappresenta, in qualche misura la preistoria della chimica Nel XVII sec. R. Boyle introdusse nella ricerca chimica il metodo sperimentale, ed é da questo momento che si può parlare di scienza.

4 Il termine alchimia deriva dall’arabo al- kimiyah, composto dall’articolo al e dalla parola kimiyah che significa pietra filosofale e che a sua volta discende dal termine greco khymeia che significa fondere, allegare. Alchimia definisce l’insieme di pratiche filosofico-esoteriche che combinano elementi di medicina, chimica, metallurgia, astrologia e fisica.

5 L’opus alchemicum Il lavoro alchemico si fonda sull’aspetto filosofico che deve illuminare quello materiale. La mente divina opera nella natura, quindi le percezioni fisiche e quelle filosofiche corrispondono tra loro. L’alchimista ha in sé le energie che dovranno entrare in collegamento con le altre forze: il segreto degli ingredienti materiali e spirituali viene custodito gelosamente perché riguarda la stessa entità generatrice della vita..

6 L’alchimia La casta degli alchimisti era accessibile solo a pochi eletti, gli unici ad avere la facoltà di operare in tale campo. Per mantenere la “purezza” della casta, gli alchimisti inventarono un complesso sistema di simboli che poteva essere compreso solo dagli iniziati. Gli alchimisti erano considerati “Figli di Hermes”. Il loro vocabolario mescolava termini chimici e spirituali. Il fascino che emanavano i testi alchemici supera l’insoddisfazione dell’interpretazione che si dà alla materia stessa di una sorta di chimica allo stato infantile e rozzo.

7 Gli alchimisti si ponevano 3 grandi obiettivi: Acquisire l’onniscienza Creare la panacea universale, un rimedio per curare tutte le malattie e per conquistare l’immortalità Trasformare i metalli vili in oro

8 I simboli alchemici I simboli alchemici si dividono in: Simboli astrologici Gli elementi cosmici avevano una grande importanza non solo per la loro influenza sui processi alchemici, ma anche per il parallelismo che li legava agli elementi naturali. Infatti ognuno dei 7 pianeti del Sistema Solare allora conosciuti era associato ad un determinato metallo: Sole  Oro Luna  Argento Mercurio  Mercurio Venere  Rame Marte  Ferro Giove  Stagno Saturno  Piombo

9 Simboli animali I simboli animali compaiono spesso nei trattati medievali di alchimia. Infatti i tre principali stadi della trasformazione della materia sono: Nigredo, che ha come simbolo il corvo Albedo, che ha come simbolo il cigno Rubedo, che ha come simbolo la fenice. Quest’ultima, con la sua particolare caratteristica di rinascere dalle proprie ceneri, incarna perfettamente il principio fondamentale della chimica moderna secondo cui “ Nulla si crea, nulla si distrugge ma tutto si trasforma”.

10 Il processo alchemico Il processo alchemico per ottenere la pietra filosofale avveniva mediante quattro operazioni, Putrefazione,Calcinazione,Distillazione e Sublimazione, e tre fasi,Soluzione, Coagulazione e Tintura. Attraverso queste operazioni, la materia si trasformava gradualmente passando attraverso diversi stadi. I tre stadi fondamentali sono: Nigredo, in cui la materia si dissolve, putrefacendosi; Albedo, durante la quale la sostanza si purifica, sublimandosi; Rubedo, che rappresenta lo stadio in cui si ricompone, fissandosi

11 L’alchimia del Medioevo e del Rinascimento L’arte alchemica degli antichi ritornò ad essere praticata in Europa attraverso la mediazione degli Arabi che la introdussero in Spagna. Il vero rientro dell’alchimia in Europa viene generalmente datato nel 1144 quando Roberto di Chester tradusse dall’arabo il “Liber de Compisitione alchimiae” che aveva però ancora forti aspetti legati al misticismo e all’esoterismo. Nel XIV secolo l’alchimia cadde in disuso a causa dell’editto di Papa Giovanni XXII che ne vietava la pratica. Il Rinascimento determinò la svolta verso la chimica moderna, con personaggi come Paracelso, che diede una nuova forma all’alchimia, promuovendo l’utilizzo di espressioni empiriche ed esperimenti. Il declino dell’alchimia in Occidente fu causato dalla nascita della scienza moderna basata su rigorose sperimentazioni scientifiche ed sul concetto di materialismo.

12 Il mito della pietra filosofale La pietra filosofale secondo gli alchimisti medievali avrebbe avuto le seguenti proprietà: Fornire l’elisir di lunga vita in grado di conferire l’immortalità Far acquisire l’onniscienza ovvero la conoscenza assoluta del passato e del presente, del bene e del male (da qui deriva l’attributo “filosofale”) La possibilità di trasformare qualsiasi metallo in oro.L’oro però, il più delle volte, non era ricercato per il desiderio di ricchezza ma per essere utilizzato come catalizzatore nelle reazioni. Un recente riferimento letterario è il romanzo “Harry Potter e la Pietra filosofale” nel quale il giovane protagonista va alla ricerca di questa mitica sostanza per impedire che finisca nelle mani sbagliate.

13 Gli alchimisti hanno sempre fatto parte di una casta sociale molto ammirata sia per la sua posizione rispetto al resto della società sia per la bravura che li contraddistingueva. Infatti sono molte le tecniche “magiche” praticate dagli alchimisti, che creavano stupore e meraviglia. Per seguire il filone dell’alchimia, ma anche per inserire qualcosa che ci è molto piaciuto dell’esperienza nei laboratori dell’Università La Sapienza, abbiamo deciso di riportare due esperimenti fondamentalmente simili nello scopo, ma differenti nella realizzazione per la varietà di materiale e di tecniche utilizzate.

14 “Scatola magica” Strumenti: Scatola di cartone, pennello sottile, pennino d’acciaio, cristallizzatore, 2 Fogli di carta, guanti e occhiali di protezione, 10 g di CuSO 4 in 100 ml di acqua distillata e soluzione di NH 3 al 5%.

15 “Scatola magica” esecuzione Una volta notato che i disegni asciutti non sono più visibili (segue) Disegnare un motivo con questa soluzione di colore azzurrino su due fogli: su uno con un pennellino e sull’altro con un pennino d’acciaio.

16 “Scatola magica” porli in una scatola di cartone con fessure insieme ad un cristallizzatore con una soluzione di NH 3 al 5%. Chiudere con il coperchio la scatola e attendere 5 minuti. Una volta tirati fuori i fogli, noteremo che quello disegnato con il pennello avrà una colorazione azzurra, invece quello disegnato con il pennino tenderà ad un marroncino.

17 La scatola magica Considerazioni a) La spiegazione di questo differente fenomeno è semplice: il gas NH 3 forma con gli ioni rame Cu 2+ un complesso di colore blu scuro. b) Invece sul pennino e sulla carta si deposita il rame metallico e si nota il disegno marrone. Gli ioni Cu 2+ ossidano il ferro in ioni Fe 2+, il rame si riduce così ad elemento metallico.

18 Le reazioni chimiche Una reazione chimica comporta una trasformazione delle sostanze di partenza per dare nuove sostanze. Le nuove sostanze sono costituite dagli stessi elementi di quelle di partenza, ma combinati in modo diverso. Le reazioni si distinguono fondamentalmente in: Reazioni che avvengono senza scambio di elettroni (es. reazioni acido-base, formazione di complessi, reazioni di scambio e di decomposizione) caso a. Reazioni che avvengono con scambio di elettroni e che prendono il nome di ossido-riduzione o redox, caso b.

19 Ioni complessi Caso A) Gli ioni complessi sono aggregati atomici, dotati di carica e formati da un atomo metallico centrale unito con legami covalenti coordinati a molecole neutre o a ioni negativi. Il numero di legami è chiamato numero di coordinazione. Il solfato di rame anidro (polvere bianca) reagendo con l’ammoniaca allo stato gassoso forma uno ione complesso (ione complesso tetramminorame di colore blu intenso). Lo ione Cu 2+ si comporta come un acido di Lewis in quanto accetta il doppietto elettronico presente nell’atomo di azoto (base) e si forma così un complesso tra lo ione Cu 2+ al centro e 4 molecole di ammoniaca disposte in una struttura planare quadrata.

20 Ossido-riduzione Caso B) è una reazione di ossido- riduzione in cui il rame è l’ossidante e il ferro il riducente. Gli ioni Cu 2+ ossidano il ferro in ioni Fe 2+ secondo la seguente reazione: Cu 2+ + Fe → Cu + Fe 2+ In una reazione di ossido-riduzione vi è sempre un elemento che cede elettroni ed uno che li acquista, l’elemento che cede si chiama riducente e quello che li riceve si chiama ossidante. Ciascun sistema redox ha un potenziale di ossido riduzione indicato con E che varia con i parametri fisici di T, P e con quelli chimici di moli e volume (concentrazione). Mettendo insiemi due sistemi si stabilisce una differenza di potenziale (∆E) con conseguente ossido-riduzione.

21 Ossido-riduzione Come in un circuito elettrico il polo positivo è quello con il potenziale maggiore, che riceve elettroni dal polo negativo con potenziale minore, così avviene secondo il medesimo processo in una ossido-riduzione. Una ossido-riduzione è fisicamente possibile solo se l’ossidante ha potenziale maggiore, in modo che acquistando gli elettroni si riduce e il potenziale diminuisce. Nel frattempo il riducente che ha potenziale minore si ossida perdendo gli elettroni e il suo potenziale aumenta. La reazione termina, cioè raggiunge l’equilibrio, quando i due potenziali si uguagliano per cui ∆E = 0

22 “Inchiostri simpatici” (esperienza svolta presso il Dipartimento di Chimica dell’Università “La Sapienza” di Roma) Strumenti: 2 becher da 25 cm 3, un pennino, due fogli di carta, soluzione di Na 2 CO 3 0,1M,soluzione di saccarosio 0,1M, spruzzatore con soluzione di fenolftaleina allo 0,1% in etanolo, sorgente di calore blanda.

23 Esecuzione dell’esperimento: a) Riempire fino a metà uno dei becher con la soluzione di Na 2 CO 3. Intingere in questa soluzione il pennino e scrivere qualcosa su un foglio. Una volta che lo scritto si è asciugato, spruzzare sul foglio la soluzione di fenolftaleina. Ciò che alla fine dell’esperimento ci permette di rendere visibile la nostra scritta è la soluzione di fenolftaleina.

24 “Inchiostri simpatici” (esperienza svolta presso il Dipartimento di Chimica dell’Università “La Sapienza” di Roma) b) Riempire fino a metà il secondo becher con la soluzione di saccarosio. Intingervi il pennino e scrivere qualcosa su un foglio. Quando lo scritto si è asciugato, porre il foglio di carta in una stufa, è la fonte di calore, che funziona, anche, con molti altri tipi di inchiostri simpatici

25 “Inchiostri simpatici” Considerazioni: Il saccarosio con il calore si caramella e quindi appare una scritta marrone L’esperienza con la soluzione di carbonato di sodio (Na 2 CO 3 ), la fenolftaleina, che è un indicatore di pH, mette in evidenza il carattere basico dell’inchiostro ed evidenzia così quanto scritto. (Le foto sono relative all’esperienza svolta nel laboratorio di scienze presso il nostro liceo)

26 Idrolisi salina, Na 2 CO 3 è un sale, derivante da un acido debole e base forte, che in soluzione dissociandosi forma un ambiente basico in quanto si stabiliscono due equilibri: a) l’equilibrio dell’idrolisi del sale b) l’equilibrio di ionizzazione dell’acqua Na 2 CO 3 2Na + + CO 3 2− Lo ione carbonato è una base coniugata forte che con l’acqua costituisce lo ione bicarbonato CO 3 2− + H 2 O HCO 3 − + OH − La soluzione avendo molti OH − diventa basica.

27 Indicatori di pH La fenolftaleina è un indicatore di pH Gli indicatori sono sostanze che hanno la proprietà di cambiare colore in funzione del pH. Sono per lo più composti organici costituiti da acidi o basi deboli. Hin + H 2 O H 3 O + + In − Ambiente acido (A) Ambiente basico (B) Se HIn è un generico indicatore acido, in ambiente acido avrà colorazione A, in ambiente basico colorazione B. La colorazione dipende, quindi, da quanto l’indicatore si dissocia in soluzione. Se prevale la forma indissociata si avrà colorazione A L’occhio umano può percepire il colore di quella specie la cui concentrazione è almeno 10 volte quella dell’altra.

28 Inchiostri simpatici Storia Filone di Bisanzio, scienziato greco ( a.C.) nel suo trattato Veteres Mathematici descrive un inchiostro simpatico estratto da noci di galla. Lo scritto diveniva quasi nero quando il supporto veniva immerso in una soluzione acquosa di sale di ferro. Gli inchiostri simpatici sono descritti anche da Plinio il Vecchio in Naturalis Historia XXVI, 62. L’inchiostro simpatico di colore verde è citato in una lettera del farmacista e chimico J. C. Wiegleb al libraio e scrittore F. Nicolai nel 1785 a Berlino. Un altro inchiostro simpatico conosciuto in antichità è “la soluzione di muriato di cobalto, tanto diluito che sembra incolore. Se il sale disciolto e l’acqua sono purissimi i caratteri saranno invisibili a freddo, e riscaldata leggermente la soluzione, appariranno azzurri. Si facilita la disparizione soffiandoci sopra l’aria dei polmoni”.

29 “Liceo Classico e Linguistico Aristofane” Progetto Lauree Scientifiche Classe IA, alunni: Casini Giada Gaudiano Julian Lupoli Francesca Arellano Marianne Il progetto è stato realizzato con la gentilissima collaborazione della prof.ssa Verì, nostra docente di Chimica.

30 Bibliografia e sitografia Tratto da: htmhttp://www.fisicamente.net/SCI_FED/index htm Il Luna Park della chimica di Herbert Walter Roesky e K. Möckel ed. Zanichelli 2002 L’arte regia del simbolismo medievale di J Fabricius ed. Mediterranee L’arte del divenire simili agli dei Eliah Elis Hermes edizioni. Arte e Alchimia di M. Calvesi ed. Giunti Chimica progetto modulare Post Baracchi- Tagliabue ed. Lattes “Wikipedia”- L’alchimia e i suoi sviluppi


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