Fritz Haber: il chimico controverso

Fritz Haber è stato un chimico tedesco che ottenne il Premio Nobel nel 1918 per la sintesi dell’ammoniaca. Il premio Nobel, istituito per volontà di Alfred Nobel, nel 1895 viene conferito a chi, in determinati ambiti disciplinari,  ha apportato “i maggiori benefici all’umanità”.

La sintesi dell’ammoniaca a partire dagli elementi azoto e idrogeno richiede particolari condizioni di pressione e di temperatura e l’utilizzo di un appropriato catalizzatore. Fritz Haber nel primo decennio del XX secolo riuscì a realizzare un obiettivo a lungo ricercato dai chimici trovando un compromesso tra l’aspetto cinetico e l’aspetto termodinamico, competitivi tra loro e un catalizzatore che rendeva sufficientemente veloce la reazione a temperature abbastanza basse.

Il processo scoperto da Fritz Haber è stato descritto come “la reazione che ha cambiato il mondo” in quanto è stata utilizzata per la produzione di fertilizzanti sintetici e oggi si stima che oltre un terzo della popolazione umana mondiale faccia affidamento su alimenti coltivati con tale tipo di fertilizzanti ma l’ammoniaca è attualmente utilizzata anche come gas refrigerante, per la purificazione delle riserve idriche e nella produzione di plastica, esplosivi, tessuti, pesticidi, coloranti e altri prodotti chimici come l’acido nitrico.

Sintesi dell’ammoniaca

La sintesi dell’ammoniaca aveva coinvolto numerosi chimici e, tra il 1895 e il 1899, i chimici  Adolph Frank e Nikodem Caro realizzarono il processo Frank-Caro, chiamato anche processo cianammidico, che prevede la fissazione dell’azoto del carburo di calcio con azoto gassoso in un reattore a circa 1.000 °C.

Il processo prevede la reazione dell’ossido di calcio con carbonio da cui si ottengono carburo di calcio e monossido di carbonio:
CaO + 3C → CaC2 + CO
Dalla reazione del carburo di calcio con l’azoto si ottiene calciocianammide e carbonio:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C
L’idrolisi della542066 calcio cianammide dà luogo alla formazione di carbonato di calcio e ammoniaca:
CaCN2 + 3 H2O → CaCO3 + 2 NH3
Poiché questo processo richiedeva grandi quantità di energia, gli scienziati hanno concentrato i loro sforzi sulla riduzione del fabbisogno energetico.

haber
haber

Fritz Haber svolse così uno dei lavori più importanti nello sviluppo della moderna industria dell’ammoniaca. Fra le tante difficoltà incontrate da Fritz Haber vi fu quella della scissione del triplo legame che tiene uniti i due atomi di azoto nella molecola N2.

La reazione di sintesi dell’ammoniaca:
N2 + 3 H2 →  2 NH3  (ΔH = – 15 kcal/mol)
è esotermica  per cui da un punto di vista puramente termodinamico, la reazione procede verso destra in modo significativo a temperature relativamente basse e alle alte pressioni. Dal punto di vista cinetico, invece, l’aumento di temperatura rende la reazione veloce. Invece alle basse temperature la velocità è praticamente nulla.

Inoltre che, per il principio di Le Chatelier, un aumento di pressione sposta a destra la reazione (dal momento che il numero di moli dei prodotti è minore di quello dei reagenti). Fritz Haber si rese conto che la sintesi dell’ammoniaca sarebbe stata possibile impiegando un catalizzatore che scoprì essere costituito da polvere di ferro che rendesse sufficientemente veloce la reazione a temperature abbastanza basse e un riciclo della miscela idrogeno-azoto dopo condensazione dell’ammoniaca che permettesse di operare anche con rese di conversione relativamente basse per ogni singolo passaggio sul catalizzatore.

Fritz Haber e la Prima Guerra Mondiale

Allo scoppio della prima guerra mondiale nel 1914, Fritz Haber fu incaricato dello sviluppo delle materie prime per lo sforzo bellico tedesco come reazione alla guerra di posizione e ai problemi di importazione del nitrato di sodio dal Cile necessario per la sintesi dell’ammoniaca di cui si aveva bisogno per ottenere gli esplosivi.

Fritz Haber, ritenne quindi di mettere la sua scienza al servizio della sua nazione e di fare quello che considerava il suo dovere patriottico. Nell’ambito di questo lavoro maturò l’idea di rilasciare nelle trincee nemiche gas  cloro altamente tossico come una sorta di arma chimica.

battaglia di Ypres
battaglia di Ypres

Fu così che il 22 aprile 1915, i membri di un’unità speciale dell’esercito tedesco aprirono le valvole di più di 6000 cilindri d’acciaio disposti in trincee lungo il perimetro difensivo di Ypres, in Belgio e, in 10 minuti, furono riversate sull’esercito nemico più di 160 tonnellate di cloro. L’uso a sorpresa di questo gas permise ai tedeschi di sfondare la linea francese lungo un fronte di 6 chilometri, provocando il terrore tra i soldati.

Fu così che a Fritz Haber, ardente nazionalista tedesco, si deve la prima arma di distruzione di massa. Haber, il cosiddetto padre delle armi chimiche organizzò e guidò il programma tedesco di guerra chimica, risolvendo i problemi nello sviluppo e nell’impiego degli agenti chimici nonostante il fatto che la moglie Clara Immerwahr, chimico come lui lo supplicato di fermarsi.

Dieci giorni dopo l’attacco a Ypres, supervisionato dallo stesso Haber, la moglie che aveva protestato pubblicamente contro la “perversione degli ideali della scienza” e che era “un segno di barbarie, che corrompeva la stessa disciplina che dovrebbe portare nuove intuizioni nella vita” si suicidò.

Dal 1916, i proiettili di gas fosgene sostituirono il cloro e dal 1917 furono combinati anche gli arsenicali, ovvero  composti di arsenico tossici che avrebbero dovuto costringere i soldati a togliersi le maschere antigas.

Il Premio Nobel

L’assegnazione del premio Nobel a Fritz Haber fu una questione controversa  ma il comitato del Premio Nobel riconobbe che, sebbene avesse contribuito alla creazione di armi chimiche, il suo sviluppo della sintesi dell’ammoniaca significava che era un uomo che aveva dato “il massimo beneficio all’umanità”. Non tutti erano d’accordo con la decisione che fu accolta con diffusa indignazione.

Molti diplomatici e scienziati britannici, francesi e statunitensi si rifiutarono di partecipare alla cerimonia di premiazione a Stoccolma e fu riferito che il famoso fisico Ernest Rutherford si rifiutò di stringere la mano di Haber alla cerimonia di premiazione del Premio Nobel.

campo di concentramento di Auschwitz
campo di concentramento di Auschwitz

Dopo l’ascesa di Hitler, Fritz Haber, divenuto un ricco industriale, fu espulso dalla Germania perché proveniva da una famiglia ebrea, nonostante l’intervento di Max Planck che perorò personalmente la causa di Haber con Hitler e fu in tale occasione che Hitler pronunciò la frase: “Se la scienza non può fare a meno degli ebrei, noi in pochi anni faremo a meno della scienza”.

Fritz Haber emigrò quindi in Gran Bretagna e nel 1934 decise di trasferirsi nel protettorato Inglese di Palestina ma morì durante il viaggio per un attacco cardiaco in un albergo di Basilea. Il triste fato che afflisse la vita di Haber continuò anche dopo la morte. Uno degli insetticidi più efficaci che aveva contribuito a sviluppare era lo Zyklon B, che fu successivamente utilizzato dai nazisti nei campi di concentramento, per uccidere più di un milione di persone, inclusi membri della famiglia allargata di Haber, compresi i figli delle sue sorelle e cugini.

ARGOMENTI

GLI ULTIMI ARGOMENTI

Articolo precedente
Articolo successivo

TI POTREBBE INTERESSARE

Resa percentuale in una reazione. Esercizi svolti e commentati

La resa percentuale di una reazione costituisce un modo per valutare l'economicità di una reazione industriale che può essere accantonata se è bassa. Si possono...

Bilanciamento redox in ambiente basico: esercizi svolti

Il bilanciamento di una reazione redox in ambiente basico  può avvenire con  il metodo delle semireazioni. Nel bilanciamento vanno eliminati di eventuali ioni spettatori...

Reagente limitante: esercizi svolti

Si definisce reagente limitante di una reazione chimica quella specie che si consuma per prima e che determina la quantità dei prodotti di reazione. Per...