Marmo e gesso

La corrosione delle statue di marmo, una vera e propria lebbra, è stato uno dei fenomeni che più hanno impressionato nel corso del Novecento. Statue centenarie o millenarie, che avevano resistito anche a guerre e bombardamenti, si sfaldavano sotto i nostri occhi. Cos’era successo, cosa stava succedendo? Dal punto di vista chimico, è una delle reazioni più semplici da spiegare, una nozione che si impara nei primissimi anni negli Istituti Tecnici, ma che magari chi ha fatto il liceo classico o ragioneria avrà dei problemi a capire. Provo a spiegare meglio che posso.

Il marmo, dal punto di vista chimico, è carbonato di calcio. Il calcio è uno degli elementi più comuni sul nostro pianeta; entra anche nella composizione delle nostre ossa, è il calcare che si forma dall’acqua nel ferro da stiro, è alla base di tutte le rocce calcaree; nel Sistema Periodico degli Elementi occupa il numero 20.
Il marmo è dunque un composto a base di calcio: l’altra metà della molecola, definita dalla parola “carbonato”, non si riferisce al carbone ma al Carbonio (l’elemento numero 6 nel Sistema Periodico) e più in particolare ad un suo composto, l’anidride carbonica. L’anidride carbonica è un gas, combinazione di carbonio e ossigeno: anche noi quando respiriamo emettiamo anidride carbonica, e si tratta quindi di un altro composto molto comune sulla Terra. Quando l’anidride carbonica si discioglie in acqua forma acido carbonico: le bollicine dell’acqua minerale e di tutte le bibite gassate.
E dunque il marmo, pietra durissima e resistente, nasconde in sè questa debolezza: una sua parte è aerea, e può essere ridestata alla sua forma originaria. Qui entra in gioco un altro elemento molto comune sul nostro pianeta, un nome che evoca scenari inquietanti e magari anche infernali: lo Zolfo, in latino sulphur, numero atomico 16.
Lo zolfo, di per sè inerte, può bruciare e trasformarsi in gas: proprio come fa il carbonio con l’anidride carbonica. I composti che lo zolfo può formare sono infiniti, quelli che ci interessano sono l’anidride solforica e l’anidride solforosa. Quando accendiamo un fiammifero, per esempio, si formano questi due composti; ma lo zolfo può essere presente nell’aria per molte altre vie, per esempio nelle eruzioni vulcaniche c’è sempre un’enorme quantità di zolfo che si sprigiona. A partire dall’Ottocento, con la rivoluzione industriale, noi umani abbiamo cominciato a bruciare molto zolfo, magari anche senza volerlo o senza saperlo: c’è zolfo nel carbone, c’è zolfo nel petrolio.
A questo punto entra in gioco l’acqua: ogni chimico, anche alle prime armi, vi potrà spiegare che aggiungendo acqua ad una anidride si forma un acido. Con l’anidride carbonica si formava l’acido carbonico, le bollicine delle bibite, qualcosa di tutto sommato innocuo e gentile; con le anidridi derivate dalla combustione dello zolfo si forma acido solforico. L’acido solforico è un acido molto forte: siamo all’origine quindi delle piogge acide. Se c’è molto zolfo nell’atmosfera, anche la nebbia può essere molto acida e arrivare a pH anche molto bassi, intorno al valore 3.

A questo punto, quando piove sul marmo, succede una cosa impensabile: il gas contenuto nella dura pietra, l’anidride carbonica del carbonato di calcio, si libera. E’ il fenomeno che un po’ tutti abbiamo provato a fare da ragazzi, con i sassi messi nella coca cola che cominciavano a fare bollicine. Dal punto di vista chimico, con le piogge acide succede proprio questo: lentamente, in modo quasi impercettibile, si formano delle bollicine e l’anidride carbonica si libera dal marmo. Al suo posto, nella pietra, è lo zolfo a combinarsi con il calcio: la superficie della statua, foss’anche il David di Michelangelo, non è più carbonato di calcio, ma solfato di calcio. Il solfato di calcio è il gesso: e il gesso si sbriciola, lo sappiamo tutti perché a scuola si usa ancora il gesso, per scrivere sulla lavagna. Ecco dunque che le statue si trasformano da durissimo marmo in gesso friabile, e si sbriciolano.

Questo fenomeno è stato contrastato con un certo successo negli ultimi quarant’anni, purificando gasolio, nafta e benzina mediante un processo di desolforazione; ma i danni alle nostre opere d’arte ormai sono permanenti, l’Italia è una mostra di scultura all’aria aperta e queste cose nel 1500, o quando iniziava a sorgere Venezia, non si potevano certo prevedere.
PS: per chi fosse curioso, l’acido presente nella Coca Cola è acido fosforico: c’è scritto sull’etichetta. L’acido carbonico delle bollicine, di per sè, sarebbe troppo debole: e poi andrebbe a scontrarsi con il suo simile presente nel marmo, e quindi lascerebbe immutata la natura di quella pietra.

Le immagini: un po' di marmi illustri, Canova (Amore e Psiche) e Michelangelo (il Mosè, un dettaglio dalla Pietà). Le formule chimiche le ho scritte su un foglietto meglio che potevo: non è il massimo dal punto di vista della grafica, ma le formule chimiche vanno scritte proprio così, con i numeri piccoli in basso, altrimenti non ci si capisce più niente; invece i correttori automatici, quando si tratta di chimica, quasi sempre ti costringono a rifare da capo quello che avevi già messo in ordine, per questo motivo ho preferito evitare di scrivere formule chimiche nel testo.