Endotermico, esotermico

Un congegno per rinfrescare ciò che si beve e che ci si è portati dietro nello zaino: è quanto appare nel racconto di metà Ottocento (1848) di Adalbert Stifter. Il racconto si intitola "Kalkstein" ("Pietra calcarea", nell'edizione Sellerio), ed è una storia di vita quotidiana venata di malinconia che non ha niente a che vedere con Verne e con i libri di avventure. Incuriosito, prendo nota di ciò che dice il narratore, un ingegnere (o, meglio, un agrimensore) mandato in un remoto paese di montagna per studiare il luogo e fare rilievi in vista di futuri lavori. Questa è la descrizione precisa:

«Appesa a una cinghia di cuoio portavo di solito a tracolla una cassetta in cui c'erano gli attrezzi per disegnare, i disegni e parte degli strumenti per le misurazioni. A lato della cassetta era fissata una borsa in cui si trovavano i miei cibi freddi, il vino, il mio bicchiere e il congegno per rinfrescare il vino.» (Adalbert Stifter, "Pietra calcarea", pag.24 ed.Sellerio, traduzione di Paola Colombo)

Il cibo è costituito da prosciutto, arrosto freddo e formaggio, oltre al pane; completano l'equipaggiamento dei piattini di latta sottile, coltello e forchetta. Il narratore spiega che l'acqua si trova con facilità nelle sorgenti, e quindi non ha bisogno di essere rinfrescata; e qualche riga più in là completa l'informazione: « ...e poi gli feci vedere come raffreddavo il vino. Il bicchiere doveva venire messo in una scatola di materiale poroso e il materiale venir inumidito con un liquido molto fluido di nome etere che portavo sempre con me in una bottiglietta: è questo un liquido che evaporando con efficacia repentina provoca un raffreddamento che rende il vino più fresco che appena uscito dalla cantina, anzi, più che se fosse rimasto in ghiaccio. Siccome così facendo avevo raffreddato due bicchieri di vino mischiato ad acqua e ne avevo posato uno al suo posto, lo invitai a mangiare con me. » (Adalbert Stifter, "Pietra calcarea" pag.29 ed.Sellerio, traduzione di Paola Colombo)

Visto da oggi non è un certo sistema ecologico; e l'etere era sicuramente infiammabile, quindi era necessaria molta attenzione. Etere è una definizione poco precisa, esistono molti eteri volatili; se si tratta di etere etilico, era un composto usato comunemente negli ospedali per disinfettare fino a qualche anno fa, il tipico "odore di ospedale" per chi c'era e se lo ricorda. Lo stesso effetto, raffreddare mediante evaporazione rapida, si otterrebbe con altre sostanze volatili, ma direi che è il caso di sorvolare e sconsiglio il sistema a chiunque, soprattutto perché oggi abbiamo materiali più maneggiabili e più efficaci. Però la descrizione mi ha riportato a esperienze personali, che trascrivo nel modo più semplice possibile a partire da un vecchio ricordo di scuola: avendo notato che diverse sostanze provocano calore o raffreddamento quando vengono sciolte in acqua, un mio compagno di classe aveva chiesto la spiegazione al professore, che aveva risposto così: "E' pur sempre una reazione chimica". Non si tratta di una reazione che porti a una nuova sostanza, come per gli acidi e le basi che danno un sale, ma c'è comunque un'interazione tra ciò che si scioglie e ciò che lo scioglie, tra il soluto e il solvente per usare le parole giuste. Per esempio, il comune bicarbonato di sodio ha un leggero effetto rinfrescante sull'acqua in cui viene sciolto; ma è poca cosa. Alcune reazioni chimiche, si sa, sono così rapide e potenti da provocare esplosioni; ma qui si aprirebbe un altro discorso, e gli esplosivi non sono mai stati il mio forte. Inoltre, un conto è portarsi dietro una bottiglietta di etere in un paese di montagna, un altro conto è farlo quando siamo sopra i 30°C: il rischio è che la bottiglietta ci scoppi durante il viaggio.

Due esempi spettacolari che ho trovato in laboratorio, preparando i reagenti per le analisi, riguardano invece l'acido citrico e la soda caustica. L'acido citrico, presente in natura nel succo di limone, è molto usato nell'industria alimentare e anche nella cosmetica; viene venduto comunemente in polvere, simile allo zucchero nell'aspetto (ma non nel sapore). Se viene sciolto in quantità uno a uno con acqua, cioè 50 grammi di acqua e 50 di acido citrico, la temperatura della soluzione si abbassa di colpo e arriva molto vicina allo zero Celsius. Ho preparato diverse volte anche la soluzione "normale" di soda caustica, partendo sempre dal solido - in questo caso, delle perline di bell'aspetto ma che è bene maneggiare con cura, la soda caustica non ha quel nome per caso ma proprio perché provoca ustioni. Per ottenere la soluzione normale della NaOH (soda caustica, sodio idrossido: "normale" è un termine chimico, in questo caso) bisogna sciogliere 40 grammi di soda e portarli a un litro di acqua: questa semplice operazione porta vicinissimi all'ebollizione, e quindi è necessario far raffreddare prima di portare al volume di un litro. Dietro tutto questo c'è il concetto di reazione esotermica e di reazione endotermica: ma qui le spiegazioni diventano troppo complesse, servirebbe un corso completo di chimica e per oggi preferisco fermarmi qui.