Diapositive delle Lezioni 13-14

Corso di studi di Scienza dei materiali
Corso di Storia delle scienze sperimentali
Humphry Davy
1778-1829
Luigi Cerruti
www.minerva.unito.it
Lezioni 13-14
A 24 anni, Davy era
professore di chimica alla
Royal Institution. Con
tecniche elettrochimiche
isolò allo stato metallico sei
elementi, tra cui potassio e
sodio (1807) e i metalli
alacalino-terrosi (1808).
1807-1808
29 marzo 2012
Chimica ‘pneumatica’
Il destino dell'ipotesi di
Amedeo Avogadro
• L'ipotesi sulla costituzione dei
gas elaborata da Avogadro fu
presa in considerazione indipendentemente da
Avogadro - anche da Dalton e
da Berzelius.
• Entrambi la scartarono come
inadeguata a spiegare i
fenomeni fisici e chimica.
La fama iniziale di Davy era dovuta
alla scoperta delle proprietà
anestetiche del gas esilarante (N2O)
– Non si spiegavano le densità
dei gas in rapporto ai dati
stechiometrici.
– Si doveva ammettere l'unione
di particelle atomiche eguali
(secondo quali forze?).
La molecole di Ampère
Il più grande chimico dell’epoca
Jöns Jakob Berzelius
J. J. Berzelius
1779-1848
•
•
Fondatore dell’atomismo chimico
Nei quattro anni 1811-1814
pubblica:
–
–
–
–
•
André Marie Ampère (1775-1836)
•
In svedese 19 titoli
In tedesco 42 titoli
In francese 27 titoli
In inglese 25 titoli
In totale 113 pubblicazioni
Nel 1814 pubblica sulle Annales de Chimie
un lungo saggio in cui enuncia la stessa la
ipotesi già proposta da Avogadro
J. J. Berzelius
Pratica sperimentale ed elaborazione teorica
• Berzelius
Le incertezze di Berzelius, 1819
• "I fenomeni delle proporzioni chimiche sembrerebbero
provare che ciascun gas di un corpo semplice contiene
nello stesso volume, misurato alla stessa temperatura e
alla stessa pressione, un numero eguale di atomi" (p. 52)
• "nei gas composti, la distanza fra gli atomi è diventata più
grande che nei gas semplici; si deve così presumere che la
forza repulsiva debba aumentare con il volume dell'atomo
composto" (p. 54)
Wollaston e la supremazia degli equivalenti
I calori specifici
W.H. Wollaston (1766-1828)
e il regolo per il calcolo
chimico con gli equivalenti
Pierre Louis Dulong
(1785 –1838)
Alexis Thérèse Petit
(1791 - 1820)
La
Lapratica
praticasperimentale
sperimentaledei
deichimici
chimicililiorienta
orientaverso
verso
l’accettazione
l’accettazionedegli
degliequivalenti
equivalentiaascapito
scapitodei
deipesi
pesiatomici,
atomici,
molto
più
‘impegnativi’
dal
punto
di
vista
teorico
molto più ‘impegnativi’ dal punto di vista teorico
I calori specifici
La misura sperimentale delle densità
dei gas
Jean Baptiste Dumas
(1800-1884)
Traduzione in: Annals of Philosophy 14, 189-198 (1819)
Si noti che non compare il carbonio
La misura sperimentale delle densità dei gas ...
... e l’interpretazione errata di Dumas
Tabella delle densità gassose
1826
Rudolf Clausius (1822-1888)
R. Clausius, “Ueber die Art der Bewegung welche
wir Wärme nennen”, 1857
“Se si applica questo [i risultati di Krönig] ai gas
semplici e se si fa l’assunzione (Annahme), su
altre basi molto probabile, che essi, quando la
pressione e la temperatura sono eguali,
contengono l’egual numero di atomi, allora ne
segue che gli atomi di gas diversi in relazione al
loro moto di traslazione devono avere eguale
forza viva”
Ann. Phys., 100, p. 367
La determinazione dei
pesi atomici
La legge di Avogadro come
fondamento teorico
La prima tabella del
"Sunto"
Stanislao Cannizzaro
1826-1910
Con i commenti di
Cannizzaro
La coerenza dell'ipotesi di Avogadro con la
legge di Dulong e Petit
The Carlsruhe Congress
Carlsruhe, 1860
The Carlsruhe Congress
Social events
•
•
•
Hofteather, 1853
•
Sunday 2 September, evening,
welcome party at Weltzien home
Monday 3 September, 2 p.m.
banquet for 120 persons
After the banquet, the guests went
to the Hoftheater, where Mozart's
opera Die Hochzeit des Figaro
was performed
– 127 registered participants
Ständehaus, 1822
3 September
– 9.00 Plenary session (Weltzien)
• Opening by Weltzien
• A long discourse by Kekulé
• Election of a Committee of 30 members
– 11.00 Committee session (Kopp)
• Kopp invites to speak Kekulé and
Cannizzaro
• The two chemists are divided on the
concept of chemical molecule and
physical molecule
• Five questions are prepared to be put
into discussion
Friedrich Wöhler (1800-1882)
Jean Baptiste Dumas (1800-1884)
Dumas
Cannizzaro
1859
1858
C
6
12
16
O
8
16
16
32
Zr
33
89
Fe
28
56
21.3
28
Al
13.75
27
Si
Ca
20
40
Si
14
28
Ca
20
40
Wöhler
Cannizzaro
1858
1858
C
6
12
O
8
S
F. Wöhler Éléments de chimie
inorganique et organique,
Paris: Mellier, 1858
J.-B. Dumas, “Mémoire sur les
équivalents des corps simples”
Ann. Chim. (3) 55,
55 pp. 129-212 (1858)
William Odling
Lothar Meyer
1830-1895
Odling
Cannizzaro
1860
1858
C
12
12
O
16
16
Zr
33.5
89
Al
13.75
27
Hg
100
200
Ca
20
40
89.5
Partington affirms that the entry
“Atomic Weights” was written in
great part in 1859, however
Odling quotes Stas’ atomic
weights, published in 1860
Un curva ben fatta
Da Eric R. Scerri, The Periodic Table: Its Story And Its Significance
Mendeleev, 1871
(The most famous table in the world. Later)
Dimitri Mendeleev
1834-1907
Mendeleev, 1906
Osnovi Khimii
Mendeleev, 1871
(The most famous table in the world. Later)
Walter Nernst, Avogadro, e la chimica teorica
W. Nernst, Theoretische
Chemie von Standpunkt der
Avogadroschen Regel und
der Thermodynamik,
Stuttgart, 1893
1879
1875
1882
Walter Nernst, 1864-1941
Amedeo Avogadro e la
chimica della prima metà
dell'Ottocento
•
•
•
Nei decenni successivi al 1811 la
costituzione dei gas fu interpretata
secondo il modello proposto da
Berzelius
I chimici delle due generazioni
successive a quella di Avogadro
furono impegnati in problemi in cui
non era indispensabile la conoscenza
dei pesi atomici corretti
La legge di Avogadro divenne
importante, e dominante, solo quando
dimostrò la sua efficacia conoscitiva
in chimica e in fisica
Justus Liebig
Liebig, studente romantico
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“Una
“Unaruota
ruotache
chepuò
puòessere
esseregirata
giratasenza
senza
che
chenull’altro
null’altrosisimuova
muovacon
conessa
essanon
nonfa
fa
parte
del
meccanismo”.
parte del meccanismo”.
L.L.Wittgenstein,
Wittgenstein,1953
1953
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Alexander von Humboldt
12 maggio 1803 nasce a Darmstadt
1817 Interrompe gli studi, diventa apprendista farmacista
Lavora nella bottega di droghiere del padre
1820-1822 Studi a Bonn e ad Erlangen
1822-1824 Soggiorno a Parigi
Dicembre 1823 L’incontro con Alexander von Humboldt
1824 Professore straordinario a Giessen
1825 Ordinario
1826 Insegnamento sperimentale agli studenti
1831 Nuova analisi organica elementare
1840 Die Organische Chemie in Anwendung auf Agrikultur
und Physiologie
1842 Die Thier-Chemie oder die organische Chemie in
ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie
1845 Riceve il titolo di Freiherr
1852 Accetta la chiamata a Monaco
1865 Liebig Meat Extract Company
18 aprile 1873 muore a Monaco di Baviera
Justus Liebig (1803-1873)
Tutti matti per la chimica organica
L'impatto sociale della chimica organica
•
Die Chemie in Ihre Anwendung
auf Agricultur und Phisiologie
(1840)
•
Die Thierchemie oder die
organische Chemie in ihrer
Anwendung auf Physiologie und
Pathologie (1842)
Queste
Questedue
dueopere
operedidiLiebig
Liebigportarono
portaronoaa
due
dueimportanti
importantisviluppi
sviluppieconomicoeconomicosociali:
sociali:l’impiego
l’impiegodei
deiconcimi
concimichimici
chimiciinin
agricoltura
agricolturaeeililrisanamento
risanamentoigienico
igienicodelle
delle
grandi
grandicittà
città
Justus Liebig e l'analisi elementare organica
Confusione o pluralismo
epistemologico?
•
•
Nell’immagine: una pagina del
Lehrbuch der organischen Chemie
di August Kekulé (1829-1896),
Dispensa del 1859, con 19
formule diverse per l'acido acetico
Il problema della costituzione delle molecole
Cosa si sapeva nel 1856
• Mediante l'analisi elementare si determinava la
formula minima del composto in esame. Ad es.
CH.
• Mediante la misura della densità dei gas si
determinava il peso molecolare e si giungeva alla
formula bruta del composto.
• La formula minima CH corrispondeva a due
formule brute:
• C2H2 acetilene
• C6H6 benzene
Edward Frankland (1825 – 1899)
E. Frankland, 1852
•
• 1852 Dopo aver scoperto
i composti metallorganici
propone il concetto di
valenza
• 1865 Propone il concetto
di legame chimico
When the formulae of inorganic chemical compounds are considered, even
a superficial observer is impressed with the general symmetry of their
construction. The compounds of nitrogen, phosphorus, antimony and
arsenic especially exhibit the tendency of these elements to form
compounds containing 3 to 5 equivs. of other elements, and it is in these
proportions that their affinities are best satisfied; thus in the ternal group we
have NO3, NH3, NI3, NS3, PO3, PH3, PCl3, SbO3, SbH3, SbCl3, AsO3, AsH3,
AsCl3, &c.; and in the five-atom group, NO5, NH4O, NH4I, PO5, PH4I, &c.
Without offering any hypothesis regarding the cause of this symmetrical
grouping of atoms, it is sufficiently evident, from the examples just given,
that such a tendency or law prevails, and that, no matter what the character
of the uniting atoms may be, the combining-power of the attracting
element, if I may be allowed the term, is always satisfied by the same
number of these atoms.