I pionieri dell'analisi elementare - gli inizi
Il famoso chimico e scienziato Justus von Liebig ci accompagna in un viaggio immaginario indietro nel tempo attraverso l'analisi elementare
Per molti secoli gli scienziati hanno cercato di determinare la composizione quantitativa e qualitativa della materia animata e inanimata. La sete di conoscenza di questi pionieri preparò il terreno per il campo dell’analisi elementare strumentale. L’analisi elementare influenza la nostra vita quotidiana, anche se non ce ne accorgiamo. Un importante campo di applicazione riguarda lo sviluppo e il controllo qualità di una vasta gamma di prodotti, ad esempio del settore alimentare e farmaceutico, nonché dei metalli utilizzati nella costruzione di veicoli. Inoltre, l’analisi elementare può contribuire a un ambiente pulito fornendo un’importante base decisionale per le misure di protezione dell’ambiente e del clima.
L’analisi elementare strumentale esiste da 125 anni, ma gli inizi di questo metodo di analisi risalgono a molto più tempo fa. Lo so perché sono uno dei pionieri nel campo dell'analisi elementare. Oh, quasi dimenticavo di presentarmi: mi chiamo Justus von Liebig.
Sono nato nel 1803 e ho lavorato come professore di chimica a Giessen, in Germania, dal 1824 al 1852 prima di trasferirmi nel mio istituto a Monaco, dove ho vissuto e lavorato fino alla mia morte, avvenuta 150 anni fa, all'età di 70 anni. Ma il mio spirito continua a vivere ed osservare come il mondo si sviluppa. Con orgoglio posso affermare di essere stato considerato uno dei chimici e scienziati più famosi della mia epoca e che sono spesso chiamato il padre della chimica organica. Ho utilizzato il mio laboratorio a Giessen per sperimentare e insegnare in egual misura, rendendomi un pioniere di tutti i rami della ricerca sperimentale nelle scienze. Oggi potete dare un'occhiata al mio laboratorio presso il Museo Liebig di Giessen.
Aggiungo umilmente che sono anche responsabile di un’importante pietra miliare nell’analisi elementare, ma ci ritornerò tra poco. Prima della mia invenzione rivoluzionaria, c’erano altri rinomati pionieri che mi hanno indirizzato nella giusta direzione. Uno dei primi, il chimico Robert Boyle (1627–1691), coniò il termine “analisi chimica”.
Le difficoltà erano così grandi che mi era impossibile ottenere risultati quantitativi esatti. Ciononostante, ho dimostrato in modo inequivocabile che il petrolio si è trasformato in acqua e anidride carbonica, ma non sono riuscito a determinare nulla sulle loro proporzioni.
Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) cambiò tutto questo. Il chimico svedese ha riconosciuto che i percorsi di sintesi chimica per le nuove sostanze chimiche possono essere tracciati in modo mirato solo con l'assistenza dell'analisi elementare. Ha usato un tubo di combustione posizionato orizzontalmente per bruciare il campione. Ciò gli ha permesso di riscaldare la miscela di sostanze in modo più uniforme, fornendogli valori più precisi. Usava il cloruro di calcio per assorbire l'acqua prodotta durante la combustione.
E poi sono arrivato io. Ho portato il metodo di analisi elementare sviluppato da Berzelius al livello successivo nel mio laboratorio di Giessen. Un componente chiave fu un dispositivo in vetro che sviluppai intorno al 1830: il "kali-apparat" o apparecchio a cinque bulbi, utilizzato per determinare il contenuto di carbonio nelle sostanze organiche. Questo mi ha permesso di catturare quasi tutta l'anidride carbonica generata durante la combustione con una soluzione concentrata di idrossido di potassio e successivamente di pesarla.
Allo stesso tempo, Jean Baptiste Dumas (1800-1884) sviluppò un metodo per determinare l'azoto nei composti organici. Tuttavia, questo metodo poté essere utilizzato nella pratica solo con l'invenzione di Hugo Schliff (1834-1915) del primo azotometro utilizzabile per la determinazione volumetrica dell'azoto.
Naturalmente, il progresso dell'analisi elementare organica non era affatto finito con l'invenzione del mio apparecchio a cinque bulbi: tuttavia, questa e le altre innovazioni dei pionieri dell'analisi elementare hanno creato le basi per l'analisi elementare organica bruciando il campione e determinando i componenti principali di carbonio, idrogeno e azoto. Il metodo è stato progressivamente affinato e perfezionato negli anni successivi. Ma spiegherò di più su questo quando ci incontreremo di nuovo.
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