Humphry Davy: il chimico poeta

Sir Humphry Davy fu il più grande chimico della sua epoca dotato di entusiasmo e di uno straordinario talento per l’indagine sperimentale. I suoi esperimenti spesso condotti dinanzi a chimici ma anche a nobildonne, le sue invenzioni, il suo contributo che ha dato alla chimica sono passati alla storia, ma forse la sua più grande eredità è ciò che ha fatto per la comunicazione scientifica e l’abbattimento delle barriere tra scienze e arti.

La figura di Humphry Davy si staglia nella storia della chimica ed emerge come quella del chimico nel vero senso della parola. Non si risparmiò mai e dedicò la sua vita agli studi che consentirono una vita migliore per l’umanità e morì a 50 anni per un collasso respiratorio probabilmente dovuto ai danni subiti dal suo apparato respiratorio dopo da anni di inalazioni chimiche.

In punto di morte pare abbia detto “Benedico Dio per essere stato in grado di portare a compimento le mie fatiche intellettuali” e forse l’umanità dovrebbe benedire Dio per aver fatto nascere Humphry Davy. Ma Sir Humphry Davy non fu solo un chimico ma scrisse poesie per tutta la vita e fu amico di molti poeti romantici, tra cui Samuel Taylor Coleridge considerato tra i fondatori del Romanticismo inglese, e William Wordsworth  ritenuto il fondatore del Romanticismo e soprattutto del naturalismo inglese.

La vita

Nato in Cornovaglia da una famiglia di umili origini nel 1778 Humphry Davy era il primo di cinque figli e fu aiutato da John Tonkin, suo padrino e in seguito suo tutore per frequentare la Truro Grammar School dove intratteneva i suoi compagni di scuola scrivendo poesie.

Sir Humphry Davy
Sir Humphry Davy

Dopo la morte del padre di Davy nel 1794 fu assunto come apprendista presso lo studio di un chirurgo dove ebbe accesso alla farmacia e, da autodidatta, presso la propria abitazione, iniziò a condurre esperimenti. Fece anche amicizia con Davies Gilbert che gli permise di utilizzare una biblioteca e un laboratorio chimico ben attrezzato, dove Davy iniziò a condurre esperimenti principalmente con i gas.

Humphry Davy saggiò l’ossido nitroso noto anche come protossido di azoto a cui diede il nome di gas esilarante e lo e inalò per testare le sue proprietà patologiche. A seguito dei suoi lavori divenne sovrintendente chimico della Pneumatic Institution nel 1798  e nel 1800 pubblicò le sue scoperte nel libro Researches, Chemical and Philosophical e divenne professore di chimica presso la Royal Institution of Great Britain due anni dopo.

Il carisma personale e il fascino di Humphry Davy resero le sue presentazioni scientifiche al pubblico presso la Royal Institution of Great Britain estremamente popolari tra l’élite londinese dell’epoca. Si dedicò in seguito agli esperimenti sull’elettricità, esplorando in particolare le proprietà di produzione di elettricità delle celle elettrolitiche.

Humphry Davy fu nominato cavaliere nel 1812 e baronetto nel 1818 per i contributi al suo paese e all’umanità. In suo onore la Royal Society assegna annualmente la Medaglia Davy dal 1877 “per una recente scoperta straordinariamente importante in qualsiasi ramo della chimica”.

Le scoperte di Humphry Davy

Basandosi sulle batterie inventate agli inizi dell’Ottocento da Alessandro Volta, Humphry Davy, agli inizi del 1800, inventò la lampada ad arco che produce luce mediante un arco elettrico noto anche come arco voltaico costituita da due elettrodi di carbonio separati da un gas attraverso i quali veniva fatta passare la corrente.

lampada ad arco
lampada ad arco

Fu utilizzata commercialmente a partire dal 1870 per l’illuminazione di grandi edifici e strade fino a quando fu sostituita all’inizio del XX secolo dalle lampadine a incandescenza. Sir Humphry Davy era già uno scienziato e inventore di fama nazionale quando nel 1815 ebbe l’idea di una lampada di sicurezza.

L’oscurità di una miniera richiedeva l’uso di una luce. Prima del  XIX secolo i minatori a utilizzavano fiamme libere che potevano accendere i gas infiammabili prevalentemente grisou costituito da metano o altri idrocarburi omologhi, azoto, anidride carbonica e ossigeno, che si forma spontaneamente nelle miniere di carbone all’interno delle miniere, provocando esplosioni letali.

lampada di sicurezza
lampada di sicurezza

Davy era molto esperto su tutte le tipologie di gas e ciò si rivelò utile ed ebbe l’idea di circondare la fiamma con uno schermo di rete metallica. L’aria avrebbe potuto passare attraverso lo schermo per alimentare la fiamma, ma se i fori nello schermo fossero abbastanza piccoli, la rete avrebbe raffreddato la fiamma a tal punto da non poter accendere il gas che circonda la lampada.

Sebbene i gas infiammabili rappresentassero la maggiore minaccia nelle miniere, anche i gas asfissianti rappresentavano un pericolo ma la lampada di sicurezza di Davy era in grado di risolvere anche questo problema. Con il suo utilizzo i minatori potevano utilizzare la lampada per verificare la presenza di concentrazioni dannose di anidride carbonica, che avrebbe spento la fiamma anche se presente a basse concentrazioni allertando i minatori di essere in condizioni di lavoro non sicure.

Il gas esilarante

L’ossido nitroso o monossido di diazoto detto anche  protossido di azoto è noto come gas esilarante per via dei suoi effetti euforizzanti fu scoperto nel 1772 dal chimico e filosofo inglese Joseph Priestley. Nel 1799, anno in cui Napoleone salì al potere in Francia, Humphry Davy, all’età di 21 anni, scoprì l’effetto fisiologico del protossido di azoto provandolo su sé stesso scoprendone gli effetti .

La prima traccia fu il suo gusto dolce, seguito da una leggera pressione sulla testa mentre continuava a inspirare. Nel giro di trenta secondi la sensazione di una pressione si estese al suo petto e alla punta delle dita delle mani e dei piedi accompagnato da un graduale cambiamento nel mondo che lo circondava. Gli oggetti diventavano più luminosi e chiari e lo spazio sembrava espandersi e assumere dimensioni sconosciute.

Sebbene alti livelli di ossido nitroso possono provocare vertigini ed euforia e alcune persone possono anche sperimentare lievi allucinazioni fu entrò nell’uso medico come anestetico. A seguito dell’esperimento Humphry Davy, il chimico poeta, scrisse una poesia dal titolo ‘On Breathing the Nitrous Oxide’.

Gli elementi

Al genio indiscusso di Humphry Davy si deve la nascita dell’elettrochimica, basata sui fenomeni fisico-chimici che hanno luogo quando intervengono scambi di energia elettrica e chimica, e sviluppata in seguito dal suo allievo Michael Faraday a cui si devono, tra l’altro, le Leggi che portano il suo nome.

Prima della scoperta di Davy gli elementi come il sodio, il potassio, il calcio e altri appartenenti ai metalli alcalini e ai metalli alcalino-terrosi erano conosciuti solo nella loro forma combinata e non allo stato puro. Dall’elettrolisi di alcune specie allo stato fuso contenenti tali metalli Davy riuscì a isolarli.

In un primo tentativo sfruttò l’elettrolisi delle soluzioni saline ma, come prodotto di reazione, ottenne idrogeno gassoso. Alla luce della conoscenza dei potenziali normali di riduzione questo fenomeno sarebbe stato prevedibile perché i potenziali di questi metalli sono più negativi di quello dell’idrogeno

Con un brillante intuito realizzò l’elettrolisi allo stato fuso dell’idrossido di potassio secondo la reazione:
4 KOH → 4 K + 2 H2O + O2
ottenendo al catodo potassio elementare. Indagando sulle proprietà uniche del potassio e dimostrando che non poteva essere ulteriormente scomposto, Humphry Davy riuscì a rivendicare la scoperta di un nuovo elemento. Seguendo questo metodo strategico Humphry Davy isolò altri elementi tra cui il sodio, il calcio e il bario.

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