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La legge di Avogadro compie 200 anni

Nacque grazie all'eclettico genio piemontese l'ipotesi alla base della chimica moderna

Si celebra in questi giorni il bicentenario della legge di Avogadro, il dogma alla base della chimica moderna elaborato dal genio piemontese, eppure a lungo ignorato dagli scienziati a lui contemporanei. 

Amedeo Avogadro - ritrattoAmedeo Avogadro di Quaregna nacque a Torino il 9 agosto 1776 e morì, sempre a Torino, il 9 luglio 1856. Fu un Fisico o un Chimico? In realtà era un Avvocato. Laureatosi in Leggi Civili ed Ecclesiastiche, trasferì con entusiasmo e totale dedizione alla Chimica e alla Fisica le capacità di studio e di interpretazione dei dati sperimentali suoi e altrui.

Nel  1803 presentò all'Accademia delle Scienze di Torino, insieme al fratello minore Felice, il suo primo lavoro scientifico, riguardante l'elettricità. Nel 1809 venne nominato professore di "filosofia positiva" (matematica e fisica) al Regio Collegio (liceo) di Vercelli. Durante questo periodo vennero pubblicate le sue opere più famose, in un campo, quello della chimica, che all'epoca cominciava appena a compiere i primi passi per diventare una scienza in senso moderno.

Definito giustamente dal Guareschi«il Legislatore delle molecole», il suo grande merito sta nell'aver distinto chiaramente la natura delle particelle che costituiscono i corpi, distinguendo i concetti di atomo e molecola sino allora usati come sinonimi. Avogadro pubblicò nel 1811 la sua legge fondamentale:

«A parità di condizioni di pressione e temperatura, volumi eguali di gas contengono un egual numero di molecole».

In pratica, alla stessa temperatura e pressione, un litro di ossigeno contiene un numero di molecole di ossigeno uguale al numero di molecole di azoto contenute in un litro di azoto, o di molecole di cloro contenute in un litro di cloro, ecc.

Questo implica che, se per esempio un certo volume di ossigeno pesa 16 volte un volume di idrogeno preso alla stessa pressione e temperatura, una molecola di ossigeno avrà un peso di 16 volte superiore a quello di una molecola di idrogeno.  

Avogadro è l'unico italiano ad avere legato il suo nome a una costante universale, il cosiddetto Numero di Avogadro, ovvero il numero di molecole contenuto in una massa in grammi numericamente pari al peso molecolare.  Questo valore corrisponde a un un numero enorme di entità o particelle (più di seicentomila miliardi di miliardi), esattamente 6.0221412x1023 e, come è stato verificato da misure accuratissime, anche di recente, è uguale per tutte le sostanze. 

Il principio di Avogadro è rigorosamente valido solo per i gas ideali, ma nella maggior parte dei casi pratici si può applicare con buona approssimazione anche ai gas reali.  

La memoria originale in cui venne espressa come ipotesi quella che verrà poi accettata come legge apparve, come detto, nel 1811, ma la sua modestia, e i tempi non maturi, ritardarono l'accettazione della legge che si verificò definitivamente solo dopo la sua morte.

Inoltre, Avogadro, basandosi sulle determinazioni dei pesi molecolari, fu il vero precursore delle moderne formule chimiche ed il primo a indicare l'acqua con la sua formula chimica corretta: H2O. Divenne Professore di «Fisica Sublime» all'Università di Torino, Autore di un Trattato di Fisica in 4 volumi e di oltre 50.000 manoscritti e di una trentina di pubblicazioni apparsi nelle Memorie dell'Accademia delle Scienze di Torino.

Avogadro si interessò anche di elettricismo per tutta la sua vita e si può dimostrare che nella nascente nuova disciplina elettrica i suoi contributi, che si estesero per quaranta anni e che sono documentati da 11 pubblicazioni, non sono trascurabili. Avogadro era un teorico, ma in elettricismo divenne anche sperimentale, costruendo uno strumento, il «voltmetro moltiplicatore» per una determinazione accurata della serie elettrochimica degli elementi: i valori trovati vennero usati in tutta Europa. Altra sua innovazione fu l’intuizione dell’esistenza dell’«aura elettrica» attorno ai corpi con cariche elettriche, che oggi chiamiamo «induzione elettrica» e che venne sviluppata da Faraday.

Amedeo Avogadro abbinò alla sua modestia negli atteggiamenti esterni una qualità eccelsa del ricercatore, dimostrata dalla vastità, sistematicità e continuità delle informazioni, oltre che dal fatto che fu in molti campi un precursore. Del suo quasi maniaco rifuggire dalla «esposizione», ne è prova il fatto  che alla riunione degli Scienziati Italiani a Torino nel 1840,  Avogadro non assunse alcun ruolo.

Fu il palermitano Stanislao Cannizzaro, che nel Congresso di Chimica di Karlsruhe nel 1860, riprese l'ipotesi di Avogadro pervenendo grazie ad essa a quella riforma dell'atomismo chimico che chiude il periodo delle leggi quantitative.


 

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