mercoledì 14 novembre 2012

CHIMICA E BELLEZZA: ACIDO LATTICO, MALACHITE, VANADIO E SMALTO

La bellezza designa uno di quei caratteri del mondo che la scienza non è in grado di definire con precisione, in quanto non rappresenta una grandezza "misurabile fisicamente" come la lunghezza, la massa, il tempo e così via.
La bellezza è una caratteristica per lo più di natura soggettiva, anche se, certamente, sussistono pure parametri oggettivi per valutarla.
Se focalizziamo la nostra attenzione, ad esempio, sulla Musica, è si vero che ognuno di noi ha una propria preferenza di genere o di artista, però sussiste anche un lato oggettivo della faccenda, dato che la Musica è un insieme di onde sonore descritte da apposite leggi della Fisica.
A livello strutturale (pertanto oggettivo) non c'è confronto tra, per esempio, il Concerto per Pianoforte e Orchestra n.2 di Rachmaninov



e "il pulcino Pio" (no, mi dispiace, non lo riporto poiché non è degno di questo blog!).
Eppure, nonostante la disparità colossale tra un capolavoro di composizione e una canzoncina costituita da uno stesso ritornello iterato numerosissime volte, senza variazioni significative, il pulcino Pio risulta maggiormente apprezzato e conosciuto ai più rispetto al Concerto di Rachmaninov (d'altronde in radio e in tv la Musica di Rachmaninov non c'è praticamente mai)!
Paradossale (un po' come i paradossi di cui abbiamo parlato qui), ma d'altronde, come stabilisce il detto popolare: "non è bello ciò che è bello, ma è bello ciò che piace"!
Nonostante i problemi che scaturiscono nel parlare del concetto di bellezza, essa si può comunque trattare da un punto di vista scientifico.
Basta considerare, ad esempio, che quando le donne si truccano per farsi belle utilizzano non altro che prodotti chimici.
Ergo, la scienza ha un suo posto di rilievo in merito alla bellezza.
Andremo dunque ad analizzare alcune questioni relative alla tematica "La Chimica della Bellezza", ma anche inerenti al tema speculare "La Bellezza della Chimica"!


Incominciamo il nostro meraviglioso viaggio partendo da un luogo affascinante: l'Antico Egitto.



Già a partire dal 3000 a.C., gli Egizi facevano uso, inconsciamente, della Chimica, fabbricando splendidi oggetti di vetro, fondendo la sabbia con la soda (non la soda caustica, bensì il carbonato di sodio, che presenta la seguente formula bruta Na2CO3).
Questo vetro appariva di colore verdastro per via degli ossidi di ferro e di altre impurezze presenti.
Tuttavia, essi riuscivano benissimo a produrre oggetti in vetro aventi altre colorazioni, fondendo il vetro "tradizionale" con svariati ossidi metallici.
Ad esempio, aggiungendo sali di rame ottenevano un vetro azzurro, mediante il cobalto producevano un vetro turchino scuro e con la manganese un vetro purpureo.
La seguente immagine mostra una coppa in vetro egizia, risalente a un periodo compreso tra il 1200 e il 1080 a.C.:















Notiamo dunque che il concetto di "Bellezza della Chimica" si manifesta pure nell'antichità.
Una figura spicca nella storia dell'Antico Egitto, oltre a faraoni quali Ramses II e Tutankhamon: la regina Cleopatra VII Thea Philopatore.



Il personaggio di Cleopatra, il cui nome significa letteralmente "gloria del padre", è stato da sempre venerato per la sua grande bellezza, tanto da meritare numerose menzioni e apparizioni in componimenti poetici, quadri d'arte e trasposizioni cinematografiche, come nel film "Totò e Cleopatra", di cui sopra è riportata una scena memorabile.
Ma di cosa faceva uso la meravigliosa regina per mantenere inalterata la sua bellezza?

Cleopatra e Giulio Cesare (1866) di Jean-Léon Gérôme

 






















Ebbene, ella soleva fare il bagno nel latte acido di asina!
Probabilmente voi lettori vi starete chiedendo: "Per quale ragione?".
Il motivo sta nel fatto che quando il latte diventa acido, i batteri convertono lo zucchero in esso contenuto, il lattosio (C12H22O11), in acido lattico.
L'acido lattico, chiamato anche acido 2-idrossipropanoico (C3H6O3), presenta la seguente formula di struttura:












Esso fa parte della famiglia dei alfaidrossiacidi (AHA), meglio conosciuti col nome di "acidi della frutta", in quanto contenuti in moltissimi frutti, come, ad esempio, mele (acido malico), uva (acido tartarico), agrumi (acido citrico), ecc.
Tali sostanze, applicate sulla pelle, rimuovono lo strato superficiale, facendo emergere quello sottostante che risulta nuovo, liscio e senza imperfezioni.
Queste sostanze, naturali o di sintesi, sono pertanto particolarmente adatte per i peeling o scrub, vale a dire per quei trattamenti esfolianti che promuovono il rinnovamento dell'epidermide, stimolando allo stesso tempo la produzione di collagene (la fondamentale proteina del tessuto connettivo negli animali; nell'uomo rappresenta circa il 6% del peso corporeo) nel derma.
Il suddetto effetto viene ottenuto grazie all'asportazione più o meno intensa delle cellule morte dalla superficie epidermica; in tal maniera si stimola il rinnovamento cellulare, donando alle pelle un aspetto maggiormente uniforme e luminoso.
In particolare, gli acidi della frutta riescono a sciogliere i legami che uniscono le cellule morte a quelle vive, facilitandone l'allontanamento.
Le minuscole dimensioni, inoltre, consentono loro di penetrare in profondità, dove favoriscono la riparazione delle fibre di collagene ed elastina (altra importante proteina costituente il tessuto connettivo).
Tuttavia, è difficile stabilire se il "metodo di mantenimento della bellezza" adoperato dalla regina d'Egitto fosse davvero efficace, considerando il fatto che il latte acido sembrerebbe non contenere al suo interno una quantità sufficiente di acido lattico da rappresentare un rimedio anti-rughe!
I cosmetici odierni, al contrario, contengono almeno l'8% di alfaidrossiacidi, comportando dunque un'effettiva (seppur piccola) azione ringiovanente sulla pelle.
Ma pare che Clepatra non facesse uso solamente dell'acido lattico.
Si serviva, sentite un po', degli escrementi di coccodrillo in polvere per abbellire la sua carnagione, nonostante questa, probabilmente, fosse una procedura dagli effetti nulli.
La regina si dilettava persino nella preparazione di intrugli contro la calvizie (e sì, Giulio Cesare aveva un ruolo centrale in tutto ciò!).

Cleopatra e Cesare in "Asterix e Cleopatra"












Il grande condottiero romano, membro del primo triumvirato, autore della famosa opera (studiata, probabilmente controvoglia, ancora oggi dagli studenti liceali!) "De bello gallico", celebre per affermazioni come "Alea iacta est" e per il suo assassinio, alle Idi di marzo del 44 a.C., per mano di ben 23 coltellate, perdeva sì molti capelli! ;)
Egli sperimentò quindi una pasta appiccicosa, ottenuta con denti di cavallo macinati e midollo di cervo, per cercare di stimolare i suoi follicoli assopiti a tornare in attività.
Quando si accorse che non c'era niente da fare, Cleopatra sostituì Cesare con Marco Antonio! 
Un tratto caratteristico di Cleopatra erano i bellissimi occhi verdi, che venivano truccati sfruttando un verde malachite.
Ma cos'è la malachite?
La malachite è uno splendido minerale, estratto già nel 4000 a.C. proprio dagli Egizi (che lo utilizzavano per decorazioni e nei gioielli), presentante la seguente formula bruta: Cu2(CO3)(OH)2.
Malachite

















Tracciamo un profilo mineralogico della meravigliosa malachite:

Aspetto: Si presenta frequentemente in masse compatte di colore verde smeraldo. Rari sono invece i cristalli, che presentano generalmente un aspetto prismatico o sono riuniti in aggregati di cristalli aciculari (a forma di ago) di colore verde pallido o verde intenso.
Dove si forma: Si origina nelle porzioni superficiali di depositi di rame, per circolazione di acque ricche di sali di rame, in associazione con altri minerali derivati dal rame.
Proprietà fondamentali: Fragile, con rottura in blocchi, la malachite reagisce con intensa effervescenza all'acido cloridrico (HCl). Il rame di cui è composta, contenuto in quantità pari a circa il 70% in ossido, gli fornisce la caratteristica colorazione verde. Nel saggio alla fiamma, la polvere di malachite, posta a contatto con la fiamma, ne determina sempre una bella colorazione verdastra. Inoltre, la malachite fonde con abbastanza facilità.
Origine del nome: termine derivante dal greco moloche, ovvero "malva", in allusione al suo caratteristico colore verde.
Giacimenti: nell'antichità tale minerale era rinvenuto nei giacimenti degli Urali (furono persino trovati blocchi pesanti oltre 50 tonnellate) e in quelli dell'Egitto. Attualmente proviene soprattutto dall'Australia, dallo Zaire, dallo Zimbabwe, dall'Arizona, dal Cile, dalla Francia e dalla Germania. In Italia la malachite si può rinvenire specialmente in Sardegna, in Liguria e all'Isola d'Elba.

Ora una curiosità inerente alla malachite.
Pensate che c'è una sala del celebre museo dell'Ermitage di San Pietroburgo in cui tutto è rivestito, compreso i mobili, del verde minerale esaltato da fregi d’oro.
L'Ermitage fu iniziato nel XVIII secolo per ospitare la collezione d'arte privata dell'imperatrice Caterina II, tuttavia, la sopracitata stanza, chiamata non a caso "Sala della malachite", fu costruita nel 1839 da Brjullov come stanza da disegno per Alessandra, consorte di Nicola I.

Sala della Malachite

















Un'altra curiosità: il colore verde della malachite è così straordinariamente bello da aver indotto i chimici, nel XIX secolo, a denominare un nuovo colorante sintetico come "verde malachite".
Specifichiamo che tale colorante non contiene assolutamente tracce di malachite e non possiede nemmeno una formula simile a quella del minerale.
Infatti, la sua formula bruta è: C23H25ClN2.
La sua formula di struttura è invece la seguente:















Il verde malachite può essere utilizzato per tingere la seta, la lana, la pelle e il cotone e ha perfino alcune interessanti proprietà biologiche.
Infatti, esso può essere usato per trattare le infezioni da funghi e da parassiti nei pesci.
Veniva appunto utilizzato comunemente nelle acquicolture commerciali, fino a quando gli esami di laboratorio non mostrarono che ratti, nutriti con 100 parti per miliardo di verde malachite per 2 anni, sviluppavano tumori.
Ecco la ragione per cui i pesci destinati alle nostre cucine non vengono più assolutamente trattati con il verde malachite.
Arrivati a questo punto, però, considerato il tema "Bellezza della Chimica", non si può non parlare dell'elemento chimico emblema della bellezza: il vanadio (V).
Nel 1911, un fisiologo tedesco di nome Martin Henze, studiando le sfumature cromatiche che presentavano i tunicati, ovvero una classe di animali che normalmente vivono sul fondale marino in colorati raggruppamenti molto simili a sacchetti, trovò che nel loro sangue era presente un'ingente quantità di vanadio.

Tunicati



















Alla stregua del cromo, anche il vanadio, che occupa nella tavola periodica la posizione immediatamente precedente rispetto al cromo, dà vita a composti che esibiscono un'ampia gamma di colorazioni.
Nei tunicati la concentrazione di vanadio può superare di oltre 100 volte quella presente nell'acqua da cui traggono il loro nutrimento.
I tunicati sono dunque gli animali che più di tutti riescono ad assimilare nel loro corpo un metallo.
Il vanadio potrebbe avere un ruolo chiave nel sistema immunitario di queste creature marine.
Alcuni ufficiali, durante la Seconda guerra mondiale, notarono persino che con il vanadio è possibile produrre un acciaio decisamente più resistente di quello ottenuto con altri metalli e, di conseguenza, venne presa in considerazione l'idea di utilizzarlo per la fabbricazione di corazze ed elmetti per i soldati, ma anche per la costruzione di macchinari industriali.
Il Dipartimento della guerra degli Stati Uniti chiese allora a Donald Abbott, della Hopkins Marine Station, se fosse possibile raccogliere (oppure allevare) i tunicati per ricavarne il prezioso metallo.
Per indurlo a focalizzare l'attenzione sulla spinosa questione, gli uomini del governo gli raccontarono che il vanadio non sarebbe servito per progettare corazze o elmetti più resistenti, bensì per il progetto top-secret della bomba atomica!
In realtà, sembra che i militari, più che il vanadio, volessero sapere se era possibile estrarre dalle creature marine l'uranio necessario per creare la micidiale bomba.
Quello appena raccontato era un piccolo aneddoto relativo al vanadio.
Adesso andiamo a scoprire quando esso è stato effettivamente scoperto.
Il vanadio, paradossalmente, venne scoperto ben 2 volte, e in entrambe le occasioni gli fu attribuita una denominazione basata sulla sua chimica colma di colori.
Nel 1801, soltanto 3 anni dopo che Nicolas-Louis Vauquelin aveva scoperto il cromo a Parigi, un mineralogista spagnolo della Scuola mineraria di Città del Messico, Andrés Manuel del Río, identificò il nuovo elemento in uno dei numerosi minerali sconosciuti che arrivavano al suo laboratorio.
Meravigliato dalla straordinaria varietà di colori dei suoi sali, decise di chiamarlo "panchromium".
Un paio di anni dopo, l'esploratore e naturalista Alexander von Humboldt giunse in Messico al fine di prendere alcuni campioni del minerale per farli analizzare a Parigi.
Uno dei colleghi di Vauquelin esaminò la sostanza e affermò (sbagliando) che non si trattava che di cromo.
Del Río si fidò cecamente del responso, ignaro del grosso errore commesso dalla scienza francese.
Solamente nel 1831, il fantomatico elemento venne riscoperto dall'altra parte del mondo, in un diverso tipo di minerale, dallo svedese Nils Sefström, che lo denominò appunto "vanadio".
Sefström era direttore delle miniere a Falun, circa 200 km a nord-ovest di Stoccolma.
Negli anni precedenti aveva lavorato come assistente del grande Jöns Jacob Berzelius, uno dei chimici più importanti di sempre.
Fu proprio Berzelius a consigliargli il termine vanadio, ispirandosi a Vanadis, nome alternativo della dea Freyja della mitologia norrena.

Freyja




















Vanadis (la dis dei Vanir, cioè "la signora del bel popolo") è la dea dell'amore, della bellezza e della fertilità.
Nella mitologia si narra che (trascurando i momenti in cui è nuda nell'atto di sedurre qualcuno) appaia vestita con strabilianti abiti colorati e scintillanti gioielli.
Il suo ornamento più prezioso è una collana, Brisingamen, rappresentata come un monile dalle elaborate decorazioni in oro, spesso tempestato di fiammeggianti gemme.
Il minerale del vanadio (una roccia con un imprevedibile contenuto di ferro che a volte si dimostrava resistente, talvolta fragile) rappresentava da tempo un mistero agli occhi di Berzelius.
Nel 1823 era stato esaminato dal tedesco Friedrich Wöhler, famoso per la sintesi dell'urea, ma costui non era pervenuto a nessun risultato per quanto concerne esso.
Quando Sefström compì la sua incredibile scoperta, Berzelius scrisse dunque a Wöhler (prendendolo un po' in giro!) una sua breve edda (componimento sulla mitologia norrena) in prosa:

"Tanto tempo fa, nelle più remote terre del Nord, viveva la dea Vanadis, bella e seducente. Un giorno sentì bussare alla sua porta. La dea rimase seduta tranquilla, pensando: "Lascerò che bussi un'altra volta"; ma il secondo colpo non arrivò più, perché l'uomo se ne andò via. Curiosa di sapere chi fosse così indifferente al fatto di essere accolto o meno nella sua dimora, la dea corse alla finestra per vedere l'ospite che si stava allontanando. "Ah, ecco!" disse fra sé e sé. "È quel ribaldo di Wöhler. Che gli serva da lezione: se solo fosse stato un po' più caparbo, lo avrei lasciato entrare. Ma non si è nemmeno fermato un attimo a sbirciare dalla finestra." Pochi giorni dopo, un'altra persona giunse a bussare alla sua porta; Sefström entrò e da quell'incontro nacque il vanadio."

Curiosità: al museo di Berzelius, a Stoccolma, sono conservate 3 dozzine di provette piene dei svariati sali di vanadio che il chimico era riuscito a ottenere; i loro colori includono:
  • un turchese brillante;
  • un celeste pallido;
  • un arancione;
  • un bordeaux;
  • un marrone castagna;
  • un marroncino;
  • vari ocra;
  • un verde limaccioso;
  • un nero.
Molte di queste colorazioni si ritrovano appunto nei sopra descritti tunicati!
Curiosità: c'è un importante minerale che prende la sua denominazione proprio dal vanadio: la vanadinite (Pb5(VO4)3Cl).

Vanadinite













Tracciamo un dettagliato profilo mineralogico del suddetto minerale:

Aspetto: Forma spesso meravigliosi cristalli di abito prismatico esagonale, di colore rosso-arancio, rosso intenso, bruno-giallognolo, giallo, con lucentezza adamantina o resinosa.
Dove si forma: E' presente specialmente in giacimenti superficiali ricchi di minerali di piombo.
Proprietà fondamentali: La vanadinite è semidura, molto pesante, fragile, facilmente fusibile e solubile in acidi.
Giacimenti: Si rinviene negli Urali, in Austria, in Scozia; grandi cristalli provengono da Mibladen in Marocco. Famose sono le vanadiniti rosso rubino e rosso-bruno che in brillantissimi cristallini esagonali determinano estese incrostazioni in diverse miniere dell'Arizona e del New Mexico. Per quanto concerne il territorio italiano, il ritrovamento di vanadinite è un evento estremamente raro.

Concludiamo la nostra trattazione sulla Chimica e la Bellezza, spostandoci un attimo dal vanadio allo smalto per le unghie!
Lo smalto per le unghie è una delle sostanze certamente più utilizzate dalle donne per farsi belle.


  










Pensate un po', lo smalto è composto per una buona parte da una sostanza sfruttata per realizzare la polvere da sparo e altri esplosivi che non emettono fumo: la nitrocellulosa.
Della nitrocellulosa abbiamo già parlato approfonditamente nell'articolo "Un polisaccaride fondamentale: la cellulosa".
Qui aggiungiamo che quando la nitrocellulosa viene sciolta in un solvente, il quale viene fatto evaporare, rimane una pellicola trasparente.
Giacché le unghie crescono ogni giorno, tale pellicola deve essere flessibile e questa proprietà si può ottenere mediante l'aggiunta di sostanze plastificanti, come il dibutilftalato, l'adipato di dioctile e l'acetil trietil citrato.
Possono essere inoltre incorporati pure alcuni composti aggiuntivi, come, ad esempio, la guanina (ottenuta dalle squame dei pesci), allo scopo di fornire il giusto splendore allo smalto.
Per migliorare poi le proprietà laccanti si aggiungono solitamente resine a base di tosilamide e formaldeide.
In sintesi, lo smalto è un vero e proprio concentrato di differenti sostanze chimiche!
Generalizzando, senza la Chimica non esisterebbero i cosmetici!
Pertanto, riprendendo il discorso cominciato all'inizio del post, la bellezza non può essere descritta precisamente da un punto di vista scientifico, ma, sicuramente, essa si manifesta in moltissimi eventi e oggetti relativi al mondo scientifico (qui abbiamo posto l'attenzione sulla malachite e sul vanadio) e, per quanto riguarda gli esseri umani, può essere mantenuta tramite l'uso di apposite sostanze chimiche.
Chiudo con una domanda retorica: "dopo aver osservato e letto tutto ciò, come si fa a dire che la Chimica è noiosa, brutta e inutile?".

2 commenti:

  1. Margherita Spanedda24 novembre 2012 12:01

    Un articolo bellissimo, telo avvevo già scritto ma non c'è il commento quindi ci riprovo:
    BELLISSIMO POST :)

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    Risposte
    1. Grazie mille Margherita per il tuo commento!!! :)
      Ribadisco i miei complimenti per lo strepitoso e bellissimo Carnevale della Chimica da te organizzato!!!!

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