Messaggiando con Ostwald

Il padre della chimica fisica
ostwaldImmaginatevi un uomo entusiasta, cordiale, con occhi penetranti, chiari, i capelli rossicci, baffi e barba, che si aggiri tutto il giorno nei  laboratori di ricerca. Se tu fossi stato in difficoltà, Ostwald avrebbe avuto  una soluzione da offrirti. Se non avessi  avuto alcuna difficoltà, probabilmente ti avrebbe aiutato ad elaborare nuove idee. Se avessi avuto una  qualunque opinione sulla musica, la pittura o la filosofia, il Maestro, pieno di attenzione, si sarebbe fermato a discuterne  con te ‘
FJ Donnan, ‘Ostwald Memorial Lecture’, J. Chem. Soc., 1933, 326.

In occasione del ritrovamento di due libri, che credevo per sempre ingoiati dal Caos, vero ed unico proprietario della mia biblioteca, ho deciso di parlare di Ostwald  autore dei tomi in questione e chimico.

Suppongo che la parola chimico abbia azionato in automatico il clic del vostro  mouse e oscurato per sempre questo  post. Aspettate prima di fare gesti definitivi dei quali potreste pentirvi: vi incuriosisce almeno un po’, sapere che parlerò di un filantropo, filosofo, un po’ musicista, un po’pittore..ed anche padre di cinque figli?
Ostwald fu tutto questo.
Pensate :
nel corso di una carriera intensa, Wilhelm Ostwald ha pubblicato 45 libri, oltre 500 articoli, e circa 5000 recensioni. Ha inoltre curato sei riviste scientifiche, e ha organizzato la ristampa di una lunga serie di documenti storici chimici. Ha Supervisionato 147 dottorandi, 34 dei quali divennero professori e tre vinsero il premio Nobel! Arrhenius,1903 Van’t Hoff,1901 Nerst1920). Ebbe importanti  riconoscimenti da oltre 60 università e associazioni scientifiche, e nel 1909 vinse il premio Nobel per la chimica.
Di tutto il suo imponente curricolo la cosa che più mi colpisce è il suo successo come docente! Tre premi Nobel tra i suoi allievi! Che invidia,
Contribuisce ad accrescere la mia ammirazione per poliedrico Ostwald  il suo interesse in questioni filosofiche, sociali e politiche, e il fatto che abbia dedicato molto tempo e sforzi per la causa della pace nel mondo e la cooperazione internazionale.
Inoltre, da sempre interessato alle arti, da giovane suonò la viola in un quartetto d’archi, e ormai in pensione, diventò un entusiasta pittore di paesaggi.
Ebbe anche una famiglia infatti  per 52 anni fu felicemente sposato con Helene von Reyher, dalla quale ebbe due figlie e tre figli.


Ma andiamo con ordine e vediamone una breve biografia.
La famiglia di Ostwald apparteneva alla comunità tedesca di Riga, ora capitale della Lettonia, ma allora parte dell’Impero russo. Il padre, Gottfried Wilhelm Ostwald era un mastro bottaio, sua moglie Elisabetta (nata Leuckel), era la figlia di un fornaio. Il loro secondo figlio, nato il 2 settembre 1853, fu  battezzato Friedrich Wilhelm, ed educato alla liceo di Riga. Il padre sperava che il ragazzo sarebbe diventato un ingegnere, ma nel 1872 Wilhelm entrò all’Università di Dorpat( ora in Estonia) per studiare chimica. In un primo momento, Ostwald trascurò gli studi per dedicarsi all’arte, alla musica, alla filosofia e alla … bella vita. Poi,  scoprì la chimica teorica e ne fu affascinato  tanto che  nel 1875 fu ammesso al laboratorio di Karl Schmidt, allievo di Liebig e qui  Ostwald dimostrò subito il suo valore passando subito  dagli  esercizi di routine a indagini originali e ottenendo il dottorato nel 1878.
Un lavoro part-time come assistente di laboratorio gli permise di continuare la ricerca a Dorpat finché divenne professore di chimica presso il Politecnico di Riga nel 1881, a 28 anni.
Ostwald rimaste a Riga fino a quando ottenne una cattedra a Lipsia nel 1887. In quello stesso anno fondò la Zeitschrift für physikalische Chemie, e ben presto divenne  una figura rivistadi primo piano nel mondo scientifico internazionale
Gran parte della sua importante ricerca venne però condotta lontano dai maggiori centri della scienza europea, utilizzando spesso,  poco costose apparecchiature fatte in casa.  Molto probabilmente (Ostwald ne era convinto), fu  proprio questo suo  isolamento dal mainstream accademico, a condurlo verso il campo poco esplorato  della chimica fisica. Infatti, mentre la maggior parte dei suoi contemporanei era impegnata nella scoperta di nuove sostanze e reazioni, egli cercava di comprendere le forze, che erano alla base delle reazioni e dei legami tra molecole. Per anni misurò le variazioni dei parametri fisici che accompagnano i processi chimici ed elettrochimici studiando le affinità chimiche
In particolare Ostwald,  a partire dal 1875, utilizzò delicate misurazioni volumetriche per indagare sulle affinità chimiche nei sistemi all’equilibrio e fu  proprio da questi  suoi studi,  compiuti misurando sia le variazioni di volume sia altri parametri fisici da cui sono sempre accompagnate  le reazioni chimiche, che ottenne risultati in accordo con la legge di azione di massa, legge che riguarda il calcolo delle quantità di prodotti di una reazione chimica in base alle  concentrazioni dei reagenti. Già dal  1864, due norvegesi, Peter Guldberg e Catone Waage, avevano  formulato tale  legge e spiegato le sue implicazioni in una serie di documenti: tuttavia, il loro lavoro era rimasto praticamente sconosciuto, finché Ostwald non lo pubblicizzò e ampliò nel 1880.

hoffContemporaneamente, un suo allievo,  il fisico chimico’olandese Jacobus van’t Hoff (1852-1911) dimostrava come la legge di azione di massa, ottenuta sperimentalmente,  potesse  essere dedotta direttamente dai principi termodinamici. Trovò infatti  che le molecole delle sostanze disciolte si  comportavano, per alcuni aspetti, come molecole allo stato gassoso.
In particolare, l’equazione gas universale, PV = RT poteva essere applicata a soluzioni (dove P rappresenta la pressione osmotica, e V il volume contenente una mole di soluto). Ostwald fu uno dei primi a riconoscere l’importanza di questa svolta.
Purtroppo, c’era una difficoltà. La costante dei gas, R, talvolta doveva essere moltiplicata per una cifra apparentemente arbitraria per rendere l’equazione coincidente con le osservazioni. Il significato di questo moltiplicatore – ‘fattore di di van’t Hoff – divenne chiaro quando il chimico svedese Svante Arrhenius  (suo studente) sviluppò la sua teoria della dissociazione ionica.
Fu proprio Ostwald a intravedere la soluzione di questo problema, nel lavoro di  tesi di dottorato  di un altro suo allievo, Arrhenius ( 1884), sulla conducibilità degli elettroliti. I svantearrheniusdue divennero amici e insieme collaborarono a una versione più completa della teoria di Arrhenius, che pubblicarono sulla rivista fondata da  Ostwald , Zeitschrift für physikalische Chemie, nel 1887. Essi dimostrarono che il fattore di van’t Hoff non è una quantità  arbitraria, ma rappresenta la proporzione di molecole disciolte che si separano in ioni di carica opposta. La pressione osmotica esercitata da una soluzione, fu così riconosciuta come proporzionale al numero di ioni disciolti,.
Finora, il ruolo principale di Ostwald era stato quello di chiarire, coordinare ed ampliare le idee di van’t Hoff e Arrhenius. Tuttavia, nel 1887 diede un contributo originale formulando la – legge di diluizione che porta il suo nome:
Oltre a studiare le reazioni chimiche che avevano già raggiunto l’equilibrio, Ostwald, insieme ai suoi studenti, misurò anche la velocità  a cui le reazioni procedevano verso lo stato di equilibrio. Queste indagini cinetiche dimostrarono che, mentre i catalizzatori alteravano  la velocità  di reazioni, non cambiavano  le proporzioni dei prodotti finali. Questa scoperta ebbe profonde implicazioni per l’industria ostwald process of creating nitric acid_0e per la teoria chimica. Fu  citata come il motivo principale per il premio Nobel di Ostwald
“La Catalisi, che prima sembrava essere un segreto nascosto, è diventata così accessibile a precisi  studi scientifici”
In effetti,  prima degli studi di Ostwald, ben poco si sapeva proposito di catalisi. Nel libro ‘Le ricreazioni scientifiche’ del 1982 , l’autore, Gastone Tissandier, parlando di alcune proprietà del platino dice:
“queste singolari azioni ossidanti del platino, che non si sanno ancora spiegare, erano una volta distinte  sotto il nome di azioni catalitiche. Ma una parola, per quanto greca essa sia,non è una teoria ed è sempre preferibile confessare la propria ignoranza, piuttosto che simularla sotto un’apparenza di sapere. La scienza è abbastanza ricca per poter esprimere arditamente i  suoi dubbi  e le sue incertezze …………
Bisogna saper confessare umilmente la nostra ignoranza, e dire come d’Alambert;<L’Enciclopedia è molto abbondante, ma che sarebbe se  essa parlasse di ciò che non sa?>”
Per scoprire molti dei segreti della catalisi vi consiglio il Carnevale della chimica sul blog di Marco Capponi.

Ostwald era inoltre interessato misurazione dell’energia assorbita o liberata nelle reazioni chimiche. Egli capì immediatamente quanto gli studi termodinamici del fisico statunitense Willard Gibbs fossero  utili in quel contesto. Le pubblicazioni di  Gibbs, molto Josiah_Willard_Gibbs_01matematiche, erano difficili da  interpretare per i chimici europei, ma Ostwald si sforzò di renderle più accessibili, senza nulla togliere al pensiero dell’autore.
Nel 1890 Ostwald si trovò profondamente coinvolto nei problemi teorici e filosofici relativi al concetto di energia. Si convinse che la materia era semplicemente ‘un miraggio che la mente crea per comprendere il funzionamento di energia’. Pur accettando che gli atomi e le molecole fossero simboli convenienti per spiegare le regolarità statistiche nelle nostre osservazioni, insisteva  sul fatto che, le verità fondamentali della scienza devono essere espresse in termini di energia, senza alcun riferimento a quelle ipotetiche particelle. Nel 1909, dopo molte polemiche, Ostwald si convinse  da nuove prove fisiche (compresi gli studi di Jean Perrin del moto browniano) ad accettare la realtà degli atomi.
Dopo il ritiro dalla vita accademica nel 1906, Ostwald  intraprese una vasta gamma di attività filantropiche. Alcune con buoni risultati, altri fallimentari, ma tutti rivelavano  un profondo impegno per il progresso scientifico e per valori umanitari. Il suo tentativo di promuovere l’ Ido (una versione migliorata di Esperanto) come lingua internazionale fece pochi proseliti.  Così come Il suo coinvolgimento con l’utopico biologo-filosofo Ernst Haeckel e il suo ‘Monist League’ gli costarono parecchio denaro,: investì in questa impresa, buona parte del suo premio Nobel!
Devo dire che questo sistema filosofico, il monismo, era veramente affascinante: sostanza e spirito sono tutt’uno, compongono un’unità che rende manifesto il mondo, attraverso una ciclica ed eterna evoluzione. Un sistema né materialistico, né spiritualistico che è stato definito come ilozoismo scientifico o panteismo ateistico: definizioni agghiaccianti (filosofi e scienziati sono stupendi nella costruzione di vocaboli da utilizzare solo nelle calde giornate d’estate).
Un’ altra impresa fallimentare, ma meravigliosa fu  Der Brücke (Il Ponte),IMG_4916
un’organizzazione che cercava di stimolare e coordinare l’attività intellettuale e culturale oltre i confini nazionali.  Tentativo infruttuoso, ma che rende questo scienziato ancora più simpatico.
Fu più fortunato in  campo scientifico, dove  ha giocato un ruolo importante nella fondazione di una Associazione Internazionale delle Società Chimiche.
Purtroppo,  lo scoppio della guerra nel 1914 segnò il crollo delle speranze di Ostwald per una  cooperazione internazionale più ampia.
Patriota, ma non militarista, Ostwald sperava in  una pace onorevole negoziata il più rapidamente possibile. Per questo, fu  criticato da colleghi tedeschi per la sua mancanza di zelo, e da gli amici all’estero per la sua riluttanza a condannare apertamente la guerra. In questa atmosfera deprimente, Ostwald si allontanò dagli  affari pubblici, e sviluppò un ultimo progetto di ricerca.
Da sempre affascinato dalle terre di confine tra scienza e arte, fece una analisi sistematica

guache di W. Ostwald

guache di W. Ostwald

dei fenomeni legati al  colore e alla nostra percezione di essi. Il suo obiettivo era quello di portare a termine  una classificazione dei colori  che da soggettiva e qualitativa quale era si trasformasse in uno strumento quantitativo e oggettivo. Cercò anche  di stabilire principi di armonia dei colori, analoghi alle regole armoniche della musica.
In questo suo sforzo ottenne un notevole successo, e il suo sistema di classificazione dei colori è stato ampiamente adottato. anche e se non mancarono veri e propri conflitti con alcuni artisti della Bauhaus, come Ytten, che non sopportavano la sua mania di voler codificare la bellezza.
Anche questa parte dell’ attività di Oswald mi affascina. Si buttò in queste ricerche conOstwald_Color passione e sperimentava, sperimentava tanto da avere costantemente barba e capelli luccicanti di pigmenti di sua creazione!

Nei suoi ultimi anni, Ostwald si dedicò a speculazioni di carattere più generale sulla filosofia dell’estetica e sui principi scientifici che sono alla base della nostra percezione di armonia e proporzione.
Morì il 4 aprile 1932. Wilder Bancroft, un ex allievo, ha riassunto il significato  della sua vita in queste parole:

Era amato e seguito da più persone di qualsiasi altro chimico del nostro tempo’.

continua …..

 

Fonti:

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1909/ostwald-bio.html

http://it.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Ostwald

http://it.wikipedia.org/wiki/Processo_Ostwald

Libri:

Ostwald – Come si impara la chimica – Torino 1913

Ostwald –  Come si studiano i corpi- Torino 1922

Annunci

Informazioni su spanni

prof. di chimica
Questa voce è stata pubblicata in approfondimenti, didattica e contrassegnata con , , . Contrassegna il permalink.

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...