La nascita della chimica organica

Friedrich Wohler e la prima sintesi organica

All’inizio del XIX secolo furono isolate allo stato puro molte sostanze organiche e ne venne determinata la composizione. Il chimico svedese J.J. Berzelius le catalogò a parte, e nacque in questo modo il vocabolo chimica organica. Poiché non era ancora possibile preparare i composti organici in laboratorio, si credeva che solo gli organismi viventi fossero in grado di riprodurli.

Fino al 1828 i chimici erano convinti che i composti si dividessero in due categorie o classi ben distinte: composti inorganici, provenienti dal mondo minerale, come per esempio il sale da cucina estratto dalle miniere o dalle acque marine, il cloruro di sodio, e composti organici, provenienti dagli organismi viventi sia animali che vegetali, come per esempio lo zucchero ottenuto dalla barbabietola o dalla canna da zucchero.

I composti inorganici e organici non si differenziano solo per la diversa origine, ma anche per le loro proprietà: le molecole inorganiche si decompongono con più difficoltà, ad esempio è necessario arrivare a temperature molto elevate prima che i sali si decompongano; le molecole organiche, al contrario, si decompongono facilmente, ad esempio lo zucchero si degrada a carbonio e acqua quando viene scaldato eccessivamente.

In passato, i chimici conoscevano diverse proprietà di alcune sostanze organiche e sapevano anche manipolarle e trasformarle: sapevano, ad esempio, estrarre l’alcol dalla frutta, alcuni zuccheri dalle piante, numerose sostanze medicamentose e numerosi coloranti. Tuttavia, a nessuno era mai venuto in mente di riprodurre queste sostanze in laboratorio ma tutti si erano limitati a utilizzare ciò che il mondo vivente e minerale potesse offrire. Infatti, una particolarità della storia della chimica è la difficoltà che i primi chimici incontrarono a sintetizzare composti organici in laboratorio. In effetti, la sintesi dei composti organici presenta maggiori difficoltà a differenza di molti derivati inorganici che al contrario possono essere sintetizzati facilmente.

Le difficoltà nella sintesi organica e il fatto che tali composti derivassero dagli organismi viventi portarono i primi chimici a ipotizzare che fosse una forza vitale (in latino vis vitalis) il potere mistico o soprannaturale che permetteva la loro sintesi. Questa teoria, nota con il nome di vitalismo, sembra spiegare la causa per la quale i chimici del XVIII secolo erano incapaci di sintetizzare il laboratorio materiale organico. La teoria del vitalismo crollò definitivamente grazie a un esperimento eseguito in Germania nel 1828 da un chimico tedesco, Friedrich Wohler  (1800-1882). In quell’anno Wohler riuscì a ottenere l’ urea, un composto prettamente organico presente nelle urine animali, riscaldando il cianato di ammonio, un reagente prettamente inorganico, secondo la reazione:

L’urea era una molecola organica già nota, che in passato era stata isolata dall’urina che viene prodotta nel metabolismo degli animali. Il semplice esperimento di Wohler fu un episodio chiave nella storia della chimica: era riuscito a dimostrare che le sostanze organiche seguono le normali leggi della scienza e della chimica.

A questa sintesi ne seguirono numerose altre e il numero di composti organici di origine non biologica divenne così elevato che il vocabolo chimica organica cominciò gradualmente ad avere un significato diverso.

Molti passi avanti sono stati compiuti dai tempi dell’esperimento di Wohler: è anche grazie a lui che oggi la chimica organica è un vastissimo campo di ricerca comprendente la produzione di molteplici sostanze. Numerose composti naturali sono stati ottenuti anche per via sintetica, come, per esempio, l’aspirina, che veniva estratta dalla corteccia del salice e perciò denominata salicilato. Oggi l’aspirina viene prodotta per sintesi dall’industria e immessa sul mercato in quantità di migliaia di tonnellate.

A seguito della sua esperienza, Wohler poté trionfalmente affermare: <<Riesco a produrre urea senza aver bisogno di un rene e neppure di un animale, uomo o cane che sia>>.

24 gennaio 2009 Pubblicato da Francesca Brigida 1 commento

Aforismi Galileo Galilei

– Il buon insegnamento è per un quarto preparazione e tre quarti teatro.

– Parlare oscuramente lo sa fare ognuno, ma chiaro pochissimi.

– Ricordati che dietro ogni problema c’è un’opportunità.

– E’ sempre meglio una piccola verità che una grande bugia.

– Misura ciò che è misurabile e rendi misurabile ciò che non è misurabile.

– Parlare oscuramente lo sa fare ognuno. Chiaro pochissimi.

– The bible shows the way to go to heaven, not the way the heavens god.

– Le cose sono unite da legami invisibili: non puoi cogliere un fiore senza turbare una stella.

– Io qui direi quello che intesi da persona ecclesistica costituito in eminentissimo grado cioè l’intenzione dello Spirito Santo essere di insegnarci come si vada al cielo, e non come vada il Cielo.

– Stante, dunque, ciò, mi par che nelle dispute di problemi naturali non si dovrebbe cominciare dalle autorità di luoghi delle Scritture, ma dalle sensate esperienze e dalle dimostrazioni necessarie.

– Scienza è il distinguere quello che si sa da quello che non si sa.

– La maggior salvezza che sia, è conoscere se stesso.

13 dicembre 2008 Pubblicato da Francesca Brigida commenta!

I primi studi sulle molecole organiche

I primi studi e le prime ricerche sulle molecole organiche si basarono sull’analisi elementare dei prodotti, introdotta fin dal 1784 da Lavoisier e perfezionata in seguito dal chimico tedesco J. von Liebig.

Lavoisier, occupandosi dei fenomeni di combustione, aveva dimostrato che le sostanze organiche producono anidride carbonica e acqua bruciando; perciò le sostanze organiche devono contenere necessariamente anche idrogeno oltre che carbonio.

Qualche decennio dopo, J. von Liebig analizzò accuratamente la composizione di un gran numero di sostanze organiche e fu capace di dimostrare che esse risultano dalla composizione di un numero limitato di elementi, ossia carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. L’analisi rivelò due fattori importanti:

1) tutte le sostanze organiche contengono necessariamente carbonio e in quantità superiore rispetto agli altri elementi;
2) oltre al carbonio, gli elementi presenti sono molto limitati, primo fra tutti è senza dubbio l’idrogeno, a cui seguono ossigeno, azoto, alogeni, fosforo e, molto raramente, ferro, zolfo e magnesio.

Si pensò allora che la varietà delle sostanze organiche naturali dipendesse da particolari proprietà del carbonio e dal modo in cui i suoi atomi riuscivano a legarsi ad altri atomi di carbonio o di altri elementi.
La ricerca sulla chimica organica proseguì nel XIX secolo con gli studi di altri chimici, quali Kekulé e Couper sulla struttura delle molecole organiche.
Kekulé e Couper riuscirono a spiegare la formazione di molecole organiche molto complesse applicando il concetto di valenza ai composti organici, già noto in chimica inorganica. Essi fornirono un metodo efficiente e semplice per rappresentare molecole molto organiche anche notevolmente complesse.
Inoltre, nel 1848, quando ancora non erano stati definiti i concetti di valenza, legame e struttura, Louis Pasteur, cercando di mettere in relazione le caratteristiche dei cristalli con le proprietà chimiche delle sostanze che li costituivano, aveva scoperto la differenza tra due tipi di acido tartarico che, pur avendo la stessa composizione e lo stesso comportamento chimico, avevano diverso comportamento fisico in quanto le loro soluzioni interagivano differentemente con la luce polarizzata.
Alla fine del XIX secolo, l’idea di sfruttare le proprietà ottiche delle sostanze per ottenere informazioni sull’organizzazione delle particelle a livello microscopico fu impiegata dal chimico olandese Jacobus Henricus van’t Hoff che riuscì ad evidenziare situazioni di simmetria o di asimmetria all’interno delle molecole, non sufficientemente spiegabili dalla teoria strutturale.

09 dicembre 2008 Pubblicato da Francesca Brigida commenta!

Che cos’è la chimica del carbonio?

La chimica organica è la branca della chimica che si occupa dei composti contenenti nelle loro molecole atomi di carbonio. Proprio perché lo scheletro dei composti organici è costituito da atomi di carbonio, la chimica organica è detta anche chimica del carbonio. I composti organici più semplici sono costituiti solo da carbonio e idrogeno; gli altri elementi tipici delle molecole organiche sono l’ossigeno, l’azoto e, in percentuale inferiore, anche gli alogeni, lo zolfo e il fosforo. I composti organici hanno un ruolo di fondamentale importanza per l’uomo in quanto, oltre a costituire la materia vivente, sono alla base della sua alimentazione o costituiscono materiali destinati alla produzione di molti beni di uso quotidiano, quali il petrolio, il legno, le fibre tessili, i farmaci, i colori, il vino, i profumi, i detersivi, la carta e tantissimi altri materiali contenenti sostanze organiche.
La vita si è evoluta a partire dai composti del carbonio, e proprio per questo le molecole organiche sono di grande importanza per chiunque sia interessato allo studio della materia vivente.
La chimica organica può essere definita come la chimica dei composti del carbonio di qualunque derivazione essi siano, mentre chimico organico è colui che studia le strutture e le reazioni dei composti organici.
Nonostante la sua complessità, la chimica organica è una scienza in un certo qual modo sistematica, che può essere ricondotta a classi di molecole e a tipi di reazioni.
Attualmente gli interessi della chimica organica abbracciano tutti i campi della vita moderna senza più barriere né confini.

09 dicembre 2008 Pubblicato da Francesca Brigida 3 commenti

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