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COME ALLA CORTE DI FEDERICO II
Numeri: simboli e realtà
I GRANDI NUMERI DELLA CHIMICA
Luciano Mayol
Professore di Chimica organica
Università degli Studi di Napoli Federico II
Volendo indicare in forma iperbolica una
moltitudine di oggetti, di persone, si ricorre
solitamente a espressioni del tipo “numero
astronomico”, “folla oceanica”, ecc. A nessuno (o
quasi) verrebbe mai in mente di usare allo scopo
immagini prese dalla Chimica, la scienza
dell’immensamente piccolo. Eppure, in tema di
grandi numeri, la Chimica non è seconda ad
alcun’altra disciplina. Vediamo perché,
introducendo, innanzitutto, il numero della
Chimica per antonomasia, il Numero di
Avogadro. Ogni sostanza chimica è costituita da
atomi, ioni o molecole che non possono essere
divisi in particelle più piccole senza cambiare la
natura della sostanza stessa. Per ragioni
facilmente intuibili, i chimici utilizzano per i loro
calcoli un’unità di misura, la mole, che contiene
un numero fisso di queste particelle elementari.
La mole è una quantità di materia manipolabile,
dell’ordine dei grammi. Ad esempio, una mole di
acqua ha una massa di 18 grammi e una di
saccarosio di 342 grammi, ed entrambe
contengono lo stesso numero di molecole. Tale
numero, detto Numero di Avogadro, è
straordinariamente grande (6 x 10 23 , ossia, 6
seguito da 23 zeri!). Al suo cospetto, i numeri
del macrocosmo sono quisquilie, pinzillacchere,
direbbe Totò! Facciamo qualche confronto. Si
stima che il numero di stelle della nostra
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Università degli Studi di Napoli Federico II
galassia sia compreso tra 200 e 600 miliardi (2 -
6 x 10 11 ). Quindi, da un semplice calcolo, si può
dedurre che il numero di molecole contenute in
una sola mole di acqua (18 grammi, una tazzina
da caffè) è almeno 1.000 miliardi (10 12 ) di volte
più grande del numero di tutte le stelle presenti
nell’intera galassia! Un’altra considerazione può,
forse, servire ancora meglio a dare l’idea
dell’entità dei numeri in gioco. Il volume
complessivo della massa oceanica è stimato
intorno a 1.370 milioni di Km 3 , pari a circa 1.4 x
10 21 litri. Immaginiamo di versare a Marechiaro
la tazzina di acqua di cui sopra e di attendere un
tempo sufficientemente lungo da permettere un
perfetto mescolamento dell’acqua di tutti gli
oceani (tale processo è puramente ipotetico,
ovviamente). Si può facilmente calcolare che
ogni litro d’acqua, raccolto in un punto qualsiasi
del globo terracqueo, magari alle Isole Fiji, per
esempio, conterrebbe un numero significativo di
molecole della tazzina iniziale (circa 400). Sulla
base di considerazioni analoghe, posso
affermare che, se uno fa una doccia e, dopo
qualche giorno, si bagna in uno specchio di mare
non troppo distante, ha la ragionevole certezza
di venire a contatto con un numero cospicuo di
molecole già incontrate nella stanza da bagno.
Quindi, l’asserzione di Eraclito, secondo cui non
ci si bagna mai due volte nella stessa acqua, a
livello molecolare, non è poi rigorosamente vera!
Giocando con i numeri della Chimica, si può
giungere a tante conclusioni interessanti, spesso
distanti dalla percezione comune. Se chiediamo
a un signore in un bar se il caffè che sta
tranquillamente gustando contiene cianuro,
risponderà certamente di no (altrimenti non lo
berrebbe!). Invece il cianuro c’è (e come!), ma è
presente in concentrazione tale da non essere
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