vecchio Piemonte

Amedeo Avogadro (1776-1856)        

INDICE home storia
Amedeo Avogadro 
La vita e la sua attività scientifica
 

Amedeo Avogadro

   

Biografia

   Il conte Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto (Vercelli), nacque a Torino il 9 agosto 1776 da Filippo, magistrato e da Anna Vercellone di Biella e morì a Torino il 9 luglio 1856. Il cognome della famiglia derivava da un’antica usanza, secondo la quale, gli avvocati che avevano recato utili servizi alle chiese erano autorizzati a rendere ereditaria la professione di avvocatura. Con il passare del tempo capitava che il nome di alcuni casati andasse perduto e che esso fosse sostituito con un semplice de Advocatis, da cui Advocarii, Avogarii, Avogadri.

   Nel 1789 Amedeo Avogadro ottenne la licenza in filosofia, qualche anno dopo la laurea in giurisprudenza, e nel 1796 la nomina ufficiale a dottore in legge ecclesiastica che gli servì per impiegarsi presso l’Ufficio dei poveri e successivamente in quello dell’Avvocatura generale.

   Nell’anno 1801 fu nominato, dal Governo della Repubblica Francese, segretario dell’Ufficio di Prefettura del Dipartimento dell’Eridano. Ma in realtà, i veri interessi del giovane Avogadro riguardavano il campo delle scienze, ed in particolare gli studi di fisica e matematica che in quel periodo erano ricchi di stimolanti novità. Dal 1800 egli era divenuto discepolo di Vassalli Eandi fisico e matematico insigne.

   Dopo un quinquennio di studi, nel 1806, fu nominato ripetitore nel Regio Collegio delle Province di Torino e dopo qualche anno (1809) professore di matematica e fisica nel Liceo o Collegio di Vercelli, dove mantenne l’incarico fino al 1819.

   Con l’istituzione dell’Università di Torino, voluta per decreto del 6 novembre 1820 dal re Vittorio Emanuele I, Avogadro ottenne la prima cattedra di fisica sublime che mantenne solo fino al 1821 quando, a causa dei moti rivoluzionari, furono soppresse molte cattedre universitarie senza nessun riguardo per i meriti scientifici dei relativi docenti. In realtà, come è noto, si volevano punire non tanto gli uomini, ma l’Università come istituzione, fucina di idee di progresso e quindi, di riflesso, la scienza! Il fisico torinese fu nominato allora Mastro Uditore nella Real Camera dei Conti. Nel 1832 Carlo Alberto ripristinò le cattedre universitarie soppresse dal suo predecessore e l'Avogadro, per gli alti meriti scientifici, riacquistò il suo posto che tenne dal 1834 al 1850, anno nel quale lasciò l’insegnamento al suo allievo Felice Chiò. 

   I biografi lo descrivono come uomo di tempra eccezionale, dalla ferrea volontà e dalla straordinaria capacità di dedizione al lavoro. La sua cultura scientifica era corroborata da un’ampia conoscenza delle lettere, della filosofia e dei trattati giuridici. Egli divideva il suo tempo tra studio, insegnamento e famiglia e il suo tenore di vita, nonostante gli agi e i successi, fu sempre morigerato, privo di enfasi o altezzosità. Sempre disponibile al confronto, particolarmente sensibile alla formazione scientifica dei giovani studenti a lui affidati. 

   Ecco come Felice Romani, suo amico ed estimatore, annunciava la morte del chimico torinese nel 1856:
Alla gentilezza dell’animo corrispondeva, nell’Avogadro, la gentilezza della persona: occhi vivaci e sereni, dolce ed espressiva fisionomia, labbro eloquente, tratto cortese, modi affettuosi e sinceri; grazia e vigore in esili membra. Religioso senza intolleranza, dotto senza pedanteria, sapiente senza ostentazione, spregiatore del fasto, non curante della ricchezza, non ambizioso di onori, ignaro del proprio merito e della propria fama, modesto, temperato, amorevole.



L’attività scientifica

   La carriera scientifica di Avogadro è intimamente legata agli studi di Volta sull’elettricità. Nel 1806-1807 il chimico torinese pubblicò una sua memoria sui corpi definiti coibenti, chiamati poi dielettrici da Faraday. In particolare egli ammise che in questi corpi si generano, alternativamente, degli stati molecolari negativi e positivi che alla fine li rendono complessivamente neutri. Dedusse, inoltre, che tutti i fenomeni elettrici sono riconducibili a fenomeni chimici. Qualche anno dopo s’interessò del concetto di acidità e basicità delle sostanze e descrisse gli idracidi, acidi senza ossigeno. Compilò una prima tabella dei potenziali elettrochimici degli elementi, distribuendo quelli allora conosciuti in una successione ai cui estremi stavano rispettivamente gli elementi più elettronegativi e quelli più elettropositivi.

   Quando nel 1808 Gay Lussac (1778-1850) enunciò le leggi di combinazione degli elementi allo stato gassoso, (da ricordare che Proust (1754-1826) aveva pubblicato la legge delle proporzioni definite nel 1801), Avogadro mise in relazione queste con l’ipotesi atomica di John Dalton (1766-1844) apparsa nel New System of Chemical Philosophy (1808).

   Il risultato delle sue riflessioni fu una memoria pubblicata nel 1811, titolata in francese: Essai d’une manière de déterminer les masses relatives des molécules élementaires des corps et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaison. 

   Indubbiamente gli anni compresi tra il 1800 e il 1811 furono straordinariamente fecondi per la chimica e la scienza in genere. I progressi, in quel periodo, si poterono realizzare grazie anche all’opera del Lavoisier (1743-1794), che negli ultimi anni del settecento aveva perfezionato e completato i suoi studi sulla combinazione degli elementi allo stato solido, sulla combustione e la conservazione della massa nelle reazioni chimiche. (Da ricordare la pubblicazione, in Francia, nel 1787 e 1789 dei volumi Méthode de Nomenclature Chimique, di Lavoisier, Morveau, Berthollet, Fourcroy, ed il Traité élémentaire de Chimie dello stesso Lavoisier).

   Una particolare riflessione merita la teoria atomica di Dalton, la quale viene, giustamente definita, come una conquista concettuale fondamentale della nuova chimica che si andava, in quegli anni, costruendo in tappe ravvicinate. Basti ricordare che essa faceva rinascere l’antica teoria dei greci Democrito e Leucippo, rivista alla luce delle nuove scoperte della fisica e della chimica di Lavoisier. In sintesi essa affermava che: poiché nei composti da loro formati i diversi elementi compaiono sempre secondo valori di peso ben definiti, interi e mai frazionari, tali valori devono essere necessariamente multipli di pesi piccolissimi, ma non nulli, caratteristici di ciascun elemento. Tali pesi devono pertanto corrispondere al peso di una particella indivisibile, chiamata atomo, tipica di ciascun elemento

   La novità concettuale di questa teoria risiede nell’ammettere che tutti gli elementi sono costituiti da atomi non divisibili, con pesi diversi, e che le reazioni chimiche avvengono per semplice combinazione tra particelle elementari di elementi diversi. Quindi, secondo Dalton, un atomo d’idrogeno reagisce con un atomo di ossigeno per dare una molecola di acqua; un atomo di azoto con uno d’idrogeno per dare una molecola di ammoniaca. Traspare, da questi semplici esempi, la difficoltà incontrata da Dalton di stabilire i precisi rapporti di combinazione tra gli elementi allo stato gassoso che partecipavano alle reazioni prima descritte. 

   Il problema fu risolto da una coppia di sperimentatori di grande talento, il già citato Joseph Louis Gay- Lussac, professore di fisica e chimica alla Sorbona di Parigi, e il naturalista e geografo tedesco Alexander von Humboldt (1769-1859). Il geografo tedesco si interessava, in quei primi anni dell’ottocento, alla composizione dell’aria e dell’acqua. Egli era particolarmente interessato alla determinazione della giusta proporzione di ossigeno ed idrogeno presente in quest’ultima. Per i suoi esperimenti aveva utilizzato il metodo della combustione dell’idrogeno con l’ossigeno suggerito da Volta, ma i risultati ottenuti erano contradditori. Si rivolse allora a Gay- Lussac proponendogli di affrontare insieme questo problema. Il risultato dei loro studi fu una memoria pubblicata nel 1805 in cui i due studiosi dimostrarono che il rapporto di combinazione tra i due gas, nella formazione della molecola di acqua era di 2 volumi di idrogeno ed 1 volume di ossigeno e che questi tre volumi di gas davano 2 volumi di vapore acqueo. Questo risultato fu importante, non solo come brillante conquista sperimentale, ma principalmente perché costituì un forte motivo di contrasto tra i chimici del tempo, una profonda dissonanza rispetto a tutto l’impianto teorico fino allora costituito. 

   Come vedremo fra breve, partendo da questi dati sperimentali, apparentemente contraddittori, (come potevano tre volumi di gas reagenti dare solo due volumi di gas prodotti!), Avogadro riuscì a formulare la sua brillante ipotesi. 

   L’estrema semplicità nei rapporti di combinazione spinse Gay- Lussac a continuare da solo i suoi esperimenti utilizzando altri gas e determinando i relativi rapporti di combinazione (tra un volume di cloro e uno d’idrogeno per dare due volumi di acido cloridrico; tra due volumi di azoto e uno di ossigeno per dare due volumi di protossido d’azoto ecc.). I risultati dei suoi studi furono raccolti, come già accennato, nella pubblicazione del 1808 intitolata: Sur les combinaisons des substances gazeuses les unes avec les autres.

   Ma la teoria di Dalton degli atomi indivisibili non poteva accordarsi con i risultati di Gay-Lussac. I rapporti semplici dei volumi di combinazione non si spiegavano se si ammetteva che gli elementi gassosi potessero essere solo allo stato atomico. D’altronde, la teoria del chimico inglese, aveva trovato in Jons Jacob Berzelius (1779-1848) un tenace sostenitore. In una pubblicazione del 1812, Berzelius, ispirandosi agli studi di A. Volta, affermò che non potevano esistere molecole di elementi gassosi, come l’idrogeno o l’ossigeno o l’azoto in quanto gli atomi si aggregavano seguendo le leggi dell’elettrostatica comportandosi, alcuni da positivi, ed altri da negativi. La tenace opposizione alla teoria atomica del chimico svedese Berzelius, il quale godeva di indiscussa autorità presso la comunità scientifica internazionale, fu la principale causa della congiura del silenzio perpetrata ai danni di Amedeo Avogadro.

   Questo era il quadro concettuale variegato e scientificamente stimolante in cui si inserisce l’attività del chimico torinese. L’Arrhenius, chimico svedese (1859-1927), scrive in un resoconto sulle principali tappe dello sviluppo della chimica degli inizi dell’ottocento che le difficoltà insormontabili sorte tra gli esperimenti di Gay-Lussac, la teoria atomica di Dalton e quella di Berzelius furono superate in modo assai semplice e brillante da uno scienziato italiano, Amedeo Avogadro. Egli, con un’intuizione brillante, concepì i gas come costituiti non di un solo ordine di particelle, ma di due. Tutti i gas risultavano allora formati da molecole integranti, costituite a loro volta da una, due o più molecole elementari: gli atomi. Inoltre egli affermò che volumi uguali di gas diversi posti nelle stesse condizioni di pressione e di temperatura contengono lo stesso numero di molecole

   Ripensando allora alla legge dei volumi di Gay Lussac, Avogadro la riformulò in questi termini: Quando i gas reagiscono tra loro in rapporti semplici di volume, reagiscono in rapporti semplici di molecole, dunque il dire molecole e volume è la stessa cosa ed ancora: I rapporti fra i pesi di volumi eguali ci danno la densità, dunque le densità dei gas sono proporzionali ai pesi delle molecole

   Il chimico torinese spiega la combinazione delle varie molecole integranti immaginando che esse si separino negli atomi di Dalton, e che in questa forma esse danno nuove combinazioni secondo i rapporti semplici di Gay- Lussac. Dalle considerazioni fatte da Avogadro,discende la definizione di molecola: Per molecola si intende il più piccolo aggregato di atomi, uguali o diversi,in grado di esistere indipendentemente e di possedere tutte le proprietà chimiche e fisiche della sostanza che risulta costituita da un insieme di molecole.

   Un’immediata applicazione pratica dell’ipotesi di Avogadro è data dalla determinazione delle masse molecolari ed atomiche relative delle varie sostanze allo stato gassoso. Stabilito che volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di pressioni e temperatura contengono lo stesso numero di molecole, ne discende che il rapporto tra le masse di uguali volumi di gas permette di confrontare i pesi delle singole particelle in essi contenuti.

   In una memoria del 1821, il chimico torinese, studiando le reazioni allo stato gassoso, arriva a definire il concetto di equivalenza degli atomi. Ad esempio un atomo di cloro equivale, considerando i rapporti di combinazione, ad uno di idrogeno; un atomo di ossigeno a due di idrogeno o a due di cloro; un atomo di azoto a tre di idrogeno e così via. Il concetto di equivalenza permette di comprendere che le reazioni chimiche avvengono per scambio reciproco di molecole dei diversi elementi e, inoltre, dà una conferma indiretta della validità delle leggi di ponderali e volumetriche di Proust e di Gay-Lussac.

   L’opera scientifica di Avogadro non si limita, come spesso viene riportato dai manuali di chimica, alla nota teoria molecolare, ma egli dette un contributo essenziale agli studi di elettrochimica e a problemi prettamente fisici, quali la capillarità,la viscosità e la tensione di vapore. Studiò lo stato solido e liquido, le soluzioni di solidi in liquidi e di solidi in solidi, nonché la particolare costituzione molecolare del carbonio, e le relazioni esistenti tra le proprietà fisiche e chimiche dei gas. S’interessò dei composti del silicio e del boro e determinò le prime esatte formule chimiche dei metalli alcalini e alcalini terrosi. La fisica, d’altronde, fu un suo privilegiato campo d’indagine, essendo egli giustamente convinto che molti dei fenomeni chimici potevano essere spiegati solo mediante opportune considerazioni fisiche. Il suo ponderoso trattato in quattro volumi Fisica de’corpi ponderabili o Trattato della costituzione generale de’corpi, pubblicato tra il 1837 e il 1841, è stato definito il primo testo di fisica tecnica. I volumi sono di facile lettura, scritti in modo lineare, chiaro e nello stesso tempo rigoroso. L’opera è dedicata al re Carlo Alberto il quale ne aveva approvato la pubblicazione e sostenuto le ingenti spese tipografiche.

   Nella storia della scienza, il caso Avogadro rappresenta un esempio eclatante di come un lavoro scientifico estremamente importante, non sia riconosciuto tale, anzi osteggiato e poi dimenticato per un lungo periodo. Fino al 1901 in Italia nessun libro, o pubblicazione di chimica e di fisica citava la comunicazione scientifica del 1811 del chimico torinese. Questa grave omissione assume un particolare significato negativo per la scienza italiana , se si pensa che la memoria di Avogadro era già stata tradotta in inglese e in francese come ricorda il prof. Icilio Guareschi nel suo discorso commemorativo del 24 settembre 1911. Per converso in Italia circolavano, da lungo tempo, gli scritti del fisico francese Ampère (1775-1836). Il Guareschi mette giustamente in risalto la solitudine e l’amarezza di un uomo che muore ad ottant’anni, senza aver visto riconosciuto il valore dei suoi studi. E del resto nessun chimico o fisico in quell’occasione, 9 luglio 1856, ritiene di dover dire qualche parola di stima per l’attività dello stesso. Nel 1857 furono due suoi allievi, Botto e Chiò, a ricordare l’opera del maestro e a proporre un busto marmoreo all’interno dell’Università di Torino. Ma anche in quella occasione nessun cattedratico o funzionario di prestigio prese la parola per ricordare lo scienziato scomparso.

   Avogadro è stato definito un poeta della scienza. Del resto la sua indole riservata, il suo carattere avulso da ogni fatua vanità ben si adatta alla definizione che di lui è stata data.

   Egli fa parte di quei grandi uomini che con la loro fervida immaginazione, con i loro sogni oltre che con la loro scienza, hanno dato un contributo fondamentale al progresso delle conoscenze scientifiche. Il Guareschi associa al nome di Avogadro quelli Newton, Keplero, Lavoisier, Augusto Kekulé. In particolare, del chimico tedesco (1829-1896) egli ricorda la struttura dell’anello benzenico e la descrizione che lo stesso fece del sogno, della visione notturna che gli consentì di ipotizzare, per l’idrocarburo aromatico, quella particolare forma ciclica. Avogadro, afferma il Guareschi, non ci ha detto com’è arrivato ad ipotizzare le molecole dei gas, quali visioni o sogni hanno aiutato la sua intelligenza nel definire il principio che porta il suo nome.

   A questo proposito, riferendoci ai nostri anni, si può ricordare ciò che Peter B. Medawar, premio Nobel della medicina 1968, afferma nel suo libro I limiti della scienza pubblicato dalla Boringhieri nel 1985: l’attività scientifica nasce sempre da un atto d’immaginazione, da un’avventura del pensiero. Egli ricorda che fu B.P.Shelley a proporre la parola Poiesis che si adatta bene all’attività del poeta e dello scienziato. Essa ha il significato di poesia, ma anche di atto creativo, produzione. E l’epistemologo Paul Feyerabend (1924-1994) sostiene che: Le grandi rivoluzioni, nel campo della scienza, sono avvenute perché qualche scienziato si è servito di ipotesi che erano in contrasto con la visione scientifica di quel particolare momento storico. Il mondo dei sogni di Galileo, ad esempio, era in contrasto con il mondo delle conoscenze aristoteliche universalmente accettate per secoli (Contro il metodo, 1979, Feltrinelli). 

   Le prove a dimostrazione della teoria di Avogadro, quando essa fu formulata, non sembrarono sufficienti ai chimici dell’epoca per accettare il concetto di molecola. Con il tempo, i dati sperimentali si accumularono numerosi, ma la mancanza di un’adeguata teoria che li riunisse in una visione unificante, generò una gran confusione bloccando i progressi della chimica per un cinquantennio. Nel 1860, come ricorda H.M.Leicester, nel suo Storia della Chimica (ed. ISEDI), si era arrivati al punto che i chimici scrivevano formule diverse secondo la scuola di appartenenza. Il Kekulé si dimostrò particolarmente sensibile al problema, e si attivò per organizzare un congresso di chimici di tutti i paesi per cercare di mettere ordine nella nomenclatura chimica. Il suo amico Carl Weltzien (1813-1870) condivise l’idea di convocare un congresso di chimica a Karlsruhe ed il chimico organico Charles Wurtz (1817-1884) si associò al gruppo degli organizzatori.

   Il primo congresso di chimica iniziò il 3 settembre 1860. I lavori del convegno ebbero come protagonista indiscusso il chimico palermitano Stanislao Cannizzaro (1826-1910), professore dell’Università di Genova, il quale ben conosceva l’ipotesi del suo connazionale Avogadro. Egli aveva pubblicato un sunto del corso tenuto all’Università, in cui, con un linguaggio chiaro ed incisivo esponeva i risultati delle applicazioni della teoria molecolare. Questo documento fu illustrato dal chimico palermitano con interventi pieni di ardore ed entusiasmo nelle sedute del congresso, per convincere gli scettici dell’indiscussa validità del lavoro del suo connazionale. Alla fine della sessione, il suo amico Angelo Pavesi dell’Università di Pavia distribuì la ristampa del sunto di Cannizzaro, titolato Nuovo Cimento a tutti i chimici in partenza. In quella memoria, il chimico palermitano ricostruiva le tappe del lavoro di Avogadro e presentava una tavola aggiornata dei pesi molecolari di vari composti. Un altro convinto sostenitore dell’ipotesi molecolare fu il fisico tedesco Lothar Meyer (1814-1887) il quale, a Breslavia, pubblicò un libro sulla nuova chimica proposta dal Cannizzaro che ebbe molto successo nel mondo accademico internazionale.In quella pubblicazione era riportata la proposta che Cannizzaro aveva fatto approvare dal congresso di Karlsruhe: Si propone di adottare concetti diversi per molecola e atomo, considerando molecola la quantità più piccola di sostanza che entra in reazione e che ne conserva le caratteristiche fisiche, e intendendo per atomo la più piccola quantità di un corpo che entra nella molecola dei suoi composti

   Finalmente, in una sede opportuna e prestigiosa quale il primo congresso internazionale di chimica, grazie all’impegno generoso di un altro scienziato italiano, fu dato il giusto riconoscimento al lavoro di Amedeo Avogadro. La commemorazione del 1911 registrò interventi di scienziati di tutta Europa; basti qui citare quelli del prof. Walter Hermann Nernst, dell’Università di Berlino, premio Nobel per la chimica nel 1920, di Albin Haller, professore della Sorbona e membro dell’Accademia Francese delle Scienze, di Adriano Ostrogovich dell’Università di Bucarest, di Silvio Rebello della Società portoghese dei naturalisti. Quel giorno tutto il mondo scientifico aveva lo sguardo rivolto a Torino e tutti i partecipanti sembravano consapevoli di essere stati chiamati a riparare un torto, ad annullare una palese ingiustizia.



Bibliografia

1. Onoranze Centenarie ad Amedeo Avogadro, Atti della Reale Accademia delle Scienze di Torino, 1911.
2. Leicester H.M.,  Storia della chimica, ISEDI, 1978, Milano.
3. Cannizzaro S.,  Sunto di un corso di filosofia chimica,  Sellerio Editore, 1991, Palermo.
4. Camilli- Valeri,  Fondamenti di chimica (a cura di Fazzolari -Grassi), Paravia, 1996, Torino.
5. Geymonat L.,  Storia del pensiero filosofico e scientifico, Vol. V,  Garzanti, 1972, Milano.

(Estratto da  http://www.anisn.it/scienza/avogadro/avogadro.htm )

data revisione:   16/07/2006