5 - Società Chimica Italiana

ISSN 0392-5912 Anno XXII, n. 5, 2000Giornale di Didattica della Società Chimica ItalianaC n SLA CHIMICA NELLA SCUOLASpedizione in abbonamento postale Art. 2 comma 20/C Legge 662/96 Filiale di BolognaIPOTESI PER UNCURRICOLO DI CHIMICAITAS “Grazia Deledda” CagliariTRA DIDATTICA EDIVULGAZIONECENNI BIOGRAFICIDEI CANDIDATI AL CONSIGLIO DIRETTIVO

LA CHIMICANELLA SCUOLAAnno XXIINovembre - Dicembre 2000Direttore responsabilePaolo MironeDipartimento di ChimicaVia Campi, 183 - 41100 ModenaE-Mail: Mirone@unimo.itRedattorePasquale FettoDipartimento di Chimica “G.Ciamician”Via Selmi, 2 - 40126 BolognaTel. 0512099521 - fax 0512099456E-Mail: fpcns@ciam.unibo.itComitato di redazioneLoris Borghi, Liberato Cardellini, PasqualeFetto, Ermanno Niccoli, Raffaele Pentimalli,Pierluigi Riani, Paolo Edgardo TodescoComitato ScientificoAlberto Bargellini, Luca Benedetti, AldoBorsese, Carlo Busetto, Rinaldo Cervellati,Luigi Cerruti (Presidente della Divisione diDidattica), Franco Frabboni, Manlio Guardo,Gianni Michelon, Ezio Roletto, EugenioTorraccaEditingDocumentazione Scientifica EditriceVia Irnerio, 18 - 40126 BolognaTel. 051245290 - fax 051249749Periodicità: bimestrale (5 fascicoli all’anno)Abbonamenti annualiItalia L.90.000 ec 50 - Estero L. 110.000 ∈62Fascicoli separati Italia L. 20.000 ∈ 12Fascicoli separati Estero L. 25.000 ∈ 15Gli importi includono l’IVA e, per l’estero lespese di spedizione via aereaSpedizione in abbonamento postale Art.2 comma20/C Legge 662/96 Filiale di BolognaUfficio AbbonamentiManuela MustacciSCI, Viale Liegi, 48/c - 00198 - RomaTel. 068549691 fax 068548734E-mail: soc.chim.it@agora.stm.itCopyright 1995 Società Chimica ItalianaPubblicazione iscritta al n. 219 del registro diCancelleria del Tribunale di Roma in data03.05.1996La riproduzione totale o parziale degli articolie delle illustrazioni pubblicate in questa rivistaè permessa previa autorizzazione della DirezioneLa direzione non assume responsabilità per leopinioni espresse dagli autori degli articoli,dei testi redazionali e pubblicitariEditoreSCI - Viale Liegi 48/c - 00198 RomaStampaGRAFICHE RECORD sncS. Giorgio di P. (BO) - Tel. 0516650024EDITORIALESOMMARIOOportet ut scandala eveniant:è opportuno che avvengano scandali 141di Giacomo CostaDIVULGAZIONE E AGGIORNAMENTOMarie Curie, nata Marya Sklodowska. Il contesto conoscitivoe le note di luglio e dicembre 1898 - II parte 143di Francesca Turco, Luigi CerrutiIl ruolo del concetto di gas nella costruzionedelle basi della chimica 149di Eleonora AquiliniESPERIENZE E RICERCHETra didattica e divulgazione:un’esperienza per avvicinare i giovani alla chimica 153di Maria Vittoria MassiddaIpotesi per il curricolo di chimica 158di Carlo Fiorentini, Ezio RolettoCOMUNICAZIONI BREVIMolecole, moli e ...pastine 169di Corrado Cattadori, Andrea SerafiniLABORATORIO E DINTORNIRealizzazione di uno strumento per la verifica dellaseconda legge di Gay-Lussac 170di Patrizia Dall’AntoniaRUBRICHECHIMICA E POESIA 142LETTERE 168LIBRI PERVENUTI 174UNO SGUARDO DALLA CATTEDRATempo di curricoli 175CONVEGNI E CONGRESSIPrimo premio al “CEFIC SCIENCE EDUCATION AWARD” 2000 178DALLA DIVISIONECenni biografici dei candidati 179GIOCHI DELLA CHIMICAIII copSito Internet S.C.I. http://www.sci.uniba.it

EDITORIALEdi GIACOMO COSTAOportet ut scandala eveniant:è opportuno che avvengano scandaliMa avremmo voluto che in ciò che è accaduto aiconcorsi nella scuola si vedesse ben più che un altroepisodio della carenza di moralità e di legalità dell’attualesocietà. Il troppo rapido spegnersi dell’ecodi quegli avvenimenti ha messo in evidenza la permanentemiopia che affligge il mondo politico nelconsiderare i problemi della scuola e la conseguenteinerzia nel provvedere. Sembra che manchi laconsapevolezza della funzione della scuola, della solaistituzione cui può essere affidato il compito di trasmetterein modo sistematico e senzacondizionamenti ideologici le conoscenze indispensabiliper impiegare efficacemente la ragione e lecompetenze indispensabili per esercitare un mestiereo una professione. È l’importanza di questa funzioneche fa della scuola il problema politico piùimportante. Con l’indebolirsi della funzione dellafamiglia non possiamo aspettarci, da quella parte,un grande aiuto nell’educazione dei giovani e particolarmentein un’educazione mirata all’interesse dellasocietà. Con la commercializzazione dei mezzi didiffusione di massa possiamo solo temere la diffusionedel pensiero economico come pensiero unico.Dalla scuola, dagli ordinamenti scolastici e dallaqualità degli insegnanti dipende quindi la qualità dellasocietà di domani. La sfida era stata invero lanciatacon le riforme che il Ministro Berlinguer ha avviato:l’aumento degli anni di scuola dell’obbligo; il nuovoesame di stato, l’autonomia scolastica, il riordinodei cicli scolastici, la scuola di specializzazione perl’insegnamento nelle scuole secondarie. Riforme lacui realizzazione costituisce tuttora una sfida. Unavolta vinta potrebbero rinnovare e modernizzareradicalmente la scuola.Il formidabile lavoro necessario a vincere questasfida ci impegna in realtà tutti. Il mondo universitario,che deve ancora rendersi conto della granderesponsabilità che si è assunto con il compito di organizzarele scuole di specializzazione edNovembre - Dicembre 2000impegnarvisi seriamente. Il mondo della scuola chedeve mobilitarsi per rinnovare contenuti e metodiper l’evoluzione culturale della nostra società. Occorre,per le scuole di specializzazione, un’intesastretta e convinta fra MURST e MPI per metterepiù forze intellettuali e più mezzi a disposizione diquesto nuovo potente strumento di formazione e,allo stesso tempo, per stimolare e organizzare senzaremore un’ampia collaborazione fra universitarie docenti delle scuole secondarie. Un’altra sfida stanella difficile ricerca di un punto di incontro fra culturetradizionalmente distanti, indispensabile per integrarela formazione “trasversale” pedagogica conla specializzazione disciplinare e interdisciplinare.Una terza sfida sta nella realizzazione dei nuovi percorsiscolastici. Persino i più saggi sono divisi fradifferenti prospettive nel panorama dei “saperi”, enella rete sempre più ricca ed intricata di conoscenze,ciascuno vede più distintamente l’uno o l’altromodo. Aggiungiamo il deformante potere delle modee si capirà la difficoltà di predisporre un bagaglio diconoscenze di dimensioni ragionevoli, e soprattuttoun unico strumento metodologico per il loro uso. Ilche significa integrarle in un’unica rete, che raccolgatutti i nodi concettuali forti delle discipline di base.Per di più occorre che la costruzione di questa reteavvenga per gradi, nella successione dei cicli scolasticisecondo riconoscibili regole pedagogiche.L’esempio che ci riguarda è quello della formazionescientifica, di qualità e profondità necessarie e sufficientialla preparazione nelle diverse professioni. Sitratta di individuare e distinguere i nodi concettualipropri della matematica, della fisica, della chimica edelle scienze naturali e le connessioni che li leganoin una indissolubile rete. Qui occorre un grande sforzoper correggere errori di prospettiva e superarespiegabili, tradizionali, deformazioni professionali,puntando tutti sull’unicità della rete che si deve costruire.La chimica può e deve occupare in questaCnS - La Chimica nella Scuola141

ete la posizione di scienza autonoma, cerniera frala fisica e le scienze naturali e di supporto indispensabileper lo sviluppo tecnologico dei nuovi processie dei nuovi materiali. Il compito delle associazionidegli insegnanti non è esaurito. Occorre che aumentila partecipazione e la volontà di ricercare approcci“ecumenici” per una rinnovata immagine delle scienzeda presentare ai giovani.Ma non dimentichiamo che la condizione indispensabileper vincere queste sfide è la rivitalizzazione diun mondo da tempo in crisi, affollato da troppi docentiprecari, entrati senza alcuna preparazione specificaall’insegnamento e dopo anni di dura esperienzasul campo, ancora in attesa di essere “sistemati”.E accanto a loro docenti anziani e preparati,ma frustrati per la mancanza di un adeguato sostegnomateriale e morale, senza più la forza di lottare,anche solo per fare il proprio dovere. Il mondo dellascuola non può dunque affrontare riforme cosìradicali se non viene anzitutto rincuorato. Rincuoratocon la sitemazione in uno status adeguato, con ildovuto riconoscimento ai migliori e, subito, con untrattamento economico pari all’alto compito che vieneaffidato alla categoria.○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○Chimica e poesiaI versi di Roberto SoldàCRISTALLI DI ATP142ENTALPIAIn campi brinatielettroni delocalizzati:il sole infreddolitonella sua sciarpa rossail viso nasconde.A dune bianche l’entalpiaavvolge lenta i ramimozzi dei gelsi intirizziti.Brina,brina,dilemma:corollario di trinao acuti cristalli di teorema?Certi che siano trascorsianni-luce dal Vietnam e Corea?La Bosnia e l’Albania,i Curdi e l’Algeria ?Orazio :est modus in rebus.Lucrezio:De rerum( et hominum )natura.In vago barlumedi vuoto immerso,cristalli di ATPa flebili raggidi luna somministro.Ad ottenerne densauna luce che illuminil’ombra sull’erba.Aria di prato gelidadopo la grandineavanza ad ovest.Chiudo il cancello:stridio di gabbianiinsegue l’ondad’un blu aratro.Quattro radicaliliberi ho serbatoper aggredire parolecontro scagliate.Un icosaedro appoggiatosul retro della valenzaa discutere s’improvvisaforsennato.CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

DIVULGAZIONE E AGGIORNAMENTOMarie Curie, nata Marya Sklodowska.Il contesto conoscitivo e le notedi luglio e dicembre 1898 - II parteRiassuntoNella seconda parte dello studio suMarie Curie viene approfondita lacornice conoscitiva in cui operaronoi coniugi Curie. In primo luogo siprendono in considerazione le scarsereazioni suscitate nella collettivitàinternazionale dei fisici dallascoperta dei raggi uranici, e vienefornita una breve panoramica sullacomunità scientifica parigina. Perquanto riguarda il lato ‘pratico’ dell’orizzonteconoscitivo, sono esaminatele condizioni sperimentali in cuioperarono i due scienziati: il luogo,il celebre capannone dell’École municipalede Physique et de Chimieindustrielles, e lo strumento, l’elettrometrocon quarzo piezoelet-trico, concui vennero misurate le correnti diionizzazione. Seguono osservazionisulle caratteristiche dei ComptesRendus, la rivista che pubblicò gliarticoli del 1898, brevi commentisulle tre notes, e le traduzioni delleultime due, che annunciano la scopertadi Polonio e Radio.SummaryThe second part of the study on MarieCurie investigates the knowledgeframe in which she and her husbandworked. In the first place, it isconsidered the low interest of theinternational physical community inthe discovery of uranium rays; itfollows a short overview of theParisian scientific community. Inorder to consider the practical sideof their knowledge horizon, weanalized the experimental setting oftheir research: the place, the famousshed of the École municipale de(*) Dipartimento di Chimica Generale edOrganica Applicata - Università di TorinoFRANCESCA TURCO (*)LUIGI CERRUTI (*)Physique et de Chimie industrielles,and the instrument, the quartzelectrometer, by which the ionizationcurrents were measured. It followsremarks on the Comptes Rendus, thejournal that published the 1898articles; short comments of the threenotes; the translations of the last twonotes, which announced thediscovery of Polonium and Radium.Aspetti del contesto conoscitivoNon sono pochi i problemi che deveaffrontare chiunque voglia accostarsiai testi originali dei contributi chehanno segnato tappe fondamentalinella storia della scienza. Il piùrisolubile di tutti è quello meramentelinguistico, se il testo di interesse èstato scritto in una lingua diversadall’italiano. Con qualche cautela èabbastanza facile produrre una traduzioneaccettabile e linguisticamentecomprensibile; diversa, e più difficile,è una comprensione del testo chepermetta al lettore di intendere siaquanto effettivamente l’Autore vollecomunicare ai diversi livelli del testo,da quello retorico a quellosemantico, sia quali siano stati i diversicontesti in cui fu condotta laricerca e scritto il testo. Tuttavia anchequesta difficoltà si attenua se sitiene conto (criticamente) che a propositodi molti dei più importanti testi- e dei loro Autori - si trovano moltefonti secondarie che permettono digiungere ad un grado di comprensionepreliminare che pur non avendol’ambizione della comprensione profondadegli ermeneuti, è pur sempreciò che loro stessi fanno nella faseiniziale della ricerca. Il ‘comprendere’(Verstehen) dell’ermeneuta è un processoche può terminare solo conl’oblio del testo da parte dell’ermeneutastesso. Infatti il ‘comprendere’ procedeanche quando non c’è lettura,studio o analisi diretta, in quanto dipendeegualmente dal Testo e dal suoLettore: se questi cambia, e cambiasempre nel tempo, muta anche la suacomprensione. Di qui anche la varietàdelle interpretazioni che vengonodate dai diversi storici ad eventi lacui ricostruzione parrebbe obbligata,dato che le fonti sono note e comunia tutti loro. Chi, come noi, legge i testidi Sklodowska con intenzioni didattichepuò limitare il suo interesse aitratti più evidenti dei contesti più immediati,quelli che più direttamente influenzaronole sue ricerche e condizionaronoil suo stile di scrittura. Gliapprofondimenti ulteriori, quelli cheportano al Verstehen, sono lasciati allanostra scelta, e potrebbero esseresollecitati dall’uso didattico dei testie dei loro contesti. Qui di seguito abbiamoappuntato la nostra attenzionesu quattro contesti, affrontati inuna succesione che tiene conto dello‘stato dell’arte’ prima dell’apporto diSklodowska, dell’ambiente favorevoledella comunità scientifica parigina,delle procedure sperimentali seguitein laboratorio, e infine dello stile discrittura richiesto dai ComptesRendus dell’Accademia delle Scienzedi Parigi, l’organo su cui furono pubblicatii contributi di Sklodowska del1898.La ricerca sui raggi uraniciCome si è accennato nel precedentearticolo la scoperta dei raggi uraniciavvenne in modo casuale, come giàera stata casuale la scoperta dei raggi143Novembre - Dicembre 2000CnS - La Chimica nella Scuola

144X. L’esistenza della nuovafenomenologia dei sali fluorescentid’uranio era stata comunicata daBecquerel (1852-1908) all’Accademiadelle Scienze di Parigi il 24 febbraio1896, un lunedì, mentre la lastra ‘fatale’sui cui un campione non espostoal sole aveva lasciata la sua improntaera stata sviluppata la domenica successiva,il 1° marzo. Il giorno dopo, il2 marzo, il nostro fisico leggeva all’Accademiauna note in cui annunciaval’indipendenza delle radiazionida una previa esposizione dei sali allaluce.[1] Nei primi sei mesi del 1896Becquerel pubblicò otto note sui raggiuranici, poi la cadenza delle comunicazionisi attenuò con una sola comunicazionenel secondo semestre,per poi estinguersi completamentedopo due ultime note nei primi mesidel 1897. Per tutto questo periodo ilfisico parigino fu guidato dall’analogiacon i raggi X, così già in marzoscoprì che i raggi uranici avevano ilpotere di scaricare i corpi carichi dielettricità, ma il fatto più sorprendentefu l’accertamento che le radiazionivenivano emesse anche da un campionedi uranio metallico. [2]Rispetto a questi nuovi ‘raggi’ le reazionidella comunità scientifica nelsuo complesso furono piuttosto modeste.Da una parte i raggi X costituivanoun ‘concorrente’ imbattibile inquanto avevano proprietà più vigorosedei raggi uranici e, al contrario diquesti, non erano un balzano fenomenonaturale, ma potevano essereprodotti e riprodotti in laboratorio.Dall’altra la determinazione della naturacorpuscolare dei raggi catodicidovuta a J.J. Thomson (1856-1940), eannunciata sul PhilosophicalMagazine nell’ottobre 1897, avevaancor più messo in ombra lafenomenologia di Becquerel. Solo inInghilterra, nel 1897, era stata fattaqualche esperienza di conferma delleproprietà ionizzanti dei raggiuranici.[3] E tuttavia la prima, importantescoperta di Sklodowska, la radioattivitàdel torio fu anticipata davantialla Società fisica di Berlino il 4febbraio 1898, circa due mesi primadella note della nostra chimica franco-polacca.La comunicazione era statainviata nella capitale tedesca il 25gennaio da Gerhard C. Schmidt (1865-1949), un fisico che lavorava all’Universitàdi Erlangen e che fino ad allorasi era occupato di temi qualiluminescenza, spettroscopia, scaricheelettriche e raggi catodici.[4]Schmidt propose i suoi risultati nonsolo a Berlino, [5] ma anche a Parigicon una note pubblicata nel maggio1898, [6] quindi all’orizzonte di ricercadi Sklodowska non mancava unabile competitore, che anzi - a scansodi equivoci di priorità - si era spinto apubblicare sugli stessi ComptesRendus, il giornale per eccellenza dellacomunità scientifica parigina.La comunità pariginaUn aspetto della situazione conoscitivadi Sklodowska durante le sue primericerche, che non è stato sufficientementesottolineato dalla letteraturasecondaria, è l’intreccio di relazioniscientifiche e generazionali che trasparedalle comunicazioni diSklodowska (che, ricordiamo, era natanel 1867) e del marito Pierre Curie(1859-1906). Fin dalle indagini preliminariSklodowska utilizzò uno strumentoper misurare correnti debolissime(vide infra) messo a punto daPierre con il fratello Jacques Curie(1855-1941). Nelle tre comunicazionidel 1898 troviamo diversi riferimenti ascienziati francesi che possiamo commentarebrevemente. Nel contributodel 12 aprile sono citati nell’ordine:Henri Moissan (1852-1907), AlfredLacroix (1863-1948), Eugéne AnatoleDemarçay (1852-1904), GeorgesSagnac (1869-1928); i primi tre in nota,il quarto nel testo. # La prima note vennecomunicata all’Accademia daGabriel Lippmann (1845-1921), le duesuccessive dallo scopritore stesso deiraggi uranici Henri Becquerel (1852-1908); entrambi i membri dell’Accademiache abbiamo appena citatoavranno il premio Nobel per la fisica:Lippmann nel 1908 per la messa apunto di un metodo di fotografia acolori (nel 1891); Becquerel nel 1903,insieme ai coniugi Curie. AncheMoissan avrà il suo premio Nobel,questa volta per la chimica, nel 1906,per l’isolamento del fluoro elementare(1886) e per la costruzione di unforno elettrico particolare, utilizzato,tra l’altro, per la preparazione dell’uraniometallico fornito sia aBecquerel, sia a Sklodowska. Lacroix,# In nota viene menzionato anche un certo monsieur Étard, della École Municipale, cheaveva fornito alla nostra chimica i sali e gli ossidi puri utilizzati nelle prove di emissionee nella sintesi della calcolite.geologo e mineralista, diventerà unodegli esponenti più in vista della scuolafrancese. [7] Demarçay, che collaboreràattivamente alle ricerche diSklodowska e Pierre Curie, era un ottimospettroscopista e come moltichimici operanti in questo campo siinteressava al problema delle terrerare, apparentemente inesauribile ecritico per una sistemazione coerentedel sistema periodico; Sagnac avrà ilmomento più alto delle sue ricerchedi fisica fondamentale nel 1913 quandorealizzerà misure ottiche in relazionealla teoria della relatività. Nellacomunicazione del 18 luglio viene citatoin nota G. Bémont, direttore deilaboratori chimici dell’ École Municipale,e nel testo, più volte, Demarçay.Nel terzo contributo, del 26 dicembre,Bémont diventa un co-autore,Demarçay ha un forte rilievo nel testo,e finalmente, viene citato ancheun non-francese, in una nota finale,quando i tre Autori ringraziano l’austriacoEduard Suess (1831-1914),autore famosissimo di operemonumentali di geologia, per l’invioà titre gracieux di 100 kg di residui dilavorazione della pechblenda diJoachimsthal. Sul senso di alcune diqueste citazioni torneremo fra poco,qui sottolineiamo solo la chiusura delmondo scientifico a cui fanno riferimentoSklodowska e Pierre Curie. Nellaboratorio della École Municipale dePhysique et de Chimie Industriellesnon si utilizzarono né pratiche sperimentali,né modelli teorici che nonfossero nati in Francia.Il laboratorio della École Municipalede Physique et de Chimie IndustriellesLa nostra comprensione del contestodi ricerca di Sklodowska e Pierre Curiesarebbe gravemente lacunosa senon tenessimo conto delle condizionimateriali in cui i due sposi-ricercatorisi trovarono ad operare. La strutturafisica del loro laboratorio è entratanella leggenda della ricerca sperimentaleper le condizioni miserabilidell’ambiente messo a loro ‘disposizione’,in particolare per le lunghe, faticosee nocive operazioni di separazionedei nuovi elementi dalla massadi scorie di lavorazione inviate daVienna. Qui possiamo affidarci alla descrizionedella stessa Sklodowska:“A questo scopo [della separazione]eravamo equipaggiati in modo del tuttoCnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

insufficiente. Era necessario sottoporregrande quantità di minerale ad un precisotrattamento chimico. Non avevamo soldi,nessun laboratorio adatto, nessun aiutopersonale per la nostra grande e difficileimpresa. Fu come creare qualcosa dalnulla [...].La École non poteva darci nessunambiente adatto, ma in mancanza dimeglio il Direttore ci permise di utilizzareun capannone abbandonato che eraservito come sala anatomica della Scuoladi Medicina. Il suo tetto di vetro nonoffriva un riparo completo contro lapioggia; il calore era soffocante d’estate,e il freddo intenso dell’inverno eraattenuato un po’ solo nelle immediatevicinanze della stufa di ferro. Non erastato possibile ottenere gli apparecchiadatti, di uso comune dei chimici.Avevamo solo qualche tavola di pino, condelle fornaci e dei bruciatori per il gas.Dovevamo usare il cortile annesso perquelle operazioni chimiche checoinvolgevano la produzione di gasirritanti; anche allora i gas, spesso,riempivano il capannone. Con questeattrezzature avviammo il nostrofaticosissimo lavoro.Tuttavia fu in questo miserabile vecchiocapannone che passammo i migliori e piùfelici anni della nostra vita.” *Le ricerche di Sklodowska erano iniziateil 16 dicembre 1897, tre mesi dopo lanascita della figlia Irène. ° Allora non viera il sospetto ma solo la speranza chealtre sostanze presentassero la stessafenomenologia dei sali di uranio.Appena un mese dopo, il 20 gennaio1898, Sklodowska cominciò adutilizzare il dispositivo sperimentalemesso a punto fin dal 1880 dai duefratelli Curie. Uno schema è dato infigura 1; una versione più tarda dellacomponente piezolettrica dell’apparecchioè riportata in figura 2.camera di ionizzazione; all’interno sipoteva creare una differenza dipotenziale fino a 100 volt mediante unabatteria di accumulatori. In presenzadi radiazioni ionizzanti si misurava unadebole corrente (dell’ordine deipicoampere) che veniva portata finoa saturazione aumentando ladifferenza di potenziale fra le piastre.L’elettrometro serviva solo comemisura dello zero, quando le carichesulle piastre erano compensate daquelle prodotte mediante l’effettopiezoelettrico, ** prodotto su uncristallo di quarzo da pesi aggiuntiprogressivamente sul piatto, indicatoin figura 1 e ben visibile in figura 2.Figura 2 Elettrometro con quarzopiezoelettrico.[M.Curie, Traité de radioactivité, Paris:Gauthier-Villars, 1910, p. 98]Come si vede dai risultati presentatinella prima memoria non solo lo strumentoera sensibilissimo, ma permisea Sklodowska di misurare quantitativamentel’attività ionizzante delle diversesostanze esaminate. In figura 3vediamo i coniugi Curie in laboratorio,mentre Sklodowska determina lozero dell’elettrometro a quadrante ponendopesi (abbastanza cospicui) sulpiatto che ha davanti a sé.L’accesso ai Comptes RendusUn ultimo punto deve essere consideratoper comprendere il ‘taglio’ quasistenografico delle tre notes mandateai Comptes Rendus dai coniugiCurie nel 1898, e cioè la funzione e lostile (nazionale) del giornale su cui icontributi furono pubblicati. La testataera tra le più prestigiose a livellointernazionale, e nella sua completezzarecitava: Comptes RendusHebdomadaires des Séances del’Académie des Sciences; si trattavaquindi di un rendiconto settimanale.Gli accademici leggevano i contributipropri, o a loro affidati per la presentazione,e dopo dieci giorni la noteera a stampa, e poteva essere letta inbreve tempo da tutto il mondo scientifico.L’ovvia concisione, già necessariaaffinchè si potesse realizzare unapubblicazione così rapida di contributiprovenienti da tutte le disciplinescientifiche, era poi esaltata dal dominantecredo positivista, che avrebbevoluto affidare ai dati sperimentaliFigura 3 I coniugi Curie mentre usano l’elettrometro piezoelettricoFigura 1La sostanza in esame veniva depostasul piatto inferiore (B) di uncondensatore che funzionava comeNovembre - Dicembre 2000* Cit. dal rif. [3], p. 8.° Irène era nata il 12 settembre 1897.** L’effetto piezoelettrico era stato scoperto dai fratelli Curie nel 1880, quando Pierreera un giovanissimo assistente del laboratorio di fisica della Facoltà di Scienze pariginae Jacques era un tecnico del laboratorio di mineralogia. Il dispositivo a quarzopiezoelettrico perrnette di produrre una carica elettrica di cui è noto il valore assoluto.CnS - La Chimica nella Scuola145

146il compito di parlare da sé. È tuttaviascontato che Sklodowska e PierreCurie non furono alieni da fare le lorobrave (sintetiche) congetture suquanto stavano trovando, come sipuò leggere direttamente nei testi chesono stati tradotti, e come sottolineeremonelle brevi osservazioni dellaprossima sezione.I tre testi del 1898Abbiamo raccolto qui di seguito alcunenotizie e osservazioni che potrebberoagevolare la lettura dei trecontributi che sono stati tradotti perCnS. La traduzione della note del 12aprile 1898 è stata pubblicata con ilprimo articolo di questa serie.La nota del 12 aprileIn generale i minerali che compaiononel Tableau compilato da Sklodowskasono (ed erano) piuttosto esotici. Tralasciandoquelli di cui l’Autrice citala composizione nel testo ricordiamoalcuni dati essenziali: autunite, fosfatodi calcio e uranio; toriti, silicati ditorio con contenuto variabile di uranio;orangite, una varietà arancionedi torite; samarskite, ossido di ittrio,niobio, tantalio, cerio, uranio, ferro etitanio; fergusonite, niobato di ittrio,cerio e neodimio; monazite, fosfatocon contenuti variabili di cerio,lantanio, ittrio e torio; xenotimo, fosfatodi ittrio; niobite, niobato etantalato di ferro e manganese;eschinite, ossido di cerio, calcio, ferro,torio, titanio e niobio; cleveite, #ossido di uranio, piombo, bario e cerio.I punti scientificamente più rilevantidel breve articolo sono la scopertadella forte attività del torio, e la maggioreattività di certi minerali di uraniorispetto all’uranio metallico, che denunciacosì la presenza di ‘impurezze’che potrebbero risultare essere elementichimici ancora non noti. La comunicazionesi conclude con un forterilievo dato alla analogia fra i raggiuranici e i raggi secondari che emergonodai punti di impatto dei raggi X.L’intera analogia si basa sugli studicondotti da Georges Sagnac, un giovanefisico, coetaneo di Sklodowska.La note è firmata M me SklodowskaCurie.La nota del 18 luglioNel secondo contributo Sklodowskae Pierre Curie confermano la presenzanella pechblenda di un nuovo elemento.Gli Autori sottolineano che leprocedure chimiche di separazionesono state accompagnate e guidatedalle misure condotte con l’elettrometropiezoelettrico, in modo da avereun’indicazione quantitativa, ovveroun numero (un nombre), come diconoloro stessi. Il metodo di separazioneseguito inizialmente è quello dell’analisiqualitativa tradizionale, il cuischema risaliva alle proposte di KarlRemigius Fresenius (1818-1897). Nellanote gli Autori dichiarano di averesaminato la possibile attività di quasitutti i corpi semplici. Non sonoavanzate congetture sulla natura della‘radioattività’, ma nella discussionefinale fanno un insistito riferimentoalle ricerche dello spettroscopistaDemarçay, che aveva evidenziato leparticolarità dello spettro atomico dell’uranio,del torio e del tantalio (a quest’ultimogli Autori attribuivano unapossibile, debole attività). La note èora firmata da M. P. Curie e M me S.Curie. È singolare il fatto che il cognomeSklodowska sia ridotto adun’iniziale puntata, come se fosse unnome proprio.La nota del 26 dicembreIl terzo contributo fu presentato all’instancabileAcadémie il giorno diSanto Stefano. Come dono alla scienzaBecquerel portava la scoperta delradio. Al momento dell’annuncio gliAutori sono ancora molto lontanidall’essere riusciti a separare il radiodal bario, le cui proprietà chimichesono replicate nel nuovo elemento.Tuttavia i risultati di due metodi fisicidistinti sono di qualche conforto. Ladeterminazione dell’attività ionizzanteha stabilito che al termine di numerosecristallizzazioni frazionate un certocloruro è 900 volte più attivo dell’uraniometallico, mentre gli spettri, in unprimo tempo indistinguibili da quellidel bario, hanno presentato a partireda un campione 60 volte più attivodell’uranio, una nuova (sospirata)riga. Lo spettroscopista è ovviamenteDemarçay, che in una nota stampatasubito dopo quella dei nostri Autori,afferma recisamente che “la riga3814,8 conferma l’esistenza, in piccolaquantità, di un nuovo elemento nelcloruro di bario di M. e M me Curie”.[8]La note del 26 dicembre è firmata daM. P. Curie, M me P. Curie, e M. G.Bémont. Secondo l’uso correnteSklodowska ha perso completamentela propria identità anagrafica, diventandosemplicemente la parte femminile(M me ) di monsieur Pierre Curie.Sottolineiamo che questa abitudine,che a noi risulta fastidiosa, era veramenteradicata nel costume del tempo,tanto che gli stessi coniugi Curieriferendosi, nelle due note scritte insieme,alla prima, di pugno della solaSklodowska, la attribuiscono la primavolta correttamente a M meSklodowska Curie, la seconda a M meP. Curie, senza rispettare la fedeltàbibliografica. ** Sono curiosi i tempidella trasformazione: Marya e Pierresi erano sposati nel 1895, all’inizio del1898 Marya aveva ancora un’individualità,verso la fine dell’anno l’aveva,a livello ufficiale, persa completamente.Su una nuova sostanza radioattiva,contenuta nella pechblenda. iNota di M. P. Curie e di M me S. Curie,presentata da M. BecquerelAlcuni minerali contenenti uranio etorio (pechblenda, calcolite, uranite)sono molto attivi dal punto di vistadell’emissione dei raggi di Becquerel.In un lavoro precedente uno di noidue ha dimostrato che la loro attivitàè anche maggiore di quella dell’uranioe del torio, e ha espresso l’opinioneche questo effetto fosse dovutoa qualche altra sostanza molto attivaintrappolata in piccola quantità inquesti minerali. iiLo studio dei composti dell’uranio edel torio aveva dimostrato, infatti,che la proprietà di emettere raggi che#Questo minerale ha rilevanza storica per un secondo episodio, è stato infatti un elementodeterminante nella scoperta dell’elio.**Si confrontino le note ii e viiQuesto lavoro è stato eseguito all’École municipale de Physique et de Chimieindustrielles. Ringraziamo particolarmente M. Bémont, capo dei lavori di chimica, peri consigli e l’aiuto che ha gentilmente voluto darci.ii M me Sklodowska Curie, comptes rendus, t. CXXVI, p. 1101.CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

endono l’aria conduttrice e che agisconosulle lastre fotografiche, è unaproprietà specifica dell’uranio e deltorio che si ritrova in tutti i compostidi questi metalli, tanto più debolequanto la percentuale di metallo attivonel composto è essa stessa minore.Lo stato fisico delle sostanze sembraavere un’importanza del tutto secondaria.Diverse esperienze hanno dimostratoche lo stato di miscela dellesostanze non sembra agire che facendovariare la proporzione dei corpi attivie l’assorbimento prodotto dalle sostanzeinerti. Alcune cause (quali lapresenza di impurezze) che agisconocosì fortemente sulla fosforescenza ola fluorescenza sono dunque qui deltutto senza effetto. Diviene quindimolto probabile che, se certi mineralisono più attivi dell’uranio e del torio,è perché racchiudono una sostanzapiù attiva di questi metalli.Noi abbiamo cercato di isolare questasostanza nella pechblenda, el’esperienza ha confermato le previsioniche precedono.Le nostre esperienze chimiche sonostate costantemente guidate dal controllodell’attività radiante dei prodottiseparati ad ogni passaggio.Ogni prodotto è posto su uno dei piattidel condensatore, e la conducibilitàacquisita dall’aria è misurata con l’aiutodi un elettrometro e di un quarzopiezoelettrico, come nel lavoro citatosopra. Abbiamo così non solo un’indicazione,ma un numero che rendeconto della ricchezza del prodotto insostanza attiva.La pechblenda che noi abbiamo analizzatoera circa due volte e mezzo piùattiva dell’uranio nei nostri apparecchia piatti. L’abbiamo attaccata conacidi, e abbiamo trattato la soluzioneottenuta con idrogeno solforato.L’uranio ed il torio restano nella soluzione.Abbiamo riconosciuto le fasiseguenti:i solfuri precipitati contengono unasostanza molto attiva contemporaneamentea piombo, bismuto, rame, arsenico,antimonio.Questa sostanza è del tutto insolubilein solfuro d’ammonio che la separadall’arsenico e dall’antimonio.Essendo i solfuri insolubili nel solfurod’ammonio disciolti in acido azotico, (#)la sostanza attiva potrebbe essere noncompletamente separata dal piombotramite l’acido solforico. Trattando il(#) Termine settecentesco per l’odierno acidonitrico.Novembre - Dicembre 2000solfato di piombo con l’acido solforicodiluito, si riesce a dissolvere in granparte la sostanza attiva trascinata conil solfato di piombo.La sostanza attiva che si trova in soluzionecon il bismuto ed il rame ècompletamente precipitata dall’ammoniaca,cosa che la separa dal rame.Finalmente il corpo attivo resta con ilbismuto.Non abbiamo ancora trovato alcunprocedimento quantitativo per separarela sostanza attiva dal bismuto pervia umida. Abbiamo tuttavia effettuatodelle separazioni incomplete basatesui seguenti fatti:nella dissoluzione dei solfuri tramitel’acido azotico, le frazioni più facili dadisciogliere sono le meno attive.Nella precipitazione dei sali con l’acquale prime frazioni precipitate sonodi gran lunga le più attive.Abbiamo osservato che scaldando lapechblenda si ottenevano persublimazione dei prodotti molto attivi.Questa osservazione ci ha condottiad un procedimento di separazionebasato sulla differenza di volatilità delsolfuro attivo e del solfuro di bismuto.Si scaldano i solfuri sotto vuoto inun tubo di vetro di Boemia a circa700°. Il solfuro attivo si deposita sottoforma di incrostazione nera nelleparti del tubo che sono a 250-300°,mentre il solfuro di bismuto resta nelleparti più calde.Effettuando queste diverse operazionisi ottengono dei prodotti ogni voltapiù attivi. Infine abbiamo ottenutouna sostanza la cui attività è circa 400volte maggiore di quella dell’uranio.Abbiamo cercato, fra i corpi attualmenteconosciuti, se ce ne sono diattivi. Abbiamo esaminato compostidi quasi tutti i corpi semplici; graziealla grande cortesia di molti chimici,abbiamo avuto campioni delle sostanzepiù rare. L’uranio ed il torio sono isoli veramente attivi, il tantalio lo èforse molto debolmente.Crediamo dunque che la sostanza cheabbiamo estratto dalla pechblendacontenga un metallo non ancora segnalato,vicino al bismuto per le sueproprietà analitiche. Se l’esistenza diquesto nuovo metallo sarà confermata,proponiamo di chiamarlo polonio,dal nome del paese d’origine di unodi noi.M. Demarçay ha gentilmente volutoesaminare lo spettro dei corpi che noistudiamo. Non ha potuto distinguerealcun raggio caratteristico al di fuoridi quelli dovuti alle impurezze. Questofatto non è favorevole all’ideadell’esistenza di un nuovo metallo.Tuttavia, M. Demarçay ci ha fatto notareche l’uranio, il torio ed il tantaliodanno spettri particolari, formati dainnumerevoli righe, molto fini, difficilida percepire. iiiCi sia permesso di far notare che sel’esistenza di un nuovo corpo semplicesarà confermata, questa scopertasarà unicamente dovuta al nuovoprocedimento d’analisi fornitoci dairaggi di Becquerel.Su una nuova sostanza fortementeradioattiva contenuta nellapechblenda ivNota di M. P. Curie, di M me P. Curie e diM. G. Bémont, presentata da M.BecquerelDue di noi hanno mostrato che, attraversoprocedimenti puramente chimici,si poteva estrarre dalla pechblendauna sostanza fortemente radioattiva.Questa sostanza è vicina al bismutoper le sue proprietà analitiche. Abbiamoespresso l’opinione che lapechblenda contenga forse un elementonuovo, per il quale abbiamoproposto il nome di polonio. vLe ricerche che seguiamo attualmentesono in accordo con i primi risultatiottenuti; ma, nel corso di questericerche, abbiamo trovato una secondasostanza fortemente radioattiva ecompletamente differente dalla primaper le sue proprietà chimiche. Infatti,il polonio è precipitato in soluzioneacida dall’idrogeno solforato; i suoisali sono solubili negli acidi, e l’acquali precipita da queste soluzioni; ilpolonio è completamente precipitatodall’ammoniaca.La nuova sostanza radioattiva cheabbiamo trovato ha tutte le caratteristichechimiche del bario quasi puro:non è precipitato né dall’idrogenosolforato, né dal solfuro d’ammonio,né dall’ammoniaca; il solfato è insolubilenell’acqua e negli acidi; ilcarbonato è insolubile nell’acqua; ilcloruro, molto solubile in acqua, è insolubilenell’acido cloridrico concen-iii La singolarità di questi tre spettri è segnalata nella bella pubblicazione di M. Demarçay:Spectres electriques, 1895.iv Questo lavoro è stato eseguito all’École municipale de Physique et de Chimie industriellesv M. P. Curie e M me P. Curie, Comptes rendus, t. CXXVII, p. 175.CnS - La Chimica nella Scuola147

vi M me P. Curie, Comptes rendus, t. CXXVI, p. 1101.viitrato e nell’alcol. Infine questa sostanzadà lo spettro del bario, facileda riconoscere.Crediamo tuttavia che questa sostanza,sebbene costituita per la maggiorparte da bario, contenga in più un elementonuovo che gli comunica la radioattivitàe che, d’altra parte, è moltovicino al bario per le sue proprietàchimiche.Ecco le ragioni che depongono a favoredi questo modo di vedere:1° Il bario ed i suoi composti non sononormalmente radioattivi; ora uno dinoi ha dimostrato che la radioattivitàsembrava essere una proprietà atomica,persistente in tutti gli stati chimicie fisici della materia. vi In questamaniera di vedere la radioattività dellanostra sostanza, non essendo dovutaal bario, deve essere attribuitaad un altro elemento.2° Le prime sostanze che abbiamo ottenutoavevano, allo stato di cloruriidrati, una radioattività 60 volte maggioredi quella dell’uranio metallico(avendo valutato l’intensità radioattivatramite il valore della conducibilitàdell’aria nel nostro apparecchio a piatti).Dissolvendo questi cloruri in acquae precipitandone una parte conl’alcol, la parte precipitata è molto piùattiva di quella che resta disciolta. Sipuò, basandosi su questo fatto, operareuna serie di frazionamenti che permettonodi ottenere dei cloruri di voltain volta più attivi. Abbiamo ottenutocosì dei cloruri aventi un’attività900 volte maggiore di quella dell’uranio.Siamo stati fermati dallamancanza di sostanza, e, dall’andamentodelle operazioni, si può prevedereche l’attività sarebbe ancora aumentatase avessimo potuto continuare.Questi fatti possono spiegarsicon la presenza di un elemento radioattivo,il cui cloruro sarebbe meno solubilenell’acqua alcolizzata di quellodel bario.3° M. Demarçay ha di buon gradovoluto esaminare lo spettro della nostrasostanza con una gentilezza dellaquale non sapremo mai ringraziarloabbastanza. I risultati del suo esamesono esposti in una Nota speciale chesegue la nostra. M. Demarçay ha trovatonello spettro una riga che nonsembra dovuta ad alcun elemento conosciuto.Questa riga, appena visibilecon il cloruro 60 volte più attivodell’uranio, è divenuta notevole conil cloruro arricchito per frazionamentofino ad un’attività di 900 volte quelladell’uranio. L’intensità di questariga aumenta dunque contemporaneamentealla radioattività, ed è questa,pensiamo, una ragione molto validaper attribuirla alla parte radioattivadella nostra sostanza.Le diverse ragioni che abbiamo enumeratoci portano a credere che lanuova sostanza radioattiva racchiudaun elemento nuovo, al quale proponiamodi dare il nome di radio.Abbiamo determinato il peso atomicodel nostro bario attivo, dosando ilcloro nel cloruro anidro. Abbiamo trovatodei valori che differiscono moltopoco da quelli ottenuti parallelamentecon il cloruro di bario inattivo;tuttavia i valori per il bario attivo sonosempre leggermente maggiori, ma ladifferenza è dell’ordine di grandezzadegli errori sperimentali.La nuova sostanza radioattiva racchiudecertamente una forte proporzionedi bario; malgrado questo, laradioattività è notevole. La radioattivitàdel radio deve dunque essereenorme.L’uranio, il torio, il polonio, il radio edi loro composti rendono l’ariaconduttrice di elettricità ed agisconofotograficamente sulle lastre sensibili.Da questi due punti di vista, ilpolonio ed il radio sono considerevolmentepiù attivi dell’uranio e deltorio. Sulle lastre fotografiche si ottengonodelle buone immagini con ilradio ed il polonio in un mezzo minutodi posa; occorrono molte ore perottenere lo stesso risultato con l’uranioed il torio.I raggi emessi dai composti delCi sia permesso di ringraziare qui M. Suess, corrispondente dell’Istituto, professoreall’Università di Vienna. Grazie al suo benevolo intervento abbiamo ottenuto dal governoaustriaco l’invio, a titolo gratuito, di 100 Kg di un residuo del trattamento dellapechblenda di Joachimsthal, non contenente più uranio, ma contenente polonio e radio.Questo invio faciliterà molto le nostre ricerche.polonio e del radio rendono fluorescenteil platinocianuro di bario; laloro azione, da questo punto di vista,è analoga a quella dei raggi diRöntgen, ma considerevolmente piùdebole. Per fare l’esperienza, si ponesulla sostanza attiva un foglio moltosottile d’alluminio, sul quale è postouno strato sottile di platinocianuro dibario; nell’oscurità il platinocianuroappare debolmente luminoso di frontealla sostanza attiva.Si realizza così una fonte di luce, adire il vero molto debole, ma che funzionasenza sorgente d’energia. C’èqui una contraddizione, almeno apparente,con il principio di Carnot.L’uranio ed il torio non danno alcunaluce in queste condizioni, essendoprobabilmente la loro azione troppodebole. viiBibliografia[1] H.Becquerel, “Sur les radiationsinvisibles émises par les corpsphosphorescents”, C. R. Acad. Sci.,Paris, 122, pp. 501-503 (1896).[2] H.Becquerel, “Émission desradiations nouvelles par l’uraniummétallique”, C. R. Acad. Sci., Paris,122, pp. 1086-1088 (1896); il campione,a forma di disco, era stato preparatoda Moissan: H.Moissan,“Préparation et propriétés del’uranium”, C. R. Acad. Sci., Paris,122, pp. 1088-1093 (1896).[3] M.Mladjenovic, The History ofEarly Nuclear Physics (1896-1931),Singapore: World Scientific, 1992, p. 4.[4] L.Badash, “The Discovery ofThorium’s Radioactivity”, J. Chem.Ed., 43, pp. 219-220 (1966).[5] G.C.Schmidt, “Ueber die vomThorium and den Thorverbindungenausgehende Strahlung”, Verhandunglender physikalische Gesellschaftzu Berlin, 17, pp. 14-16 (1898).[6] G.C.Schmidt, “Sur les radiationsémis par le thorium et ses composés”,C. R. Acad. Sci., Paris, 126, pp. 1264(1898).[7] Tutte le notizie su questi scienziatifrancesi sono tratte da: R.Taton (a curadi), La Science Contemporaine. VolumeII. Le XXe Siécle, Paris: PUF, 1983,passim.[8] E.Demarçay, “Sur le spectre d’unesubstance radio-active”, C. R. Acad.Sci., Paris, 127, p. 1218 (1898).148CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

Il ruolo del concetto di gasnella costruzione delle basi della chimicaDIVULGAZIONE E AGGIORNAMENTORiassuntoDagli studi riportati da Cavallini edalla Grimellini è evidente che lostato gassoso presenta notevoli problemicognitivi. Noi pensiamo che,per sviluppare un lavoro didatticosignificativo sui gas si debba necessariamentepartire dall’aria.. Facendoun’analisi di tipo storico edepistemologico del concetto dimaterialità dell’aria, ci si rende contoche lo studio di questo tema nonpuò essere affrontato prima del bienniodelle scuole medie superiori.La semplice esecuzione dell’esperimentodi Torricelli, senza alcunacontestualizzazione, non porta anessuna comprensione significativa.Con l’esperienza di Boyle, s’introduceun altro fattore importante perla comprensione del comportamentodei gas, l’elasticità dell’aria.Una volta stabilito che l’aria è materiaperché ha un peso, un volume,esercita una pressione, si può dimostrareche è chimicamente attiva, rifacendosialle esperienze di Blacksull’aria fissa.IntroduzioneQuesto lavoro ha lo scopo di presentarein modo diverso da quello usualmenteproposto dai libri di testo, lachimica dei gas a livello di bienniodella scuola media superiore. Analizzandola letteratura che riporta le concezionidi bambini e adolescenti sullostato gassoso, prima e dopo l’insegnamentofatto in maniera tradizionale,e tenendo conto dell’esperienzaquotidiana nelle classi, non si possonodare per scontati concetti come ilpeso, il peso specifico, la pressionedei gas. Si deve per prima cosa stabilirela materialità dell’aria. Questo concettoverrà chiarito utilizzando il suocontrario: il vuoto. La stessa storiadel pensiero scientifico e filosofico ci(*) Gruppo di ricerca e sperimentazionedidattica in educazione scientifica del CIDIdi Firenze; Aquilini Eleonorae-mail: ele.aquilini@tin.itNovembre - Dicembre 2000ELEONORA AQUILINI (*)dimostra quanto tale concetto siaostico e quanto sia resistente la convinzionerazionale ed emotiva che ilvuoto sia impossibile. Il filo conduttoresarà l’esistenza del vuoto. Unavolta stabilita la materialità dell’aria,si seguirà il cammino storico che haportato ad individuare la prima “aria”diversa da quella atmosferica, l’ariafissa. L’aria diventa qualcosa di chimicamenteattivo.Non si tratta di sostituire l’insegnamentodella chimica con quello dellastoria della chimica, ma di tenere contodella storia del pensiero utilizzandoquello che è utile per la comprensione.Tenendo presente il nesso chepuò esistere fra la filogenesi el’ontogenesi, non ci stupiremo delfatto che, ad esempio, la comprensionedell’esperienza di Torricelli presentaper gli alunni gli stessi problemicognitivi che presentava per gli uominidel Sei-Settecento.Ritengo che costruire i significati all’internodell’insegnamento scientifico,sia comunque un atto creativo chedeve essere supportato da strumentidiversi da quelli tecnici che competonoalle specifiche discipline. A questoproposito le parole di Brunersono decisive rispetto alla necessitàdel “fare significato”, che è il sensoprioritario dell’insegnamento:”……..Può darsi che abbiamo sbagliatostaccando la scienza dallanarrazione della cultura…..Un sistemaeducativo deve trovare un’identitàal suo interno. Se questa identitàmanca, l’individuo incespica nell’inseguimentodi un significato.Solo la narrazione consente di costruirsiun’identità e di trovare unposto nella propria cultura.” (1)Insegnare le scienze in modo significativovuol dire quindi contestualizzare,mettere in relazione le leggi, leteorie con le idee degli uomini diun’epoca. Di solito non lo si fa, sidanno una serie di definizioni a sco-po addestrativo, che mediamente restanoin mente agli alunni giusto iltempo per rispondere all’interrogazione.Nell’insegnamento di tipo scientificousuale poco resta di significativodal punto di vista culturale almenoa livello di scuola media superiore.La narrazione delle idee, del pensieronel tempo, ha bisogno della storia.I saperi si integrano attraverso “lastoria” e la storia è scritta dai saperi.Preconcezioni e concezioni di sensocomune dei bambini sui gasLo stato gassoso presenta notevoliproblemi cognitivi. Da ricerche fattecon bambini ed adolescenti emergeche concezioni alternative e punti divista lontani da quelli oggi accreditatisono molto diffusi. Per quanto riguardail concetto di “stato gassoso”già Piaget nel 1929 nel libro “Larappresentazione del mondo nel fanciullo”(2) aveva notato che il terminegas è piuttosto estraneo e caso mai siriferisce solo al gas combustibile. Laparola aria, specie nel senso di brezzaè nota fin dalla più tenera età e spessoviene associata a cose invisibili,come lo spirito, i sogni, il pensiero.Dagli studi riportati da Cavallini (3) edalla Grimellini (4), è evidente che:1) per i bambini fino a 10 anni l’idea digas è legata all’aria in movimento (sitende a negarne l’esistenza quando èferma).2) bambini di 11-12 anni associanoanch’essi l’aria al movimento, sonoin grado di comprendere che una certaquantità di aria si conserva a temperaturacostante, hanno difficoltà afare previsioni di comportamento,quando vi sono cambiamenti di temperatura;3) molti bambini e ragazzi hanno l’ideadi pressione del gas, perché ne hannosentito parlare, ma non sono capacidi utilizzarla per spiegare alcunfenomeno;4) l’aria per molti non ha peso, altripensano che una gran quantità d’ariaaumenti la “leggerezza”;5) mediamente non vi è acquisizionedel concetto di struttura particellareCnS - La Chimica nella Scuola149

150dei gas, neanche dopo lo studio scolastico.Bambini di 12-13 anni continuanoa pensare la materia comecompatta, continua, oppure discretama con idee alternative (non si applicala teoria cinetica).A questo proposito, è interessante illavoro di Novick e Nussbaum riportatodalla Grimellini (4)Lo scopo era quello di capire fino ache punto studenti israeliani di 14 anniche avevano ricevuto l’anno precedenteun insegnamento dedicato allastruttura particellare della materia, eranoin grado di applicare i diversi aspettidel modello particellare per spiegaresemplici fenomeni fisici dei gas. In particolaresi volevano mettere in evidenzai seguenti aspetti:1) la materia è fatta di particelle;2) le particelle di gas sono uniformementedistribuite in uno spazio chiuso.Il primo esperimento consisteva nell’evacuazioneparziale dell’aria da unabottigliaAgli allievi veniva chiesto di disegnarel’aria all’interno della bottiglia primae dopo averne aspirata una parte.Gli allievi rispondevano ombreggiandocerte regioni della bottiglia .(fig.1)Figura 1 - Rappresentazioni continuedella struttura dell’ariao mettendo puntini indicando unmodello continuo nel primo caso e unmodello particellare nel secondo caso(fig.2).Figura 2 - Rappresentazioni particellaridella struttura dell’ariaI tipi di rappresentazione ottenuti venivanopoi mostrati a tutti gli alunniin modo da cercare di comprenderese, anche in caso di raffigurazioneerronea, l’alunno sapeva comunquericonoscere come giusto il modelloparticellare. Inoltre ai “particellari”veniva chiesto di spiegare che cosac’è tra i puntini nei disegni della figura.Ciò per mettere alla prova l’idea dispazio vuoto. Inoltre a tutti sono statefatte domande allo scopo d’indagarele idee circa il moto proprio delleparticelle.Lo studio ha condotto ai seguenti risultati:1) il 64% degli alunni suggerisce chel’aria è fatta di particelle e il 74% scegliecome rappresentazione dell’ariail diagramma particellare ( sono inclusianche coloro che lo hanno sceltoin seconda battuta);2) Un alunno su sei fra i “particellari”crede che le particelle, dopo che unaparte dell’aria è stata aspirata, nonsono distribuite uniformemente, masono concentrate da qualche parte.3) Il 45% dei “particellari” pensa chevi sia spazio vuoto fra le particelle.Gli altri pensano che ci dovrebbe essere“qualcosa” che per alcuni è polvere,per altri sono gas diversi comeazoto e ossigeno, oppure sporco egermi e così via.Gli autori concludono che la maggioranzadegli alunni ha in mente unmodello alternativo in cui la materia èconcepita come continua e statica.Risultati di questo tipo confermanoche gli ostacoli cognitivi che si presentanonello studio dello stato gassososono notevoli. Noi pensiamoche, per sviluppare un lavoro didatticosignificativo sui gas si debba necessariamentepartire dall’aria. Primadi introdurre un qualunque modelloparticellare è necessario quindi arrivarea concettualizzare la materialitàdell’aria. Questa operazione non puòessere fatta partendo soltanto da datipercettivi (non ci accorgiamo chel’aria pesa).L’argomento è complesso e non puòessere risolto esclusivamente conuno studio di tipo fenomenologico.Analisi storico-epistemologicadella nascita del concetto di gasFacendo un’analisi di tipo storico edepistemologico del concetto dimaterialità dell’aria, ci si rende contoche una buona comprensione di questotema non può essere raggiuntaprima del biennio delle scuole mediesuperiori, questo perché il problemadel peso dell’aria, primo punto da affrontareper materializzare l’aria, s’intrecciaal problema dell’esistenza delvuoto (fig.3).Figura 3L’esperienza di Torricelli acquista ungrande ruolo didattico, quando glialunni sono in grado di recepire la differenza,il salto che ci può essere fral’esperimento e il suo significatoTorricelli ebbe una grandissima intuizionenel ritenere che il comportamentodel mercurio fosse dovuto alpeso dell’aria. La famosa esperienzapuò essere considerata il punto diarrivo, la prova inconfutabile chemise fine alla polemica fra “pienisti” e“vacuisti”. L’idea cardine della filosofiaaristotelica era l’“horror vacui”e giustificava la fisica del moto. Ilcorpo lanciato è continuamente spintodall’aria, che lo sostiene, esercitauna forza. Siccome la sua velocità aumentaall’aumentare della forza applicatae diminuisce con la resistenzache offre il mezzo, la sua velocità nelvuoto sarebbe infinita. Questa è unaconseguenza talmente contraria alsenso comune che Aristotele consideraimpossibile l’esistenza del vuoto.Una cosa da notare per nonbanalizzare il concetto di peso dell’ariaè che verso il 1630, una caratteristicache accomunava tutti ivacuisti era che essi ammettevano ilpeso assoluto dell’aria ma non ilpeso dell’aria nell’aria (5).In altreparole il concetto di peso dell’ariaCnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

RingraziamentiDesidero ringraziare Q. Florio che harealizzato con me questo percorsoall’ITIS “G.Marconi” di Pontedera el’amico e collega P. Robino per i consiglie le proficue discussioni.152La sequenza che noi seguiamo è riassuntanello schema 1.Prima parte: la materialità dell’aria1) Esperienze semplici che introduconoil problema dell’esistenza del vuoto( ad esempio si cerca di far uscire ilpistone di una siringa tenendo tappatoil foro in cui si mette l’ago),2) Esecuzione dell’esperienza diTorricelli con discussione che di solitoporta alla socializzazione dell’insuccessodella comprensione dell’alunnocon i contemporanei di Torricelli.Per il nostro alunno è confortantesapere che i suoi ostacoli cognitivisono quelli degli uomini del seicento(non si sente stupido)3) Spiegazione di Torricelli circa la causadel dislivello di mercurio e narrazionedelle altre esperienze di Torricellifatte con tubi di forma diversa per dimostrareche la “paura del vuoto” nonesiste.4) La definizione di Pressione5)Esercizi riguardanti problemi deltipo: “Se invece del mercurio c’è acqua,quanto deve essere lungo il tubotorricelliano?”6) Pascal e il barometro7) La pompa pneumatica (fig.4)8) Esecuzione dell’esperienza diBoyle9) La legge Pressione- volumeSeconda parte: l’aria è chimicamenteattiva1) Hales e il bagno pneumatico. Cicostruiamo il bagno pneumatico riempiendoun grosso cilindro di acqua..Adesso capiamo perché l’acquaquando capovolgiamo il cilindro, nonscende.CnS - La Chimica nella Scuola20002) Black e l’aria fissa. Esperienze: produzionedell’aria fissa per decomposizionetermica del calcare; caratterizzazionedell’aria fissa come “aria “diversada quella atmosferica3) La calce viva e la calce spenta; l’ariafissa entra nella calce ed esce dal calcare.4) Che cos’è l’effervescenza?5) La caustificazione della soda e dellapotassa.Il lavoro svolto con gli alunni ha confermatoin larga parte le aspettativein termini di acquisizione di contenuti.La proposta che coniuga l’analisidei contenuti disciplinari con una riflessionedi tipo storico-epistemologicoci è sembrato adeguato all’etàdegli alunni che hanno risposto concuriosità e interesse.A mio avviso il lavoro descritto hauna valenza formativa notevole, soprattuttoperché questa introduzioneprosegue con lo studio dell’opera diLavoisier. La crisi causata dalla “chimicadelle arie” e dalla questione deirapporti ponderali nella combustionee nella calcinazione dei metalli, ha poiportato alla comprensione relativa alcoinvolgimento dell’aria nella combustione.Ciò ha comportato l’abbandonodella teoria del flogisto ed hacostituito la rivoluzione chimica (10).Riteniamo che la nascita del concettodi gas non solo sia stato basilare perla nascita della chimica come scienza,ma sia un nodo concettuale chiaveper la comprensione dello sviluppodella chimica come disciplina a livellodi biennio della scuola media superiore.Figura 4Bibliografia[1] J.Bruner, La cultura dell’educazione,Feltrinelli, Milano,1997, p. 38-52[2] J. Piaget , La rappresentazione delmondo nel fanciullo, Edizioni ScientificheEinaudi, Torino, 1955, p. 39-174[3] G.Cavallini, La formazione dei concettiscientifici, La Nuova Italia, Firenze,1955, p. 38-52[4] N.Grimellini Tomasini e G. Segrè,Conoscenze scientifiche: le rappresentazionimentali degli studenti”, La NuovaItalia, Firenze, 1991, p. 254-286[5] M.Gliozzi –M.Giua ,Storia dellescienze, UTET, Torino, 1962, vol. II[6] Popper, Congetture e confutazioni,Il Mulino, Bologna, 1988, p. 176-177[7] F.Abbri, Le terre, l’acqua, le arie, IlMulino, Bologna, 1984, p. 169-184[8] L. Geymonat, Lineamenti di filosofiadella scienza, Mondadori, Milano,1985, p. 38-39[9] Dispense di Chimica di Carlo Fiorentiniper il biennio della Scuola MediaSuperiore, disponibili presso in CIDIdi Firenze.[10] T. Kuhn, La struttura delle rivoluzioniscientifiche, Einaudi, Torino, 1995.Novembre - Dicembre

ESPERIENZE E RICERCHETRA DIDATTICA E DIVULGAZIONE:un’esperienza per avvicinare i giovani alla chimicaRelazione di M. Vittoria Massidda al XX Congresso della SCI - Rimini, 5 giugno 2000Docente di chimica presso l’Istituto Tecnico per Attività Sociali (ex ITF) “Grazia Deledda” di Cagliari, coordinatricedel Gruppo di didattica chimica Università-Scuola.Gruppo di lavoro:Mario Cannas*, M. GiuseppaChessa**, Patrizia Ciuccatosta**,Ivana Cocco**, Carlo De Rubeis*,Valentina Devoto**, Bruno Ferino**,Giovanni Licheri*, Rossana Loddo**,Carmen Mascia**, M.VittoriaMassidda**, M. Cristina Mereu**,Luigi Mura*, M. Grazia Scarpa**,Maria Aniella Spezziga**, UgoTuveri**.RiassuntoVengono qui presentate le attivitàche, a partire dal 1997 sono state progettatee realizzate a Cagliari per avvicinarei giovani, e non solo loro, allachimica. Nate dalla riflessione sulladidattica, fanno parte di un progettodi collaborazione tra il Dipartimentodi Scienze Chimiche dell’Università egli insegnanti del Gruppo di DidatticaChimica Università-Scuola di Cagliariper la realizzazione di esperienzeinterattive da destinare ad un futuroCentro della Scienza.AbstractThe activities presented here, projectedand demonstrated in Cagliari since1997, help the youth, but not onlyyouth, becoming more familiar withthe chemistry.They are the results of the collaborationproject, between the Department ofChemical Science, University ofCagliari, and the teachers of DidacticChemistry Group. Starting from theneeds of chemical education , theproject is aimed towards the realisationof interactive experiences in the futureCentre of Science in Cagliari.(#) I.T.A.S. “Grazia Deledda” Cagliari* Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Universitàdi Cagliari** Gruppo di Didattica ChimicaUniversità – Scuola di CagliariNovembre - Dicembre 2000ScuolaMARIA VITTORIA MASSIDDA (#)IntroduzioneLa progettazione delle attività per laSettimana della Cultura Scientifica eTecnologica ha rappresentato l’occasioneche ha spinto alcuni docenti dichimica del Gruppo di Didattica a ricercareoccasioni di dialogo per condivideree diffondere le esperienze diorientamento e divulgazione realizzatepositivamente nei propri Istituti.Nacque, in quell’occasione, unafruttuosa collaborazione con il Dipartimentodi Scienze Chimiche dell’Universitàdi Cagliari che già si occupavadella diffusione della cultura scientificae del recupero della “memoriachimica” nell’Ateneo cagliaritano.Con il trasferimento nei nuovi localidella Cittadella universitaria diMonserrato era stato avviato il restaurodei vecchi arredi del “Palazzo delleScienze” e la ricostruzione di strumentistorici.Il Dipartimento di Scienze Chimiche accolsefavorevolmente la proposta delGruppo di Didattica di affiancare le attivitàconnesse alla creazione di un museostorico con la realizzazione di alcunidispositivi sperimentali interattivi(exhibit) a carattere divulgativo.Furono costruiti alcuni exhibits conrelativi poster illustrativi e provammoad allestire lo “Spettacolo di Magiadella chimica” già sperimentatocon successo a Palermo.Eravamo consapevoli che l’iniziativasarebbe stata accolta favorevolmentedal pubblico, ma il successo ottenutonelle varie occasioni ( Settimanadella Cultura Scientifica e Tecnologica,Congresso A.I.F, Salone delloStudente…), grazie anche al richiamoesercitato dallo spettacolo di “Magia”stupì chi aveva sottovalutato il potereattrattivo esercitato da una sapientemiscela di quotidianità, contenutichimici e creatività.Nei paragrafi che seguiranno verrannoillustrate alcune delle esperienzerealizzate.Giovani in visita alla mostra durantela Settimana della Cultura ScientificaIl progetto didattico-divulgativoVengono percorse contemporaneamentedue strade che si integrano nelprogetto di diffusione della culturascientifica: la realizzazione di un museostorico (che riguarda principalmentel’Università) e la costruzionedi dispositivi sperimentali interattivi(di cui ci occupiamo in questo intervento).Gli exhibits realizzati si trovano neilocali del Dipartimento di Scienze chimichedell’Università di Cagliari esono disponibili per la partecipazionea mostre temporanee nel territorio.La collaborazione tra Scuola e Universitàpoggia le basi sul rispetto dellerispettive competenze e sul riconoscimentodelle capacità individualinecessarie nella scelta delle attivitàsperimentali da proporre, del materialeda utilizzare, della funzionalità delleapparecchiature, dell’estetica, dellinguaggio iconico o verbale usato peril messaggio chimico.Nella fase iniziale vengono ricercateCnS - La Chimica nella153

154situazioni sperimentali che evidenzinola stretta relazione tra la chimica e lavita quotidiana, che coinvolgano ilvisitatore attraverso la vista, l’olfatto,e il tatto; si propongono esperienzegià sperimentate nelle scuole.Si procede poi con la progettazione ela realizzazione di dispositivi sperimentalisolidi, sicuri, di facile utilizzo,manipolabili anche dai più piccolistudenti, che presentino efficacementeil fenomeno o il tema scelto. L’allestimentodelle unità espositive deverispondere a esigenze estetiche, gliexhibits devono essere gradevoli, invitareall’uso, stimolare l’interesse,favorire la comunicazione del contenutochimico.L’apparato sperimentale è accompagnatodal materiale didattico prodottodal Gruppo di Didattica e sperimentatonelle classi di scuola superiore,esso viene diffuso fra gli insegnantiaccompagnatori delle scolarescheche visitano la mostra.Le “Magie chimiche” presentate durantele Settimane della CulturaScientifica hanno permesso di catturarel’attenzione anche dei visitatoripiù distratti utilizzando lo strumento,oggi così familiare, dellospettacolo.Le finalità• Avvicinare i giovani alla chimica utilizzandoi mezzi informali propri di unamostra, ma coinvolgendoli direttamenteattraverso esperienze e indagini;• Divertire, educare, stimolare la creativitàe la fantasia, far nascere il desideriodi porre domande, proporresoluzioni, approfondire le tematicheproposte;• Coniugare gli aspetti chimici disciplinaricon l’esperienza quotidiana deigiovani;• Mostrare l’immagine di una chimicadiffusa nella vita quotidiana, socialmentee culturalmente rilevante;• Costruire un dialogo chimico trascuole, università, altre istituzioni,enti locali, imprese e società;• Diffondere le esperienze formativematurate nelle scuole e il patrimonioculturale dell’università;• Dare il contributo della chimica allafutura realizzazione di un centro cittadinoper la diffusione della culturascientifica.Il punto di vista degli insegnantiRicostruendo il percorso che ci haportato ai progetti attuali possiamoindividuare le tappe che hanno costituitoi presupposti e le motivazioniper noi docenti di scuola secondariae che ci sostengono in un impegnoche è aumentato nel corso degli anni.Esse sono:• La riflessione didattica sull’insegnamentodella chimica nella scuola(spesso noioso, teorico, lontano dalleesperienze quotidiane dei giovani)e nell’università (caratterizzato dalladiscontinuità e dal disinteresse rispettoalle competenze acquisite nellascuola);• L’analisi dei comportamenti e degliinteressi dei nostri studenti (i giovaniapprendono facilmente in contestiinformali dove sono impegnati in primapersona, sono attratti dai mezzi dicomunicazione, dalle immagini);• Le esperienze di orientamento allescelte dell’indirizzo di scuola superioreo del corso universitario (l’informazionenon è sufficiente, bisognavivere esperienze formative, abituarei ragazzi a valutare e scegliere);• Il piacere di “fare chimica” e la volontàdi diffondere il gusto per la chimica(il gruppo di didattica chimicarappresenta non solo un’occasionedi crescita professionale, ma ancheun luogo “sociale” dove ricercare ilconfronto tra colleghi e legratificazioni per il difficile lavoro diinsegnante);• L’esigenza, propria della cultura dell’autonomia,di integrare la scuola conil territorio (reti di scuole, università,imprese, enti locali…);• Il desiderio di creare, nel territorio,un centro per la diffusione di una culturachimica (la maggior parte dellescuole non dispongono distrumentazioni, di locali attrezzati alaboratorio o finanziamenti necessari,potrebbero far riferimento ad uncentro specializzato).Le esperienze interattive realizzate• Molecole e percezione sensoriale“Gli aromi in tavola” “I profumi dellaSardegna”• “Molecole anfipatiche: i prodotticommerciali copiano la vita”• “Acidi e basi nella vita quotidiana,gli indicatori naturali”• “Grazie ... non fumo”•“L’orologio a frutta”, elettrolisi di soluzionisaline• “Effetto alcool”• Lo spettacolo “Magia della chimica”.Molecole e percezione sensoriale:“I PROFUMI DELLA SARDEGNA”E “GLI AROMI IN TAVOLA”L’idea portante di questo lavoro nascedall’esigenza di valorizzare unaqualità propria dei chimici che l’uomomoderno sta sempre più perdendo:la capacità di percepire il mondocircostante non solo con la vista el’udito, ma anche con l’olfatto, il sensopiù antico e forse più sottovalutatodell’uomo.Si è pensato perciò di attirare la curiositàdello studente, o del visitatoredella mostra interattiva, offrendogli lapossibilità di percepire l’odore sviluppatoda olii essenziali e aromi alimentariscelti tra quelli più gradevoli e conosciuti.Per raggiungere lo scopo siè fatto uso di due grandi pannelli (1,60m x 2,00 m), uno raffigurante la Sardegnacircondata dal mare e l’altro unatavola imbandita, nei quali alcune casellebasculanti permettono al visitatoredi mettere alla prova il proprioolfatto e verificare successivamentela bontà delle proprie percezioniruotando la casella e scoprendo cosìl’immagine della pianta aromatica odella pietanza di cui ha appena percepitol’odore.Il pannello sui Profumi della SardegnaGli aromi in tavola: le molecoleCnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

Gli aromi in tavola: le pietanzeIn ogni casella viene raffigurata unamolecola rappresentativa delle numerosesostanze che compongono lamiscela aromatica contenuta in unabottiglietta posta nello stesso riquadro.Dopo aver annusato, si ruota lacasella e si scopre a quale erbaofficinale o pietanza appartengono rispettivamentel’essenza o l’aroma.Il ginepro è una pianta sempreverde a formadi cespuglio o alberello. E’ diffuso inAmerica, Europa e Asia, fino all’Himalaia.In Sardegna è presente nei contraffortidel Gennargentu. Le bacche mature ininfuso hanno proprietà balsamiche e sonoutilizzate per aromatizzare le acquaviti dicereali, commercializzate sotto il nome digin.La massima parte dell’olio essenziale siottiene proprio come prodotto secondariodella produzione del liquore, poiché,non essendo solubile nell’alcool, stratificasu di esso. Tuttavia le migliori essenzesono quelle ottenute direttamente dalladistillazione di bacche grosse e maturedi piante ben esposte al sole. E’ da notareche non solo le bacche di ginepro contengonoolio essenziale, ma anche tuttele altre parti della pianta. Il fumo di legnodi ginepro, oltre che aromatizzare carnie formaggi, ha su essi anche azionebattericida. Le molecole responsabili dellafragranza del ginepro sono L’ α-Pinenee L’ α-terpineolo.prodotti….Perché l’odore fa ricordare?Nel cervello il centro dell’olfattosi trova molto vicino all’ippocampo,una delle strutture cerebrali da cuidipende la memoria; esso è direttamentecollegato con il sistema limbicoin cui risiede l’emotività. Ecco quindiche un forte odore può facilmentesuscitare ricordi vivi anche del piùlontano passato… Quando videliziate con questi aromi rispondetea molecole, come quelle mostratequi mentre stimolano la parte del vostrocervello che termina nel naso.”Affianco ai pannelli è stato messo infunzione un distillatore in corrente divapore per olii essenziali.Il distillatore - fotografato durantel’estrazione dell’azulene dall’ArtemisiaLa molecola di α-pineneL’ α-Pinene è un idrocarburo. Esso è ilcomponente principale dell’essenza di trementina,che si ottiene mediantedistillazione in corrente di vapore dellaresina essudata da varie specie di conifere.Sebbene l’essenza di pino possaessere estratta in maniera naturale, vienespesso preparata trattando l’ α-pinene con acido, che lo converte in α-terpineolo.Il ginepro (Juniperus communis)Novembre - Dicembre 2000ScuolaIl porcinoL’1-octen,3-olo è la molecola, identica aquella naturale, che fa la parte del leonenell’aroma di porcino insieme ad una trentinadi altri tipi di molecole. Nel fungo lasintesi di questa sostanza è resa possibiledal meraviglioso laboratorio chimicodella natura mentre l’uomo riesce a ottenerequesto alcool insaturo con estremadifficoltà.La prova organolettica, presentatacome gioco, è in realtà solo un pretestoper allargare poi il discorso, a secondadel livello dell’interlocutore,con contenuti disciplinari più specificisia di chimica che di biologia.Riportiamo alcune frasi tratte dal testo“Molecole” di Peter W. Atkins:“L’aroma di cibo è una risposta dovutaa due stimoli: gusto e odore.Nella determinazione del sapore diuna vivanda gli odori hanno un’importanzamaggiore rispetto ai quattrogusti fondamentali; infatti l’industriaalimentare fa largo uso di ungran numero di essenze naturali edartificiali per insaporire i suoiSi presenta qui un esempio di percorsodidattico per un possibile utilizzodella proposta nella scuola media superiore.Obiettivi1. Utilizzare le percezioni sensorialiper acquisire informazioni sui materiali.2. Riconoscere lo stato di aggregazioneaeriforme delle sostanze chegiungono alle terminazioni olfattivesituate nel naso.3. Descrivere e applicare i metodi diseparazione che permettono di estrarrele essenze da una pianta:distillazione in corrente di vapore,spremitura, estrazione con solventi.4. Condurre una ricerca bibliograficaper individuare almeno una delle sostanzeosmofore presenti negli olii essenzialie negli aromi alimentari.5. Individuare la correlazione tra proprietàmacroscopica (odore) e strutturamolecolare.CnS - La Chimica nella155

Attività sperimentaliProve olfattive e riconoscimento di un’essenzao di un aroma in funzione della temperatura,della distanza e del tempo di diffusioneDistillazione in corrente di vapore,spremitura e filtrazione, estrazione.Costruzione di modelli molecolari con sfere ebastoncini oppure con calotte sferiche anchecon l’aiuto del computer.ConoscenzeGas, vapori e modelloparticellare dellamateriaMiscele omogeneeed eterogenee.Metodi di separazione.Struttura molecolare eproprietà delle sostanzeObiettivi1. Individuare il sistema oggetto distudio e riconoscere lo stato solido,liquido o gassoso delle sostanze chepartecipano al fenomeno.2. Osservare e riconoscere una combustionedai “sintomi”: cambiamentivisibili, sviluppo di gas e scambi dienergia (termica e luminosa).3. Individuare i fattori che permettonola combustione: combustibile, ossigenoed energia termica.156NON FUMO, PERCHE’ …..L’apparato sperimentale per eseguire unafumata artificiale di sigarettaLa pericolosità della sigaretta è sostenutada tutti, i giovani ricevonomessaggi contro il fumo da parte digenitori, insegnanti e campagne sanitarieper la prevenzione, eppureAttività sperimentaliCombustione della sigarettaRiconoscere la scomparsa di alcunesostanze e la formazione di altrePreparare un filtro per estrarre uncondensato, utilizzare una siringacome pompa aspiranteFar gorgogliare un gas in un solventeliquido per raccoglierlo;preparare soluzioniUtilizzare trasformazioni chimiche perriconoscere i gassono sempre molti quelli che inizianoa fumare. L’argomento crea spontaneamentenegli studenti adolescentila curiosità e quindi la motivazioneper l’apprendimento. Può essere utileintrodurlo con una discussione cheprenda spunto dall’osservazione delleabitudini di giovani e adulti in ambientipubblici in cui dovrebbe esserevietato fumare, ma poiché a scuolaè indispensabile accompagnare leparole con l’attività sperimentale abbiamorealizzato la seguente esperienza[1] che consente di osservare lacombustione di una sigaretta, il condensatotrattenuto da un filtro di cotonee rivelare la presenza nella fasegassosa di monossido di carbonio ediossido di carbonio.Nei trienni con indirizzo chimico sipotrebbero progettare ulteriori approfondimentiche curino l’estrazionedella nicotina e l’analisi quantitativa.ConoscenzeL’ossigeno e le combustioniTrasformazioni chimiche:reagenti e prodottiMetodi di separazioneSolubilità delle sostanzeSaggi di riconoscimento4. Condurre una ricerca bibliograficaper identificare reagenti e prodottidella combustione della sigaretta.5. Applicare metodi di separazione(filtrazione di un aerosol ed estrazionedi un gas con un solvente liquido).6. Riconoscere alcuni prodotti mediantesaggi specifici.L’OROLOGIO A FRUTTAE LE OSSIDORIDUZIONIUn’importante classe di reazioni chimicheè costituita dalle reazioni di ossido-riduzione,nelle quali una speciechimica (atomo, molecola o ione)cede elettroni ad un’altra specie chimica.Questo scambio di elettroni disolito avviene direttamente tra le speciecoinvolte nella trasformazione, ma,inserendo un opportuno elettrolita trala specie che si ossida e quella che siriduce, permette di realizzare quell’invenzionestraordinaria conosciuta datutti col nome di “pila”. Oggi si vienea contatto con le pile fin dalla più teneraetà, eppure per molti esse rimangonooggetti misteriosi su cui nonvale la pena di soffermarsi. L’apparecchioqui descritto, con la sua “culinaria”quotidianità, attrae subito l’attenzionedell’osservatore che, incuriosito,può mettere in funzione l’orologioe porsi delle domande, il primoindispensabile passo verso la conoscenza.CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

L’orologio a frutta si realizza montandouna pila con laminette di zinco erame immerse nella polpa di un frutto(mela, pera, banana, ma anche cetriolio quant’altro venga in mente di usare).La polpa della frutta costituisce ilmezzo acquoso che collega in modonon diretto le due laminette metallicheche sono collegate dall’altra parteda un filo conduttore. Al centro diquesto collegamento vi è un orologioal quarzo: chiudendo i contatti, lareazione che avviene nella pila forniscel’energia necessaria al funzionamentodell’orologio. Per aumentare latensione ai capi dell’orologio, si sonousate due coppie di laminette di zincoe rame.Alcune reazioni di ossidoriduzioneche non avvengono spontaneamente,possono essere ottenute fornendodall’esterno l’energia necessariasotto forma di energia elettrica. Il fenomenoprende il nome di elettrolisi,che letteralmente significa “scomposizionedi una sostanza per mezzo dellacorrente elettrica”. Fu proprio tramitel’elettrolisi che all’inizio dell’800H. Davy e W.Nicholson, A. Carlisle eSimon decomposero l’acqua in idrogenoe ossigeno mediante la pila diVolta.L’esperienza che proponiamo permettedi seguire l’andamento di una reazionedi ossidoriduzione grazie allevariazioni di colore dovute alle sostanzecoinvolte.LO SPETTACOLO “MAGIA DELLACHIMICA”Lo spettacolo riprende quanto illustratoda M. A. Floriano e R. Zingalesin alcune pubblicazioni[2] [3] [4], quivogliamo dare un ulteriore contributoche deriva dal suo uso nella scuola.Durante le varie mostre lo spettacoloè stato presentato da due docenti, I.Cocco e M. V. Massidda[5]oppure dadue giovani neolaureati.Nella foto da sinistra:M. Vittoria Massidda e Ivana CoccoNella scuola sono gli studenti deltriennio a prepararlo e interpretarlonell’ambito delle attività di accoglienzae orientamento. La preparazionedello spettacolo è inserita nell’attivitàdidattica con le seguenti finalità:1. Migliorare la concezione dellachimica: mentre gli studenti lavoranoper preparare lo spettacolo si divertono,scoprono che si può “usare”la chimica per giocare, ma che ancheil gioco richiede la conoscenza el’applicazione di regole precise.2. Proporre un diverso approccio disciplinare:gli studenti misurano massee volumi, preparano soluzioni, svolgonocalcoli stechiometrici motivatidalla necessità di costruire uno spettacolodi successo.3. Favorire l’acquisizione o l’affinamentodi capacità organizzative: glialunni organizzano le varie attività epreparano il materiale occorrente.4. Potenziare la crescita del senso diresponsabilità: ognuno si assumel’onere di preparare le soluzioni, provarele battute dello spettacolo, metterea disposizione il proprio tempoanche al di fuori dell’orario di lezione.5. Sviluppare l’attenzione alle normedi sicurezza e accrescere la consapevolezzadi un comportamento accortoe previdente: la sicurezza svolgeun ruolo determinante nella sceltadelle magie e della attrezzatura adottata,si è fatto in modo di evidenziareche il laboratorio di chimica può essere“vissuto serenamente” se si prestaattenzione a poche regole essenziali.6. Migliorare il rapporto interpersonale:quando si fa qualcosa di divertenteinsieme, anche se è faticoso ed impegnativo,si può sorridere e diventarepiù disponibili.7. Proporre un’immagine diversadell’insegnante: l’insegnante percorreinsieme alla classe il processo diconoscenza, è disposto a divertirsicon gli studenti, a continuare ad impararedai libri, dalle esperienze e anchedai propri alunni.Bibliografia[1] B. Amadio: “I pericoli del fumo “,Didattica delle scienze, 186, 1996[2] M.A. Floriano, P. Lo Meo, R.Zingales: “La magia della chimica -Uno spettacolo di colori e reazioni” ,CnS - La Chimica nella Scuola XV,4, 8 (1993)[3] M.A. Floriano, P. Lo Meo, R.Zingales: “La magia della chimica -“Alcune procedure per ulteriori dimostrazioni”,CnS - La Chimica nellaScuola XVII, 1, 7 (1995)[4] M.A. Floriano, P. Lo Meo, R.Zingales: Didattica e divertimento -Tramontana, Ed. fuori commercio1997[5] Docenti di Chimica e laboratoriopresso l’ITAS (ex ITF) “GraziaDeledda” di Cagliari157Novembre - Dicembre 2000CnS - La Chimica nella Scuola

ESPERIENZE E RICERCHEIPOTESI PER IL CURRICOLO DI CHIMICA1581 – GLI AMBITI DELLA CHIMICAIl sapere chimico fa riferimento essenzialmentea quattro ambiti: l’ambitodei fenomeni, l’ambito delle leggimacroscopiche, quello dei modellimicroscopici ed infine quello del linguaggiochimico. La nostra propostapedagogico-didattica di insegnamentodella chimica nella scuola preuniversitariaconsidera l’ambito del linguaggiochimico trasversale ai primitre ai quali attribuisce un ordine ditipo psicologico:1) fenomeni chimici (concetti categoriali);È nostra convinzione che nella scuoladi base si dovrebbe affrontare ilprimo aspetto all’interno di una generaleimpostazione fenomenologicaoperativadell’educazione scientifica[1]; nel biennio della scuola secondariasuperiore dovrebbe essere possibileaffrontare i concetti e le teoriedella chimica classica; nel triennio, instretta connessione con l’acquisizionedelle necessarie conoscenze fisiche,i modelli e le teorie microscopichedella chimica del Novecento. Siamoovviamente consapevoli che le relazionitra i tre ambiti sono molto piùcomplesse e che, ad esempio, moltifenomeni sono diventati tali in connessioneall’invenzione di ipotesi chefanno riferimento o alla chimica classicao alla chimica del Novecento.Conseguentemente, i fenomeni daaffrontare con un’impostazionefenomenologica-operativa non potrannoessere individuati casualmente,si cadrebbe in questo modonell’induttivismo più cieco, ma soltantoattraverso una riflessione ditipo storico-epistemologico. Questanecessaria precisazione sulla non(*) CIDI - Firenzee.mail: cidi@dada.it(**) Gruppo di Didattica della ChimicaUniversità di Torinoe.mail:roletto@ch.unito.itCnS - La Chimica nella Scuola2000CARLO FIORENTINI (*)EZIO ROLETTO (**)linearità delle connessioni tra i primitre ambiti del sapere chimico nullatoglie al fatto che sia opportuno “sapereche…(X è così)” prima di “saperecome mai…(X è così)” per cui i treambiti non possono esseresovrapposti in modo casuale, né èpensabile eliminare i primi due, riducendol’insegnamento della chimica2) leggi e teorie macroscopiche (livello o registro fenomenologico); > 4) linguaggio chimico.3) teorie e modelli microscopici (livello o registro esplicativo).alle teorie ed ai modelli esplicativi delXX secolo ed al linguaggio chimico.Comprendiamo le motivazioni socioculturalidi questa scelta: la chimica,come d’altra parte tutte le disciplinescientifiche, ha una collocazione marginalenel curricolo ed un ruolo essenzialmenteinformativo più cheformativo: dovrebbe fornire in un lassodi tempo limitato, generalmente alcuneore alla settimana nell’arco diuno o due anni, nozioni sull’enciclopediadelle conoscenze chimiche oggiaccreditate. Se tale scelta poteva avereun senso in una scuola elitaria eselettiva, da alcuni decenni le ricerchesui risultati di questaimpostazione dell’insegnamento hannomostrato la drammaticità della situazione,sia in relazione alla capacitàdi stimolare interessi e motivazioni siadal punto di vista dei risultaticognitivi. Infatti, soprattutto in conseguenzadell’insegnamento ricevuto,la grande maggioranza degli studenticonsiderano la chimica comeuna materia incomprensibile, astrusa,senza significato [2].Ciò è comprensibile, dal momento chela chimica contemporanea è il regnodella più raffinata astrazione eformalizzazione. La chimica del Novecentoha realizzato il sognoriduzionista sette-ottocentesco di as-sumere finalmente una forma simile aquella della fisica, di ricondurre quelladisciplina contaminata per lungotempo dall’empiria, dalle qualità secondariedei materiali e delle sostanzealla dignità scientifica della fisica,con i suoi eleganti formalismi e con ilsuo potente apparato matematico. Lachimica del Novecento è finalmentediventata una disciplina caratterizzatada un’organizzazione deduttiva cheha il suo punto di partenza, i suoiassiomi, in un insieme di concetti cheappartengono al registro teorico/modellistico, in quanto si riferisconoagli atomi e alle molecole, grazie ai qualiè in grado di fornire spiegazioni di unamolteplicità di fenomeni chimici cheerano stati scoperti nel periodo dellachimica classica.Ma tutto ciò può avere significato peruna persona soltanto se questa ha,da una parte, una grande padronanzadelle teorie e dei linguaggi della fisica– che costituiscono prerequisiti deiconcetti più strettamente chimici – edall’altra, una conoscenza significativadelle problematiche fenomenologichee teoriche di carattere macroscopicoche si vogliono interpretaree spiegare con i modelli microscopici.Un qualsiasi manuale che si rispetti –qualcuno potrebbe obiettare – ricostruiscein alcuni capitoli l’insiemedelle teorie e dei concetti fisici sullastruttura dell’atomo che sono poi necessariper la chimica. Questi capitolicostituiscono, a nostro parere, unamanifestazione esemplare della totaleinconsapevolezza pedagogica diquesti manuali: in essi, infatti, la propostadidattica di iniziazione alla chimica,in modo indifferenziato per studentisia del biennio che del triennio,si concretizza in una bignamizzazionedi un corpo complesso di conoscenzefisiche. Tale operazione potrebbeeventualmente avere un senso soltantoin un manuale universitario nelquale si schematizzano, in alcune centinaiadi pagine, le conoscenze fisicheche si suppone che lo studenteabbia già acquisito nella scuola secondariasuperiore o in specifici corsio moduli universitari di fisica.Novembre - Dicembre

La chimica del Novecento presupponeuno studente che possieda basisignificative in tutti i campi della fisica,dalla meccanica alla termodinamica,dall’elettromagnetismo alla fisicaquantistica; presuppone, cioè, unostudente che abbia nel corso di moltianni costruito conoscenze solide suteorie e concetti molto complessi epieni di ostacoli epistemologici. Prendiamoun esempio, apparentementetra i più banali per come è affrontatonei manuali: il passaggio dal modelloatomico di Rutherford a quello di Bohr.La storiellina che viene raccontata èpiù o meno di questo tipo: l’ipotesi diRutherford venne immediatamentecriticata perché, alla luce delle leggidell’elettromagnetismo, un oggettocarico, che si muove di moto circolare,perde costantemente energia, econseguentemente l’elettrone nonpotrebbe rimanere nella sua orbita macadrebbe sul nucleo. Bohr, alcuni annidopo, superò queste contraddizioniipotizzando che le leggi della fisicaclassica non si applicassero all’infinitamentepiccolo, all’atomo, epostulò conseguentemente i principidella meccanica quantistica: 1) quandoun atomo non perde né acquistaenergia, l’elettrone si trova in un orbitadefinita, 2) un elettrone non puòoccupare tutte le zone dello spazio,ma può transitare solo in alcune orbite,emettendo o acquistando unaprecisa quantità di energia. Questa èuna delle storielline che si possonomemorizzare più facilmente, ma che significatopuò avere per chi, e a maggiorragione per uno studente di 15-16 anni, non abbia conoscenze significativedi fisica? Purtroppo, tali conoscenzefisiche mancano a tutti glistudenti della scuola secondaria superiore,con l’eccezione di quelli delliceo scientifico e degli indirizzi sperimentalidove la fisica viene affrontatanell’arco di tre o più anni. Generalmente,però, anche in questi casi piùfelici, la chimica viene insegnata alterzo o al quarto anno, quando lo sviluppodelle conoscenze fisiche è, seva bene, a metà del cammino. Tuttaviaqueste conoscenze fisiche nonsarebbero ancora sufficienti per daresignificato ai concetti chimici ed al linguaggiochimico del Novecento, inassenza di una significativa conoscenza,da parte degli studenti, di alcuneimportanti classi di sostanze e trasformazionichimiche nonché delle leggimacroscopiche fondamentali.Il linguaggio chimico costituisce unaNovembre - Dicembre 2000della grandi conquiste intellettualidell’umanità. In tutti i libri di chimica,scritti nelle varie lingue della Terra, viè una parte comune a tutti, universale,quella che si riferisce ai nomi simbolicidelle sostanze (formule chimiche)e quella che schematizza le trasformazionichimiche (le equazionichimiche). Si tratta, indubbiamente, diun linguaggio convenzionale, ma nonnello stesso senso del linguaggio ordinario.Infatti è un linguaggio in gradodi fornire informazioni qualitativee quantitative sulla composizionemolecolare delle sostanze e sulle trasformazionichimiche. Però è pedagogicamenteassurdo pensare di daresignificato al linguaggio chimico conun insegnamento che, fin dall’inizio,si sviluppi solo attraverso nomi, formuleed equazioni. Si tratta di conoscenzemolto sofisticate che possonoavere significato solo se gli studentihanno avuto, nell’arco di moltianni, a partire dalla scuola elementarefino al biennio, una lunga dimestichezzacon sostanze, trasformazionichimiche nonché con le leggi macroscopichedella chimica classica.Per esempio, nell’evoluzione dellachimica, il bilanciamento delle reazionidi ossido-riduzione ha rappresentatouna grande conquista intellettualee costituisce da molto tempo unostrumento fondamentale nell’analisiquantitativa delle sostanze ossidantie riducenti. Tale bilanciamento fa riferimentoad almeno tre diversi modelliesplicativi di queste reazioni, madi questo non vi è traccia nell’insegnamento.Bilanciare una reazioneredox costituisce, generalmente,un’attività da settimana enigmisticache rappresenta un incubo per glistudenti, fin quando non abbiano memorizzatole regole del gioco e non sisiano sufficientemente addestrati adapplicarle.Il prototipo dell’insegnamento usualedella chimica è l’insegnamentogrammaticale come poteva essere praticatocinquanta anni fa, insegnamentoche era basato sull’illusione chel’acquisizione e la padronanza del linguaggiopotesse avvenire soltanto attraversolo studio di principi, regole edefinizioni. Da tempo si è mostratoche la via grammaticalista alla comprensionee alla padronanza linguisticaè pedagogicamente assurda percui, a maggior ragione, dovrebbe apparirechiaramente l’assurdità di untale approccio per le conoscenze chimiche.Queste infatti sono, come tuttele conoscenze scientifiche, generalmentemolto più complesse, sulpiano psicologico, del linguaggio comune,dal momento che spesso risultanoessere, dal punto di vistaepistemologico, in discontinuità conla razionalità della vita quotidiana.2 – FENOMENOLOGIA CHIMICAE EDUCAZIONE ALLE SCIENZENELLA SCUOLA DI BASELe problematiche chimiche sono strettamenteinterrelate alla storia dell’umanità.L’invenzione o la scopertadi nuove tecniche ha portato spessoall’affinamento di fondamentali conoscenzefenomenologiche di tipo chimico.E’ sufficiente ricordare nell’antichitàil perfezionamento delle tecnichedella combustione e la possibilitàdi ricavare materiali artificiali cosìimportanti nell’evoluzione della civiltàumana, quali i metalli, i leganti, imateriali laterizi, ecc.; il fuoco è statoper tempi immemorabili il principalestrumento utilizzato dall’uomo perrealizzare trasformazioni chimiche.Durante il Medioevo furono scopertedelle sostanze, gli acidi minerali,che, grazie alla loro capacità aggressiva(erano, cioè capaci di “sciogliere”solidi insolubili in acqua), permiserolo sviluppo di un nuovo campodi fenomeni chimici.A metà del Settecento la chimica erada tempo caratterizzata da un rigogliososviluppo quantitativo: le sostanzenaturali ed artificiali conosciuteaumentavano costantemente e diventavasempre più problematico classificarle,anche a causa dei limiti intrinsecial linguaggio chimico allora utilizzatoche attribuiva i nomi alle sostanzesulla base di svariati criteri casuali,quali il loro colore, sapore, utilizzo,luogo di provenienza, nome delloscopritore, ecc. Inoltre, nella primametà del Settecento, come d’altra parteera successo nei secoli precedenti,vennero elaborate molteplici teorieche si proponevano di fornire spiegazionie di individuare connessioni eregolarità in questo mare buio di fenomeniempirici; ma il successivo svilupposcientifico della chimica mostròche i principi fondamentali delletrasformazioni chimiche potevano essererintracciati con un approccio sostanzialmenteopposto a quello alloraprevalente, con un’impostazionecioè di tipo quantitativo.“Ma che grande scoperta” potrebbedire il riduzionista di turno: “l’approccioquantitativo è ciò che caratterizzaCnS - La Chimica nella Scuola159

160il pensiero scientifico”. Ora, a parte ladiscutibilità di un’affermazione generaledi questo tipo, essa è comunquefacile a dirsi, ma tutt’altro che facile afarsi. Anche per la chimica il passaggioalla maturità si realizzò con la suamatematizzazione, con l’individuazionedi principi quantitativi; ma primadelle geniali scoperte di Lavoisier qualeera la situazione? Tutti i grandi chimicidel Settecento si erano convintiche la forza della chimica risiedessenella sua metodologia specifica, di tiposperimentale e qualitativo e non nell’utilizzodi metodologie fisiche, cioèquantitative. Erano stati, infatti, effettuatimolti tentativi di conferire alla chimicaun assetto quantitativo simile aquello della meccanica newtoniana,con l’introduzione, ad esempio delprincipio delle affinità chimiche mutuatodal principio della gravitazione universale[3]. Tuttavia, tutte queste concezionibanalmente riduzioniste nonavevano minimamente contribuito allosviluppo della chimica.Fino a Lavoisier, le trasformazionichimiche erano state osservate e studiatenelle loro regolarità di tipoqualitativo e già questo aveva costituitoun’impresa titanica. Non è uncaso che la chimica sia stata associatafino ad alcuni secoli fa con la magia;in un certo senso, le trasformazionichimiche sono delle magie: sono,infatti, quei fenomeni in cui, da determinatesostanze, se ne ottengono altreche non hanno nessuna proprietàin comune con quelle iniziali. Lo sviluppodella chimica, nella cosìddettafase prescientifica, rappresenta unfenomeno prodigioso; durante il Seicentoed il Settecento si riuscì ad individuare,a partire dal caos della materiaindistinta presente nella vitaquotidiana, un numero immenso dimateriali e di sostanze naturali od artificiali,e successivamente classi disostanze e relazioni tra esse. E non èche non fossero state osservate ancheregolarità quantitative da partedegli artigiani quando utilizzavanodeterminate trasformazioni chimicheper fabbricare materiali o sostanze utiliper i vari scopi.La situazione psicologica del nonesperto di fronte al mondo dei materiali,delle sostanze e delle trasformazioninon è molto diversa da quelladello scienziato o dell’artigiano diquattro-cinque secoli fa. Se si vuolecostruire conoscenze che siano inconsonanza con le strutture cognitivedello studente e con il suo mondoCnS - La Chimica nella Scuola2000percettivo, occorre dedicare gli annidella scuola di base a realizzare questopassaggio graduale dalla materiaindistinta della percezione quotidianaall’individuazione di alcunimateriali, di alcune sostanze e di alcuneclassi di sostanze. [4,5]3 – LE LEGGI MACROSCOPICHEDELLA CHIMICAPerché le leggi macroscopiche dellachimica, e più in generale la chimicaclassica, devono costituire la parteprincipale dell’insegnamento dellachimica nell’area comune della scuolasecondaria superiore? Innanzitutto,perché costituiscono conoscenze fondamentalidella chimica. L’oblio,negli ultimi decenni, di questo aspettocostituisce una delle manifestazionipiù eclatanti del pensieroriduzionista. In secondo luogo, perchérealizzano un passaggio graduale(che permette di comprendere il significatodei concetti) dalle concezionidi senso comune agli aspettipiù formalizzati della chimica. Questaseconda risposta è determinantesul piano pedagogico-didattico. L’importanzadisciplinare di determinateproblematiche costituisce, infatti, unacondizione necessaria, ma tutt’altroche sufficiente, per il loro inserimentonel curricolo.A differenza dei concetti categorialidi tipo fenomenologico, i concetti ele leggi macroscopiche della chimicanon sono, tuttavia, in continuità conil senso comune: molti di esse sonoin stretto rapporto con osservazionie sperimentazioni che è possibile (cheè didatticamente indispensabile) effettuare,ma non si tratta di conoscenzeottenute con un processo di astrazioneempirica; sono, invece, il fruttodi atti creativi di grandi scienziati chehanno saputo inventare “oggettimentali” e ipotesi che andavano moltooltre i dati dell’osservazione. Diconseguenza, i concetti e le leggi fondamentalidella chimica non possonoessere insegnati con l’impostazionefenomenologica-operativa propostaper la scuola di base. Si cadrebbe inquesto modo nell’impostazione angustadell’attivismo e dello sperimentalismoingenuo. Le osservazioni sperimentalinon possono più, di per sé,costituire il fondamento dellaconcettualizzazione. La loro funzioneè ora radicalmente diversa: continuanoad essere necessarie per l’ampliamentodel riferimento empirico e quindidella conoscenza di sostanze e trasformazioni;sono, inoltre, indispensabiliper offrire agli allievi l’opportunitàdi esplicitare le proprie concezioninei confronti di fenomenologie chestoricamente hanno svolto un ruolodeterminante nella creazione di concettie leggi fondamentali.Nuovi concetti o nuove leggi hannopermesso di risolvere problemi teoricie/o sperimentali, hanno costituitola risposta a contraddizioni esistentinelle teorie precedenti, sono state ingrado di individuare regolarità impreviste,di fornire spiegazioni e di prevederenuovi fenomeni. Tutti questiaspetti contribuiscono a costituire ilsignificato dei concetti, significatoche non risiede nella loro definizioneformale, acontestuale, tranne che pergli specialisti che sono in grado didominare cognitivamente l’organizzazioneassiomatica di una disciplina.Affinché lo studente possa comprendereconcetti e leggi della chimicaclassica è quindi necessario ricostruireil contesto problematico, teoricoe sperimentale, in cui essi sono statiipotizzati e poi definiti formalmente.Alla comprensione deve accompagnarsila formalizzazione che, a questopunto, diventa un atto fondamentale.Già nella scuola di base l’importanzadelle osservazioni sperimentalirisiede nel fatto che costituiscono labase della concettualizzazione difenomenologie elementari, cioè dellaformalizzazione possibile a questo livellodi scolarità. A maggior ragione,nella scuola secondaria superiore, laformalizzazione non può che avereun’importanza centrale, in relazione,ovviamente, ai quei concetti fondamentalidella chimica di cui è statopossibile comprendere il significatoproblematico e contestuale. La nostracritica radicale non è quindi rivoltaalle definizioni, al linguaggio rigorosoed alla necessità didattica di esercizidi addestramento, ma ad un insegnamentoche, invece di considerarequesti come punti di arrivo, si fondasolo su di essi, presumendo che lostudente possa comprenderli in quantogli vengono presentati con unaserie di frasi connesse logicamenteall’interno dell’organizzazione deduttivadella chimica.4 – RIFLESSIONI SU ALCUNICONCETTI FONDAMENTALIDELLA CHIMICACome è stato sottolineato, la chimicaè una disciplina che “presenta difficoltàintrinseche di apprendimento,Novembre - Dicembre

iconducibili a tre punti nodali: la chimicanon è intuitiva, la chimica fa usodi due livelli di descrizione della realtà,le molecole non stanno ferme”[6].Che la chimica non sia intuitiva lo sicomprende immediatamente se si pensache alla sua base sta il concetto disostanza che è tutt’altro che intuitivo,anche se tale viene comunemente ritenutoprobabilmente perché fa partedel linguaggio comune. Tuttavia questoaspetto, lungi dal facilitarne lacomprensione, la rende molto più ardua.Molti termini scientifici sonoanche termini della vita quotidiana,ma con significati che sono, di norma,completamente diversi. Ciò costituisceun ostacolo epistemologico ulteriorealla comprensione di molti concettiscientifici, ostacolo che non èstato colto minimamente dall’insegnamentotradizionale, che addiritturaconsidera la conoscenza dei terminispontanei come embrione del concettoscientifico che dovrebbe esseresolo rifinito.4.1 – IL CONCETTO DI SOSTANZAMolteplici ricerche hanno da tempomesso in evidenza che non si tratta diun concetto semplice, tanto è veroche viene frainteso anche da parte distudenti universitari frequentanti corsidi chimica [7, 8]. Il concetto scientificodi sostanza non coincide pernulla con il concetto di senso comune.Sostanza è un termine utilizzatonella vita quotidiana per indicare inmodo indifferenziato (irriflessivo) ilsostrato materiale di qualsiasi cosa,come sinonimo di materia o di materiale.Se si consultasse un dizionario, peresempio il Devoto Oli, si troverebbequesta definizione di sostanza: composizionemateriale individuata daparticolari qualità o proprietà: sostanzeliquide, solide, gassose; sostanzealimentari, medicinali, sostanzevelenose. In chimica, materia,composto o miscela di composti…laparte nutritiva di un alimento: carneche ha poca sostanza”. [9]La definizione scientifica di sostanzaè, invece, di questo tipo: sostanza èun tipo di materia caratterizzata daspecifiche proprietà macroscopicheed operative. Nel Gillespie si trova laseguente definizione: se un materialeè una sostanza e non una misceladi sostanze, noi spesso lo chiamiamosostanza pura. [10]Tuttavia queste definizioni sono tutt’altroche perspicue: anche il con-Novembre - Dicembre 2000Scuolacetto scientifico di sostanza è un concettocomplesso che può essere didatticamentecostruito gradatamente,nell’arco della scuola di base; si trattainfatti di un concetto strettamenteintrecciato a quello di miscela e dimateriale. Se logicamente sembrerebbeprecederli, psicologicamente dovrebbe,invece, seguirli. In alcuni casi,comunque, la distinzione ed una primacostruzione di significati è abbastanzasemplice; in altri, ci si trova difronte ad un ostacolo epistemologico:le leghe ed i vetri, ad esempio, sonosostanze o miscele?Nella scuola elementare è necessarioindubbiamente condurre per un lungotempo l’attività sui materiali e solosuccessivamente, in casi particolarmentesemplici, iniziare a rendersi contoche i materiali sono costituiti diporzioni di materia diverse, che visono miscele eterogenee, soluzioni,sostanze. Nella realtà, nell’ambiente,per il bambino vi sono cose, oggetti,animali, piante: ai materiali si deve arrivareriflettendo su dati percettivi ricavatidall’osservazione e dalla manipolazionedegli oggetti; all’inizio imateriali probabilmente verranno indicaticome una caratteristica dell’oggetto;successivamente i bambini potrannoindividuarli come ciò di cui glioggetti sono fatti; sarà così possibilepassare dalle caratteristiche deglioggetti alle proprietà dei materiali. Peri bambini, è in genere molto agevolericonoscere i materiali più comuni, maè più difficile individuarne alcune loroproprietà caratterizzanti (definienti).Verso i nove - dieci anni, ossia nell’attualesecondo ciclo della scuolaelementare, sarà quindi necessarioiniziare a proporre alcune fenomenologieche, da una parte, abbiano significatodi per sé, e che, dall’altra,consentano di individuare proprietàempiriche che permettono di distinguerealcuni materiali.Una sostanza è una porzione di materia(un corpo) caratterizzata da specificheproprietà fisiche e chimiche.Questo concetto deve essere costruito,come abbiamo già detto, nel corsodi nove- dieci anni, ma deve esseredefinito solo nella fase terminale,durante la quale si tirano le fila delleattività e delle conoscenze già consolidatenegli anni precedenti. Duranteil secondo ciclo della scuola elementaree nella scuola media si dovrebberoincontrare più esempi di sostanze,cioè di porzioni di materia caratterizzateda specifiche proprietà fisichee chimiche. Ad esempio, duefenomenologie fondamentali che anostro parere vanno affrontate già nelsecondo ciclo della scuola elementaresono le soluzioni acquose e l’ebollizione-evaporazionedell’acqua. Perconcettualizzarle, seppur ad un primolivello, sono necessari molti mesidi attività perché ad esse sono connessemolte problematiche di cui vacostruita la rete concettuale.L’oggetto principale di queste attivitàè l’acqua, che da sostanza del sensocomune inizia a diventare sostanzanel significato scientifico. L’acquadella vita quotidiana appare come unasostanza, eventualmente con l’aggettivopura, volendo così significare cheè l’aggiunta di altre sostanze che larende sgradevole. Le attività precedentementeindicate permettono dicomprendere che l’acqua usuale nonè una sostanza ma una soluzione, eche la bontà dell’acqua dipende dallesostanze in essa sciolte. L’acqua chimicamentepura la si può ottenere distillandol’acqua, togliendo, cioè, all’acquale sostanze che naturalmentevi sono disciolte. In generale, mentrel’acqua naturale è una soluzione, l’acquasostanza è un artefatto umano. Èl’acqua distillata che va usata per prepararele soluzioni acquose, per nonavere interferenze fra il soluto le sostanzegià disciolte nell’acqua. È dinuovo l’acqua distillata che bolle aduna ben determinata temperatura.Sono in particolare le proprietà fisiche,quali le temperature di ebollizionee/o di fusione, il peso specifico, lasolubilità, ecc. quelle che permettonopiù facilmente di caratterizzare lesostanze, così come, d’altra parte,sono le trasformazioni fisiche connesse(passaggi di stato e solubilizzazione)le fenomenologie di base su cuiconcentrare l’attività nella scuola elementare.Nella scuola media, si puògradualmente evidenziare la distinzionetra trasformazioni fisiche e chimiche,tra le trasformazioni caratterizzateda conservazione e non conservazionedella sostanza [11]. Le trasformazionichimiche sono adatte a livellofenomenologico più che a distingueresostanze, a caratterizzare e riconosceregruppi di materiali o di sostanze chehanno proprietà comuni. Si possonocosì definire, tra la fine della scuolamedia e l’inizio del biennio, dei raggruppamentiche hanno chimicamentegrande rilevanza, quali quello deicombustibili, dei metalli, degli acidi,delle sostanza basiche e dei sali.CnS - La Chimica nella161

1624.2 – IL CONCETTO DI COMPOSTOQuanti tipi di sostanze esistono per ichimici? Questi parlano di sostanzesemplici e sostanze composte, chiamatepiù semplicemente composti.Questo è un ampliamento del concettodi sostanza che comporta un notevolesalto nel livello di complessitàpsicologica. Nel paragrafo precedenteabbiamo mostrato la non immediatezzadel concetto di sostanza: esso,infatti, è così inestricabilmente connessoa quello di materiale, miscela esoluzione che può essere chiaramentecompreso, e quindi acquisito, soltantoall’interno di attività che si distendanoper tutta la scuola di base.Con i concetti di sostanza semplice ecomposta ci troviamo, invece, completamentesu un altro piano: essisono infatti formali e non categoriali,sono frutto di processi di astrazionesu idee e non su oggetti o fenomeni.Ma quante storie! potrebbe affermarequalche chimico esperto. I concetti disostanza semplice e composta sonoautoevidenti; da una parte, vi sonosostanze non più decomponibili, qualil’ossigeno, il cloro, il ferro, ecc.; dall’altrave ne sono molte altre che sonocostituite di quelle, come è possibileconstatare effettuando determinatetrasformazioni ( e qui vengono mostratialcuni esempi). Ma lo studente che hamemorizzato queste informazioni categoriche,ha forse acquisito strumenticognitivi che lo mettano in condizionidi riferirle a fenomenologie chimicheper lui familiari?I composti hanno una determinatacomposizione, ma si parla di composizioneanche per le miscele ed in particolareper le soluzioni. Quali differenzeci sono tra “composto” e “miscela”o “soluzione”? Che cosa è unasostanza semplice? Che cosa è unasostanza composta? Proviamo a prenderein considerazione l’ultimo interrogativoe vediamo quale definizionesi troverebbe consultando un dizionario.Nel Devoto Oli troviamo quantosegue:Composto – In chimica qualsiasisostanza, di composizione fissa edefinita, risultante dalla combinazionedi due o più elementi chimici,le cui rispettive proprietà non vi sonoriconoscibili.Se proviamo a cercare in un dizionariospecialistico [12], troviamo questadefinizione:Composto – Sostanza formata dallacombinazione di elementi chimiciin proporzioni fisse. La formazionedi un composto comporta una reazionechimica: in altre parole si verificaun cambiamento nella configurazionedegli elettroni esterni degliatomi. Al contrario delle miscele,i composti non possono essere separaticon mezzi fisici.Queste due definizioni sono sostanzialmenteincomprensibili da chi nonpossieda già significative conoscenzechimiche. La maggior parte dei terminipresenti non sono termini del linguaggiocomune quotidiano, già conosciutio comunque comprensibiliper definizione; sono termini scientificiche possono avere significatosolo nel contesto della comprensionedelle teorie che essi contribuisconoa formalizzare. Inoltre, molti dei terminipresenti in queste definizionicorrispondono a concetti psicologicamentecomplessi che hanno rappresentatoe continuano a rappresentareostacoli epistemologici. I dizionari,ancor meno quelli specialistici, nonservono per comprendere i concettiscientifici. Quali concezioni hanno glistudenti di “sostanza”, “elemento”,“composizione fissa e definita”, “combinazionedi elementi chimici”, “proprietànon più riconoscibili”? Sarebbeinteressante verificarlo con studentiche hanno terminato un corso di chimicadi base da un paio di anni.Tutti i termini precedenti designanoconcetti raffinati che possono esserecompresi soltanto all’interno di percorsiche vadano in profondità e non conattività superficiali e banalmentedefinitorie come generalmente fanno imanuali. Inoltre, molte volte gliestensori di tali volumi, avendo probabilmentequalche illuminazionesull’incomprensibilità del materialeproposto, cercano esemplificazioni,metafore ed analogie con cose familiaririuscendo, spesso, a realizzare l’oppostodi ciò che si proponevano. Infattitali esemplificazioni ed analogiesi rivelano o delle banalizzazioni insignificantio addirittura dei fraintendimentidei concetti. Vediamo un esempioripreso da un manuale, molto adottatoalcuni anni fa, a proposito dellaLegge delle proporzioni multiple. Dopoaver presentato la legge in una decinadi righe, viene sviluppata la seguenteanalogia, con lo scopo di rendere lalegge più comprensibile: “Una ricettadi cucina mostra le proporzioni relativedegli ingredienti proprio come unaequazione chimica bilanciata mostrache le sostanze si combinano secondorapporto fissi”. [13]Se è già difficile per uno studente comprendereil concetto di composto, èevidente che una trattazione di questotipo riesce non solo a confonderglile idee ma lo porta a concezioni decisamenteerrate. Dal punto di vistafenomenologico, che è quello meno lontanodalle concezioni di senso comune,la distinzione tra miscele e compostiè epistemologicamente fondamentale.Nella vita quotidiana si utilizza iltermine “composizione” anche per lemiscele eterogenee e quelle omogenee,come le soluzioni, per le quali il terminescientificamente più appropriato sarebbeconcentrazione, e la differenzafenomenologica fondamentale è chementre i composti hanno composizionefissa e definita, le miscele hanno composizionevariabile e indefinita.Sul piano didattico, l’importanza dellalegge di Proust non risiede essenzialmentenel fatto che permette dimantenere vivo il ricordo di un personaggioimportante per lo sviluppodella chimica, quanto nel completareil concetto di sostanza composta conl’introduzione di una proprietà, lacomposizione definita – carica di teoriae tutt’altro che percettiva - che permisedi stabilire se un materiale erauna sostanza composta o un miscugliosolido. Si tratta di una caratteristicafondante dei composti, nonostantel’apparenza spesso mostri l’opposto.Nella realtà, molti compostisembrano avere composizione variabile,al pari delle miscele e delle soluzioni:ad esempio, le leghe ed i vetriche cosa sono? Questi hanno composizionevariabile. Il concetto contemporaneodi composto è alquantocomplesso e si deve a Lavoisier, il padredella chimica come scienza, la suafondazione qualitativa. Furono poinecessari circa 30 anni per la sua compiutadefinizione formale, per la suacaratterizzazione quantitativa. E ciònon perché Lavoisier non disponessedella composizione quantitativa dimolti composti, ma per il fatto chementre alcuni manifestavano unacomposizione fissa, altri sembravanoaverla variabile.È famosa la controversia tra Proust eBerthollet. Il secondo rimproverava alprimo la generalizzazione, il sostenerecioè che “tutti” i composti, e non soltanto“molti”, avessero composizionefissa e definita. Però la genialità del-CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

l’intuizione di Proust sta nell’aver appuntoaffermato che “tutti i compostihanno composizione fissa e definita”.Come tutte le grandi ipotesi scientifiche,quella di Proust, quando vennepubblicamente formulata nel 1800, eratutt’altro che confermata; vi erano anzimolti fatti sperimentali, quali le leghee i vetri, che sembravano confutarla.La legge di Proust dopo alcuni annivenne assunta come una delle leggifondamentali della chimica.Ma in che cosa consiste l’importanzadi una legge? Vediamo alcuni aspetti.Innanzitutto, una legge è importanteperché afferma l’esistenza di una determinataregolarità: la legge di Proustdefiniva in modo rigoroso i composti eforniva un criterio per individuarli. Insecondo luogo, perché spesso la nuovaregolarità solleva altri interrogativi:nel caso della legge in oggetto, moltichimici iniziarono a chiedersi perchédalla combinazione di due determinatielementi tra loro si ottenevano generalmentepochi composti (2, 3, 4) e perdi più con composizione fissa. La rispostaa questi interrogativi sarebbevenuta pochi anni dopo con la teoriaatomistica di Dalton che avrebbe poiconferito alla chimica, nell’arco di alcunidecenni, capacità esplicative epredittive inimmaginabili. In terzo luogo,perché una legge rende possibilela ricerca scientifica. Come direbbeKhun: i paradigmi rendono possibile lascienza normale [14]; dopo Proust, ladeterminazione della composizionequantitativa dei composti diventòun’attività centrale della chimica. Inoltre,tutti gli sviluppi teorici successivifurono possibili perché, nell’arco dipochi decenni, il perfezionamento o l’invenzionedi nuovi strumenti per l’analisiquantitativa dei composti raggiunseroun tale sviluppo da permettere ladeterminazione accurata delle composizioni.Tutto ciò fu possibile grazie allaconvinzione che le sostanze hannocomposizione costante e che quindi,ad esempio, risultati più o meno diversidelle analisi dipendano non da unavariabilità nella composizione delle sostanze,ma soltanto dall’incertezza deidati sperimentali. Tale convinzione fornìanche un criterio operativo: quando irisultati di poche analisi (2-3) presentavanouna dispersione contenuta entromargini di errore accettabili, la ricercaterminava e la composizione venivasemplicemente ricavata effettuando lamedia dei valori sperimentali.Novembre - Dicembre 20004.3 – IL CONCETTO DI ELEMENTOÈ stata concepita da molti secoli l’ideache la natura sia semplice e che la molteplicitàdelle sostanze esistenti siariconducibile a poche sostanze elementari.Ma quest’idea è stata fino adue secoli fa soltanto un’idea metafisica,perché non vi erano ancora i presupposticoncettuali e metodologiciper potere individuare quali sostanzefossero effettivamente elementari. Lateoria più antica era quella dei quattroelementi, ma nel corso dei secolialtre sostanze hanno avuto l’onoredi assurgere al rango di materia prima.Tuttavia, ancora nella secondametà del Settecento, la maggior partedegli scienziati continuava a considerareelementi l’aria, la terra, il fuoco el’acqua, come d’altra parte sembravanogeneralmente confermare datipercettivi e fenomenologici. E Lavoisierstesso fu in grado di proporre la nuovateoria degli elementi chimici solodopo che ebbe dimostrato sperimentalmenteche terra, aria, acqua e fuoconon lo erano. L’ostacolo maggiore furappresentato dall’acqua: nonostantel’idrogeno fosse stato individuato, damolti anni, come quel gas infiammabileche si ottiene, ad esempio, facendointeragire alcuni metalli con determinatiacidi, e nonostante fosse già statarealizzata la sintesi tra idrogeno eossigeno, l’acqua continuava ad esserepercepita come un elemento.Ecco cosa scrisse Lavoisier nel suoTrattato di Chimica: Se, con il nomedi elementi, intendiamo designare lemolecole semplici e indivisibili checostituiscono i corpi, è probabile chenon le conosciamo. Se, al contrario,associamo al nome di elementi oprincipi dei corpi l’idea del termineultimo al quale perviene l’analisi,allora sono elementi tutte le sostanzeche non abbiamo ancora potutodecomporre in alcun modo. [15]Lavoisier diede dunque una definizioneoperativa di elemento, considerandotale ogni sostanza non ulteriormentescomponibile. Nel contesto dellachimica fenomenologica o macroscopicadi Lavoisier, il termine elementoaveva il significato di sostanza sempliceche non ha più nell’ambito dellachimica microscopica o interpretativa,dove sta ad indicare un determinato“tipo di atomo”. Infatti si parla di configurazioneelettronica, affinità elettronica,elettronegatività, numeri diossidazione degli elementi ed è chiaroche, con tali espressioni, non ci si riferiscealle sostanze semplici.Se si consultasse un dizionario checosa si troverebbe? Nel Devoto Oli troviamola seguente definizione:Elemento – Sostanza semplice, pura,che prima della scoperta della radioattivitàsi riteneva non suscettibiledi decomposizione con metodichimici e fisici; secondo gli antichi:il fuoco, l’aria, l’acqua e la terra eranoi quattro elementi costitutivi delmondo fisico… nella chimica odierna,sostanza pura in cui gli atomicostituenti hanno eguale il numeroe la disposizione degli elettroni.Questa definizione è un esempio illuminantedi come possano essere mescolatii due livelli di descrizione delmondo di cui si avvale la chimica: quellomacroscopico, delle sostanze e quellomicroscopico, degli atomi. Questoavviene perché in entrambi si continuaad usare lo stesso termine - elemento– ma con significati profondamentediversi. Soltanto chi possiedeconoscenze significative di chimica èin grado di comprendere, in base alcontesto, quale significato assuma iltermine elemento; ma per gli studentil’ambiguità che lo accompagna hasempre gravi conseguenze, in quantoè la causa dell’instaurarsi di concezionidifformi che rendono più problematicol’apprendimento della chimica.Inoltre si può arrivare a conclusioniassurde, come mostrano queste citazioniricavate da un libro di testo dichimica:· Una miscela è costituita da due opiù sostanze che possono essere separatemediante procedimenti fisici.· Una sostanza pura è definita comuncorpo omogeneo, ogni porzione delquale possiede specifiche proprietàfisiche e chimiche.· Si chiamano elementi le sostanzepure che non possono essere ulteriormentedecomposte con procedimentichimici.· Molti elementi consistono di misceledi isotopiCome può un elemento essere contemporaneamenteuna sostanza puraed una miscela? Il fatto è che una sostanzapura che non può essere ulteriormentedecomposta con procedimentichimici non è un elemento, maè costituita da un unico elemento.Quando si prende la sostanza semplicemercurio e la si fa reagire con lasostanza semplice ossigeno, si ottieneun composto chiamato ossido dimercurio. Si dice allora che quest’ul-CnS - La Chimica nella Scuola163

timo è formato dall’elemento mercurioe dall’elemento ossigeno e non checontiene la sostanza semplice mercurioe la sostanza semplice ossigeno,perché le proprietà di queste ultimesono completamente scomparse. Ciòche cade sotto la nostra percezionesono le sostanze semplici ed i compostiche otteniamo da queste. Gli elementinon sono oggetto della nostrapercezione in quanto si tratta di entità,in un certo qual modo, teoricheper cui il concetto di elemento puòessere costruito solo nell’ambito deimodelli e delle teorie microscopiche.Tutte queste riflessioni costituisconoil fondamento della mappa concettualedella figura 1.5 – I GASI gas rappresentano lo stato della materiapiù complesso psicologicamente,ma più significativo per la comprensionedel pensiero chimico. Una tracciadella sua significatività è rimastanella trattazione manualistica, perchégeneralmente ai gas viene dato unospazio molto più ampio rispetto ai solidie ai liquidi. Ma la trattazione usualeè insignificante rispetto alla comprensionedella chimica. Le proprietàfisiche dei gas sono diventate un capitolodel manuale di chimica che trattaun argomento specifico, non connessoal resto. Non si capisce più perchéva affrontato anche all’internodella chimica, visto che viene sviluppatonegli stessi termini nel manualedi fisica.Ma quale maggiore complessità psicologica!Un chimico esperto potrebbeaffermare che i gas costituisconolo stato più semplice della materia; lateoria cinetica dei gas ci dice che i gassono costituiti da particelle piccolissimeche si muovono all’infinito senzaattirarsi tra loro. Quale splendida semplicitàci offrono i gas rispetto a tuttequelle interazioni che si verificano, invece,nei liquidi e nei solidi!Abbiamo affermato che lo stato gassosoè quello più complesso psicologicamente,non riferendoci ovviamentealla sua trattazione specialistica, ma164Figura 1 - Una mappa concettuale di alcuni concetti fondamentali della chimicaCnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

alla sua prima individuazione nellascuola di base come un modo di presentarsidella materia. È infatti moltodiffusa tra gli allievi l’idea che i gasnon abbiano peso, ossia non siano costituitidi materia, costruita a partire dauna falsa evidenza e cioè dall’osservazioneche i palloncini gonfiati conun gas tendono a sfuggire verso l’alto.La maggior parte degli allievi dellascuola elementare pensano, sulla basedi questi dati percettivi, che quantomaggiore è la quantità di gas immessain un palloncino, tanto minore è il suopeso. Riteniamo che mentre laconcettualizzazione fenomenologicadei liquidi e dei solidi potrebbe avvenirealla fine della scuola elementare,quella dei gas possa realizzarsi soltantonel secondo o terzo anno della scuolamedia. Ciò non significa che precedentementenon si possano effettuareesperimenti nei quali siano coinvoltidei gas, come aria, vapore acqueo, ecc.Ma è cosa ben diversa concettualizzarelo stato gassoso, comprendere, cioè,alcune caratteristiche distintive di questostato della materia che possanopermettere di definirlo. La definizionedi per sé non ha, per lo studente, nessunsignificato.Un passo ulteriore per comprendere leproprietà dei gas sono gli esperimentiche fanno riferimento alle scoperte diTorricelli e di Boyle. Qui ci troviamo difronte, di nuovo, ad un salto concettualeche può essere affrontato soltantonel biennio della scuola secondariasuperiore. Infatti tutti i concettiimplicati, da quello di pressione a quellodi elasticità dell’aria fino al rapportodi proporzionalità inversa tra volumee pressione, rappresentano degli ostacoliepistemologici: dalla pauraaristotelica del vuoto, si passa ad unarelazione quantitativa tra due grandezzedell’aria.La fondamentale importanza dei gasper il pensiero chimico ha inizio a questopunto. Come per l’umanità, ancheper lo studente l’acqua e l’ariahanno un ruolo particolare, rappresentanoil prototipo rispettivamentedei liquidi e dei gas, con, tuttavia, unadifferenza fondamentale: mentre altriliquidi sono presenti nella vita quotidiana,gli altri gas non sono oggettodi percezione. In realtà, lo studenteassimila precocemente alcuni nomi digas, quali ossigeno, azoto, anidridecarbonica, metano, ecc., ma questesono solo parole cui non corrispondenessun concetto: il concetto spontaneodi gas è un non concetto inNovembre - Dicembre 2000quanto non vi è associato, neppureper il prototipo, nessuna caratteristicadistintiva. Le proprietà dell’ariaconnesse ai nomi di Torricelli e Boylesono tutt’altro che autoevidenti. Bastaricordare che Galileo stesso, nonostanteavesse affrontato il problema,continuò a ragionare in termini dipaura del vuoto.La comprensione di queste proprietàdell’aria costituisce il prerequisito percostruire la generalizzazione dellostato gassoso, per potere comprendereed osservare altre arie (altri gas).Inizialmente furono chiamate arie, volendocon ciò intendere che erano fisicamentesimili all’aria ma chimicamentediverse. Vi è una rilevanteasimmetria: mentre lo stato solido eliquido sono sempre stati percepitidall’umanità, lo stato gassoso ha iniziatoad esistere solo recentemente, apartire dagli inizi del Settecento. Fenomenied esperimenti nei quali eranoimplicati gas erano conosciuti dall’antichità,ma i gas sfuggivano all’osservazione,alla percezione diretta. Lescoperte di Torricelli e Boyle furonopossibili grazie all’invenzione di particolaridispositivi che permettevanodi “vedere” l’aria, e di poterla osservarein modo talmente accurato da poternemisurare alcune proprietà. Lostrumento fondamentale è ovviamentequello di Torricelli che permette diracchiudere l’aria e di conoscerne lapressione semplicemente misurandoun dislivello.Lo strumento di Torricelli diventeràun secolo dopo, per tutto il Settecento,lo strumento fondamentale dellachimica, l’equivalente per la chimicadi ciò che fu il microscopio per la biologiae il cannocchiale per l’astronomia.Venne chiamato bagno pneumatico,ed in genere si utilizzava acquaal posto del mercurio. Rispetto aglialtri due strumenti citati è particolarmentebanale, e probabilmente comedispositivo in sé era già conosciutoda molto tempo, ma diventò uno strumentoscientifico significativo solodopo che Torricelli l’ebbe usato perconfermare le sue ipotesi; assurse poial ruolo di “microscopio” della chimica,soltanto dopo che Hales iniziò adutilizzarlo in modo insolito, per raccoglierele arie che si producevanoin seguito a trasformazioni chimiche.Utilizzato in questo modo, il bagnopneumatico permise, nell’arco di cinquantaanni, di iniziare a popolare dialcuni individui lo stato gassoso.Black scoprì un’aria più pesante dell’ariaatmosferica ed incapace di mantenerela combustione e la respirazione.La ottenne dalla decomposizionedel calcare o più semplicemente dallareazione tra un acido e calcare; nonera altro che diossido di carbonio(anidride carbonica). Black la chiamòaria fissa, volendo così intenderequell’aria contenuta nel calcare; vennechiamata anidride carbonica ottantaanni dopo, quando si capì che eraun composto acido di carbonio ed ossigeno.Alcuni anni dopo le ipotesidi Black, si scoprì che da un altro tipodi reazioni note da secoli, quelle traacidi e metalli non nobili, si ottenevaun’aria infiammabile, molto più leggeradell’aria, che venne successivamentechiamata idrogeno, quando cisi rese conto che era uno dei due componentidell’acqua.Il bagno pneumatico permise, da unaparte, di scoprire il terzo stato di aggregazionedella materia, quello gassoso,e dall’altra, di sviluppare la chimicadelle arie. Diventò, cioè, possibileosservare in modo completamentenuovo innumerevoli trasformazionichimiche, note da secoli o millenni,quali, ad esempio, la calcinazione delcalcare. Questa è stata fin dall’antichitàuna reazione particolarmente importante,perché permetteva di ottenerela calce, un legante utilizzato nellecostruzioni. Si sapeva che occorrevariscaldare il calcare in modo energico,in apposite fornaci, e che la resaera circa del 50 % in peso. Solo versola metà del Settecento si comprese chequesta trasformazione consiste nelladecomposizione del carbonato di calcioin calce ed anidride carbonica:carbonato di calcio → calce ++ aria fissa (anidride carbonica)Mentre prima essa veniva semplicementedescritta in questi termini:carbonato di calcio →calceL’apparenza coincideva con la realtà.La consistente diminuzione di pesonon rappresentava un problema. Vierano molte altre trasformazioni chimichedi questo tipo; ve ne erano poialtre in cui il peso sembrava aumentare.Ne era stata quindi tratta la conseguenzadi annoverare il peso tra lealtre proprietà delle sostanze e di considerarele trasformazioni chimichecome quelle magie in cui da certe sostanzese ne ottenevano altre con165proprietà completamente diverse,compreso il peso.CnS - La Chimica nella Scuola

166La conservazione del peso è un concettocomplesso anche sul piano psicologico,come è stato messo in evidenzadalle ricerche piagetiane. Questehanno infatti mostrato il divarioesistente nella comprensione, da partedei bambini, della conservazionedel peso, in semplici trasformazionidi forma. Nei classici esperimenti diriduzione di palle di plastilina alla formadi una schiacciatina o di un salame,si constata una sfasatura di circadue anni tra l’acquisizione della conservazionedella sostanza e quella delpeso ( e di altri due anni con quelladel volume) [16]. Di complessità psicologicasuperiore è il problema dellaconservazione nel caso di trasformazionifisiche, dove spesso il comportamentodel volume non è più solidalecon quello della sostanza e del peso.Infine, ci troviamo di fronte ad un veroostacolo epistemologico nel caso delletrasformazioni chimiche nelle qualiè proprio la sostanza che non si conserva.6 – IL SIGNIFICATO DEGLI STRU-MENTI SCIENTIFICI NELL’AP-PRENDIMENTOParlando della scienza moderna sisottolinea giustamente il ruolo fondamentaledegli strumenti scientifici:essi hanno permesso infatti di osservarela natura in un modo molto piùefficace, facendo vedere coseinimmaginabili alla percezione diretta.Gli esempi ai quali si ricorre sonosempre quelli del microscopio e delcannocchiale; tuttavia se si analizzalo sviluppo di una qualsiasi disciplinascientifica, ed in particolare dellachimica e della fisica, si osserva costantementeuno sviluppo parallelodi nuovi concetti e di nuovi strumenti.La più ovvia caratteristica del saperescientifico è che può essere applicato,che grazie ad esso nuove cosediventano possibili: questo nuovocampo viene di solito indicato con iltermine “tecnologia”. Quindi la scienzainclude la tecnologia, tanto è veroche sta imponendosi il terminetecnoscienza per indicare quell’insiemedi pratiche sociali che portano allaproduzione del sapere scientifico. Sipuò effettivamente comprendere,come afferma Geymonat, il nessoinscindibile di teoria e tecnica: da unaparte, sono gli strumenti che permettonodi conferire realtà alle più ingegnosecongetture scientifiche, dall’altrasono le teorie e le ipotesi che spessoguidano l’invenzione ed il perfezionamentodegli strumenti. [17]Nel caso della chimica, il rapporto trascienza e tecnica è molto stretto equesto imporrebbe di usare il laboratorioin modo significativo dal puntodi vista cognitivo: vale a dire soprattuttoper mettere alla prova congetturee previsioni formulate dagli studentinel corso dello studio di questadisciplina. Purtroppo le cose nonstanno così: il laboratorio è raramenteutilizzato, e quando è impiegato sistematicamente,come avviene negliistituti tecnici e professionali, quasisempre si riduce essenzialmente all’addestramentoa determinate tecnichedi analisi. Vi è una totale separazionetra i due campi della teoria edella pratica: da una parte, le conoscenzechimiche, la teoria; dall’altra,la pratica, la tecnica intesa come attivitàdi routine, standardizzata.In un insegnamento centrato sullacomprensione, teorie e concetti, tecnichee strumenti devono essere, invece,riaggregati, perché il significatosi realizza circolarmente dagli uniagli altri. In questo modo, anche nell’apprendimentogli strumenti scientificipossono svolgere il ruolocognitivo che loro compete, quello distrumenti indispensabili per la costruzionee comprensione di molti concettiscientifici. Già Bacone avevacompreso la fondamentale importanzacognitiva degli strumenti: “Non lasola mano, o l’intelletto in sé possonosussistere; tutto si compie mediantegli strumenti e i mezzi ausiliari”.Vygotskij e Bruner hanno ripreso tuttociò nella prospettiva della loro psicologiaculturale e sociale. [18]7 – I CONCETTI FONDAMENTALIDELLA CHIMICADurante il Settecento nasce lo statogassoso che si popola man mano digas aventi la caratteristica di esserechimicamente attivi. Questo concettocostituisce un’altra rotturaepistemologica, perché il prototipodei gas, l’aria, era nel Sei-Settecentoconcepito come chimicamente nonattivo. La chimica delle arie rappresentòla condizione necessaria,seppur non sufficiente, della scopertageniale dei principi della chimica,avvenuta negli ultimi decenni del Settecentoper opera di Lavoisier.Anche a bambini di sette-otto anni siinsegna che l’aria è costituita di ossigenoed azoto. Inoltre, precocementeviene loro insegnato che dalla combustionee dalla respirazione si produceanidride carbonica ed acqua, eche per fortuna esiste nelle piante lafotosintesi clorofilliana che utilizza lascarto della combustione, l’anidridecarbonica, per produrre ciò che permetteloro di vivere e di svilupparsi.Questi sono indubbiamente fenomenidi grandissima rilevanza, ed è unapreoccupazione educativa condivisibilequella che essi siano conosciutida tutti gli studenti. Quindi, a maggiorragione, essi non devono esseretrattati come barzellette: non sono,infatti, fenomeni che possano esseredirettamente osservati; ma possonoessere compresi soltanto all’internodi quadri teorici troppo complessi perla scuola di base.Provate con studenti di quattordiciquindicianni, ed anche con studentidi diciotto-diciannove anni, iscrittinelle varie facoltà universitarie, a verificare,effettuando esperimenti dicombustione, che cosa pensano chesucceda. Molteplici ricerche hannoevidenziato l’inconsistenza dell’insegnamentoscientifico formale prematuroe la persistenza di concezioniprelavoisieriane: le combustioni sarebberoquelle trasformazioni in cuicerti materiali, consumandosi, produconoluce e/o calore. Le combustioniavverrebbero quindi con sparizionedi materia e con consistente diminuzionedi peso. Anche in questo caso,l’apparenza viene presa come realtà;essa è infatti un’apparenzapercettiva solida, consistente, reale,e comunque più convincente dellechiacchere nozionistiche scolastiche.[19]Anche qui ci troviamo di fronte ad unsignificativo ostacolo epistemologico,legato probabilmente alla concezionefortemente radicata della natura nonmateriale dei corpi aeriformi, che nonpuò essere aggirato con il solito approccioastratto, definitorio, frettoloso;può essere risolto con un salto nellacomprensione, se viene affrontatonel biennio ( e non prima) mettendo inrelazione le concezioni spontanee deglistudenti con il contesto problematicoche ha permesso il passaggio dalleconcezioni prescientifiche a quelleattualmente accreditate. Vi è un anno,il 1772, che viene indicato comespartiacque tra la chimica prescientificae quella scientifica: in quell’annoLavoisier formulò l’idea che durantela combustione si ha la combinazionecon l’aria. Sentiamo le sue parole:“Sono circa otto giorni che ho scopertoche lo zolfo, bruciando, invece diCnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

perdere peso, al contrario ne acquista(…) Questo aumento di peso derivada una quantità prodigiosa di aria chesi fissa durante la combustione (…)Questa scoperta m’ha fatto pensareche ciò che osservavo nella combustionedello zolfo e del fosforo avrebbepotuto aver luogo con tutte le sostanzeche acquistano peso con lacombustione e la calcinazione”.Nei quindici anni successivi, Lavoisiersi dedicò ad un programma di ricercafinalizzato alla conferma ed all’approfondimentodi queste ipotesi, avendoegli fin dall’inizio intuito la loro portatarivoluzionaria. Il chimico francese,reinterpretando completamente, allaluce della sua ipotesi, le scoperte sperimentalidi molti altri chimici (qualiPriestley), elaborò i principi basilaridella scienza chimica, tra i quali occupaun posto di grande rilievo il Principiodi conservazione del peso.Lavoisier aveva intuito che dovevaoperare in recipienti ermeticamentechiusi, che impedissero il passaggiodell’aria. Operare in questo modo eracompletamente innaturale, anche peril rischio di esplosione nel riscaldamentoad alte temperature di recipienti divetro chiusi. Vediamo le considerazionidi Lavoisier: “Ecco il ragionamentoche ho fatto a me stesso: se l’aumentodi peso dei metalli calcinati nei recipientichiusi è dovuto, come pensavaBoyle, all’addizione delle sostanzedella fiamma e del fuoco che penetranoattraverso i pori del vetro e che sicombinano con il metallo, ne consegueche: se dopo aver introdotto unaquantità conosciuta di metallo in unrecipiente di vetro, ed averlo chiusoermeticamente, se ne determina esattamenteil peso; se si procede poi allacalcinazioneper mezzo del fuoco dei carboni,come ha fatto Boyle; ed infine se siripesa lo stesso recipiente dopo lacalcinazione prima di aprirlo, il suo pesodeve trovarsi aumentato di tutta laquantità della sostanza del fuoco chesi è introdotta durante la calcinazione.Se, al contrario, mi sono detto ancora,l’aumento di peso della calce metallicanon è dovuta alla sostanza del fuoconé di alcuna sostanza esterna, ma allafissazione di una porzione di aria contenutanel volume del recipiente, il recipientenon dovrà essere più pesantedopo la calcinazione di prima, dovràsolamente trovarsi in parte vuoto diaria, e non è che al momento in cui laporzione di aria mancante sarà entratache l’aumento di peso del recipienteNovembre - Dicembre 2000dovrà aver luogo”.È con esperimenti di questo tipo, condottiin recipienti chiusi, che Lavoisierfu in grado di iniziare a confermaredue principi basilari della chimica:1) il principio della conservazione delpeso nelle trasformazioni chimiche;2) la combustione e la calcinazionedei metalli sono due fenomeni che avvengonocon combinazione con l’aria.Dopo queste scoperte, il peso, chefino ad allora era stato consideratouna proprietà della materia di scarsarilevanza teorica per la chimica, diventòla variabile più importante dellascienza chimica e la bilancia divennelo strumento fondamentale.Anche per la chimica, come già eraavvenuto nel secolo precedente perla fisica, il superamento della faseprescientifica si realizzò con l’individuazionedi concetti quantitativi, sullabase di un principio quantitativo, ilprincipio di conservazione del peso.Anche per la chimica, la matematizzazionecostituì il passaggio decisivo, mafu una matematizzazione deludente perchi era ormai abituato ai sublimi verticimatematici cui era pervenuta la fisicacon la meccanica razionale. Questa disciplinaaveva, infatti, raggiunto unatale perfezione da essere consideratafino ad Enstein la vera descrizione delmondo. Aveva conseguentemente assuntoil ruolo di modello della razionalitàscientifica, rispetto al quale giudicarele altre scienze. Il riduzionismoimperante non ha permesso per moltotempo di cogliere la sublime semplicitàdel inguaggio matematico della chimicaclassica, costituito essenzialmentedalle quattro operazioni e dalle proporzioni,e che ha, a nostro parere, implicazionipedagogiche di granderilevanza.La chimica, come è usualmente insegnata,ossia facendo riferimento a teoriee modelli microscopici, è troppocomplessa, ed esige dall’allievo ilpossesso di solide basi di tipo fisico.Di conseguenza, se il ruolo formativodella chimica coincidesse con le teoriechimiche del Novecento, nella disputache dura da decenni tra chimicie fisici sullo spazio da attribuire all’unae all’altra nella scuola secondariasuperiore, non ci potrebbero esseredubbi (a parte le richieste di tipocorporativo): alla fisica andrebbe assegnatauna collocazione centrale,mentre alla chimica verrebbe attribuitoun ruolo di secondo piano, relegandolonegli anni terminali dellascuola secondaria superiore.Se invece si attribuisce il giusto valore,epistemologico e culturale, alla chimicamacroscopica, la situazione risultaradicalmente diversa. Si giustifica alloral’insegnamento della chimica neiprimi anni della scuola secondaria superiore,in quanto i formalismi matematicinecessari per comprendere leleggi classiche della chimica sono diun livello più che elementare rispettoa quelli della fisica. Infatti, lamatematizzazione delle leggi classichedella chimica è sostanzialmente riconducibile,come si è detto, alle quattrooperazioni ed alle proporzioni.A parere di Lavoisier, la teoria più importanteereditata dai chimici delle generazioniprecedenti era la gerarchiacomposizionale esistente tra sali, acidie basiACIDISALIBASIConseguenza immediata della scopertadel 1772, che Lavoisier fu in gradodi confermare negli anni successivi,fu il completamento di questo schemacomposizionale con l’aggiunta deimetalli e dei metalloidi:ACIDIMETALLOIDISALIBASIMETALLII metalli e altre sostanze, quali lo zolfo,il fosforo ed il carbonio risultaronopiù semplici degli acidi, delle basie dei sali. Anche quasi tutti i metallinon si trovano in natura sotto formadi sostanze semplici. Essi hanno svoltoun ruolo importante nella vita degliuomini fin dall’antichità, cioè finda quando fu inventata la tecnica chepermetteva di ricavarli in fornaci potenti,a partire da minerali opportuni ecarbone. I metalli erano il risultato dellacombinazione di determinati mineralie carbone; apparentemente risultavanomeno semplici dei minerali da cuierano ricavati. Però, con la teoria dell’ossigeno,Lavoisier fu in grado di mostrareil contrario, mettendo in evidenza,ad esempio, che le calci metallicheerano composti di metallo ed ossigeno.Trascorsero, tuttavia, circa altri diecianni prima che essi assurgessero alruolo di sostanze semplici. Lavoisierdovette, infatti, sia cercare di confermareil più possibile che essi non fosseroulteriormente decomponibili, sia,167come abbiamo già detto, fare i contiCnS - La Chimica nella Scuola

con la teoria dei quattro elementi.Soltanto nel 1787 formulò l’ipotesi,allora rivoluzionaria, di elemento chimicocome sostanza semplice. Da ideametafisica quale era per Aristotele edi suoi epigoni, Il concetto di elementochimico, inteso come sostanzasemplice, diventava un concetto operativo:doveva essere consideratoelemento ciò che resisteva all’analisichimica, e, in principio, non avrebbepotuto mai esserci la certezza che sifosse individuata la tecnica di analisisufficiente. Benché egli pensasse chenon si trattasse di sostanze semplici,Lavoisier introdusse nella sua Tavoladegli elementi chimici anche alcunesostanze (le calci: calce, magnesia,barite, allumina e silice) che sarebberopoi state decomposte successivamente.Il concetto di sostanza, quelli collegatidi sostanza semplice e compostae il concetto di elemento nonsono concetti autoevidenti, naturali,che possano essere assunti nell’insegnamentocome assiomi. Sonoconcetti che devono essere costruitia partire dalle conoscenze di sensocomune degli studenti, connesse afenomenologie chimiche elementari.È necessario un lungo percorso nellascuola di base e nel biennio, conun’impostazione prima di tipofenomenologico e operativo, poi dicarattere problematico e contestuale.Nella scuola di base si può arrivarefino al concetto empirico di sostanza,che va poi ulteriormente approfondito;la distinzione, invece, tra sostanzasemplice e composta va costruitanel biennio, perché con questi concettisi realizza un salto di tipoepistemologico: non sono, infatti,concetti di tipo categoriale, ma di tipoformale, elaborati con processi mentalirelativi non ad oggetti, ma ad idee,e quindi la loro comprensione non èlegata né a esperimenti ingenui, né adefinizioni. Infine si potrà costruire ilconcetto di elemento nell’ambito deimodelli esplicativi che fanno riferimentoalla teoria atomica.I concetti di sostanza semplice e compostasono strettamente interrelati adaltri concetti chimici fondamentali,quali quelli di bagno pneumatico, gas,sistema chimico chiuso, principio diconservazione del peso, ruolo dell’ossigeno,e gerarchia composizionaledel mondo inorganico. Si tratta diconcetti che possono essere compresisoltanto se si ricostruisce la retedelle relazioni che li connette a tuttiquesti altri concetti. Questi ultimi siincontrano prima o poi anche nell’insegnamentousuale della chimica, main modo atomistico e acontestuale. Invecela comprensione degli uni e deglialtri è solidale, e risiede nelle relazioniche li connettono. Un concettopotrà poi acquisire per lo studente unsignificato di carattere generale, maquesto è un punto d’arrivo e non dipartenza: quest’ultimo sta semprenell’elaborazione del concetto in situazionispecifiche, caratterizzate dacontesti specifici.Bibliografia[1] C. Fiorentini, “Quali condizioni per ilrinnovamento del curricolo di scienze?”,in F. Cambi (a cura di), L’arcipelago deisaperi. Progettazione curricolare e percorsididattici nella scuola dell’autonomia. LeMonnier, Firenze, 2000,[2] N. Grimellini Tomasini, G. Segrè, Conoscenzescientifiche: le rappresentazionimentali degli studenti. La Nuona Italia,Firenze, 1991.[3] A. Thackray, (1970), Atomi e forze.Studio sulla teoria della materia in Newton.Il Mulino, Bologna, 1981.[4] C. Fiorentini, La Prima Chimica. Angeli,Milano, 1990.[5] E. Roletto, “Solido, liquido, dei concettibanali?” Scuola e Città, 1990, n. 5/6, 243-250[6] P. Mirone, “Perché la chimica è difficile?”,CnS-La Chimica nella Scuola,1999, XXI (3), 67-70.[7] E. Roletto, B. Piacenza, “Il concettodi sostanza: una indagine sulle concezionidegli studenti universitari”, CnS-La Chimicanella Scuola, 1993, XV (1), 11-15.[8] P. Mirone, E. Roletto, “Sostanze, miscele,reazioni: un’indagine sulle concezionidelle matricole di chimica”, CnS-LaChimica nella Scuola, 1999, XXI (4), 116-121.[9] G. Devoto, G. C. Oli, Il dizionario dellalingua italiana. Le Monnier, Firenze, 1995.[10] R. J. Gillespie, D. A. Humphreys, N.C. Baird, E. A. Robinson, (1986) Chimica.Società Editrice Scientifica, Napoli,1988.[11] P. Mirone, “Per una definizione operativadel concetto di reazione”, Nuova Secondaria,1996, n. 2, 84-86.[12] Dizionario enciclopedico dei terminiscientifici. Biblioteca Universale Rizzoli,Milano,1990.[13] R. C. Smoot, J. S. Price, R. G. Smith,D, Cacciatore, (1983), Corso di chimicamoderna. Le Monnier, Firenze, 1985.[14] T. S. Khun, (1962), La struttura dellerivoluzioni scientifiche. Einaudi, Torino,1969.[15] A. Lavoisier, Traité Elémentaire deChimie, Paris, 1789, pp. XVIJ -XVIIJ[16] J, Piaget, B. Inhelder, (1962) Lo sviluppodelle quantità fisiche nel bambino.La Nuova Italia, Firenze, 1971.[17] L. Geymonat, Lineamenti di filosofiadella scienza. Mondadori, Milano, 1985.[18] J. Bruner, Celebrare la divergenza,Piaget e Vygotskij. In O. Liverta Sempio,Vygotskij, Piaget, Bruner. Concezioni sullosviluppo. Raffaello Cortina Editore, Milano1998.[19] G. Cavallini, La formazione dei concettiscientifici. La Nuova Italia, Firenze,1995168Lettere-Caro Direttore, l’articolo di Fiorentinie Roletto, pubblicato in questo numerosolleva alcuni fondamentali problemisul rapporto tra insegnamentoformale e presunto sviluppo cognitivodegli studenti.Si tratta di una riflessione approfonditache riflette convinzioni maturatenel tempo dagli autori. Condividomolte delle proccupazioni espressenell’articolo, tanto più che sono convintodella scarsa sensibilità di unaparte dei docenti al problema: essipropongono agli studenti livelli diastrazione e formalismi inconciliabilicon la loro maturazione mentale.Ma la coerenza epistemologica degliautori e una certa radicalità delle soluzionida loro avanzate, che non tengonosufficientemente conto del contestoscolastico e sociale, non mi convinconodel tutto.In sostanza mi sembra che gli autorinon avvertano la necessità di individuareuna difficile ma possibile soluzionedi compromesso.Ho avuto occasione di scambiarequalche idea con l’amico Fiorentini ilquale mi ha invitato ad aprire un pubblicodibattito tra i nostri lettori, invitoche ho accolto volentieri convinto,come sono, che all’interno dellaDivisione si discuta troppo poco.Ho riportato un primo giro di osservazioninella mia rubrica “Uno sguardodalla cattedra” e rimango in attesache si levino delle voci.Saluto te e tutta la redazioneErmanno Niccolipag. 177CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000E

COMUNICAZIONI BREVIMOLECOLE, MOLI e....pastineCattadori Corrado, Serafini AndreaDescriviamo una semplice esperienzadidattica che ha lo scopo di renderepiù efficace e stabile l’apprendimentodi alcuni concetti, visualizzandolie concretizzandoli tramite l’attività dilaboratorio.Le difficoltà d’apprendimento e di assimilazionedei concetti quando vienea mancare il supporto delle esperienzein laboratorio sono più accentuatee i concetti appresi sono menostabili. Il non “toccare con mano, ilnon vedere” determina nei giovaniallievi un apprendimento labile e pocoriflessivo. I risultati nelle verificheevidenziano queste difficoltà. Unesempio sono le masse molecolari relative,la “trasformazione” [1] di valoriadimensionali in valori dimensionali(masse molari) e il fatto che tali grandezzecontengono lo stesso numerodi molecole. L’ostacolo lo abbiamosuperato con un’esperienza forse unpo’ originale, ripercorrendo in modo“quasi parallelo” la strada per la determinazionedelle masse molecolarirelative delle sostanze aeriformi. I risultatiottenuti dalle verifiche e la stabilitàdei concetti sono stati soddisfacenti.L’esperienza è stata eseguita da dueclassi prime, per un totale di diciottogruppi. Gli oggetti, i modelli, con cuilavorare sono stati vari tipi di pastinealimentari.Il punto di partenza è il principio diAvogadro; ogni gruppo determina lemasse di numeri uguali (ma diversida gruppo a gruppo) di elementi diogni tipo di pastina, posti in becheruguali, immaginando di operare consistemi gassosi di uguale volume main condizioni di pressione e temperaturadiverse.Vengono, poi calcolati i rapporti dellemasse rispetto alla massa più piccolaCAMPIONI MASSA MASSA (g) N° PEZZIRELATIVA (mole pastina) CONTENUTIRISO 1 1 42FARFALLE 4,63 4,63 42DITALINI RIGATI 4,12 4,12 42DITALINI MEDI 6,17 6,17 42GNOCCHETTI SARDI 16,42 16,42 42PIPETTE RIGATE 29,54 29,54 42PENNETTE 18,79 18,79 42(riso): concetto di valore relativo. Vistoil numero uguale di elementi contenutinei vari campioni di un gruppo,i valori rappresentano i rapportitra le masse di singoli elementi. Questivalori adimensionali indicanoquante volte la massa di un chicco diriso è contenuta nella massa di unafarfallina, di una pennetta,………Data l’impossibilità di determinarecon precisione, utilizzando una bilanciatecnica, la massa di un chicco diriso, si è posta questa uguale a uno.Quindi la “massa pastina relativa”(massa molecolare relativa) di unapastina è la massa riferita a quella diun chicco di riso posta uguale a uno.A questi numeri puri, è stato poi datoil significato dimensionale e operativo,attraverso l’impiego della bilancia,di massa molare M (g x mol -1 ). Allafine si sono contate le pastine checompongono i diversi campioni.La tabella presenta i valori medi ottenutidai diciotto gruppi, operando susette campioni contenenti un numerodi elementi diverso da gruppo agruppo: da 25 a 60.A masse diverse (“mole pastina”) corrispondelo stesso numero di elementi.(A masse molari diverse corrispondelo stesso numero di molecole).L’accostamento sperimentale è statoun po’ forzato; ma la partecipazioneattiva in laboratorio dei giovani allievinell’eseguire più volte l’esperienzae il risultato, forse lo giustificanoBibliografia[1] A. Bargellini, Chimica in azione,Carlo Signorelli Editore, Milano,1999.Vol.1, pag 91-94.Classi 1A-1B I.T.I.S. “U.Follador”Via 5 maggio, 16Agordo (Bl)Tel.0437-62015,Fax 0437-63360e-mail: follador@sunrise.it169Novembre - Dicembre 2000ScuolaCnS - La Chimica nella

LABORATORIO E DINTORNIERMANNO NICCOLIPASQUALE FETTOArea di progetto:Realizzazione di uno strumento per la verificadella seconda legge di Gay-Lussac170IntroduzionePer la formazione dell’ allievo che debbaprendere dimestichezza con l’osservazionesperimentale di sistemi efenomeni naturali, può essere utile lostudio delle leggi dei gas: esso infattifornisce agli allievi dei primi anni discuola superiore l’occasione di applicarea un sistema relativamente semplicequelle nozioni apprese nel corsodi matematica su concetti qualicorrelazione lineare, proporzionalitàdiretta e proporzionalità inversa. Gliallievi possono quindi sperimentarele potenzialità che una disciplinaastratta quale la matematica può offrirenel campo delle scienze sperimentali,apprezzandone il campo divalidità e abituandosi a fare una valutazionecritica dell’eventuale deviazionedalla teoria dell’esperienza pratica.Nella nostra scuola, un istituto tecnicoindustriale, il cambiamento dei programmiministeriali di qualche annofa, con lo slittamento della chimica allaclasse prima ed una temporanea, mafruttuosa, escursione nella sperimentazioneBrocca, che determinò una piùstretta collaborazione tra i laboratoridi chimica e di fisica, permise agli insegnantidi queste due discipline digiungere ad un accordo sulla trattazionedei gas: entrambi si sarebberooccupati dell’argomento, ma in particolaresarebbe spettata al laboratoriodi chimica la cura della verifica sperimentaledelle leggi dei gas.Il laboratorio di chimica era in gradodi fornire a ciascun allievo il materialenecessario per consentire l’osservazioneindividuale dell’andamentopressione / volume a temperatura costantee volume / temperatura a pres-(*) Istituto Tecnico Industriale “A. Volta”Viale XX Settembre, 27 - 34100 TriesteTel. 040 370600e-mail skilo@adriacom.itPATRIZIA DALL’ANTONIA (*)sione costante: la verifica, dunque,della legge di Boyle e della prima leggedi Gay - Lussac (nota anche comelegge di Charles) non presentava problemi.Anche l’andamento pressione / temperaturaa volume costante potevavenir osservato collettivamente permezzo di uno strumento relativamentesemplice disponibile nella scuola;d’altra parte i docenti ritenevano piùutile l’osservazione fatta individualmentedall’allievo.L’occasione per realizzare altri strumentiche consentissero la verificaindividuale della seconda legge diGay - Lussac, si ebbe in seguito all’introduzionedell’ “area di progetto”.Pur nella consapevolezza delladifficoltà di guidare allievi delle classiinferiori ad una vera e propria iniziativadi progettazione e di realizzazionedi uno strumento, in considerazionedella molteplicità delle disciplinecoinvolte (chimica, fisica, matematica,disegno tecnico, tecnologia) edell’interesse dell’argomento, fu decisal’attuazione dell’iniziativa, iniziandocon tre classi prime.Dal momento che il lavoro dell’areadi progetto ha inizio verso la fine delprimo anno e si svolge per la maggiorparte durante il secondo anno, gli allievierano già in possesso di semplicinozioni di analisi matematica e distatica dei fluidi; conoscevano inoltreil concetto di pressione e avevanogià sperimentato ed appreso le leggidei gas, nell’approssimazione delgas ideale.Descrizione del lavoroLa proposta è stata quella di costruire,utilizzando come prototipo lo strumentogià usato in forma collettiva,altri strumenti basati sugli stessi presuppostiteorici. Si richiedeva peròagli studenti l’introduzione di alcunemodifiche tali da consentirne la realizzazionein conformità con precisiobiettivi didattici e nel rispetto dellasicurezza del laboratorio.Un disegno in scala del prototipo èpresentato in figura 1. La beuta A contieneun gas o una miscela gassosa(generalmente si lavora con aria) allapressione atmosferica; essa vieneimmersa in un bagno termostatico adacqua provvisto di termometro ed ècollegata a un braccio di un manometroa mercurio (l’altro braccio è aperto).Il volume del gas deve restarepressoché costante; una variazionedella temperatura produce una variazionedi pressione che si rileva dalcambiamento di livello nei due braccidel manometro. Il dislivello ∆h vieneconsiderato positivo quando la pressioneaumenta, negativo quando diminuisce;con semplici conversioni siarriva a un valore di ∆P che, sommatoalla pressione atmosferica, forniscela pressione del gas.CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

Agli allievi è stata richiesta la realizzazionedi strumenti che, mantenendole stesse dimensioni (ideali perporre lo strumento su di un banco dilavoro e consentire una comoda lettura),utilizzino liquidi manometricidiversi dal mercurio. Tale richiesta èdovuta a due ragioni fondamentali:- una di tipo tecnico: il mercurio è didifficilissima manipolazione, e i suoivapori sono altamente tossici;- una di tipo didattico: con allievi nellafase di entrata nella scuola secondariasuperiore è opportuno affrontaresemplici problemi connessi conla statica dei fluidi, in quanto tale argomentorisulta spesso di difficileapplicazione pratica.Uno degli obiettivi del lavoro è propriorelativo alla statica dei fluidi. Unesempio tipico è, per esempio, il calcolodell’altezza della colonna d’acquala cui pressione è uguale a quelladeterminata da un dislivello di x mmdi mercurio in un tubo ad U; se gliallievi possono osservare direttamentel’effetto di una variazione di pressionesu un tubo ad U riempito dimercurio rispetto ad uno riempito diun liquido manometrico meno denso,paragonando quindi gli effetti di liquidimanometrici diversi (meno èdenso il liquido più dislivello osservo:perché?), possono arrivare inmodo autonomo alla formulazionedella legge di Stevino, primaqualitativamente e poi quantitativamente.In seguito possono essere ingrado di prevedere un giustodimensionamento per lo strumento darealizzare.Difficoltà rilevanti si riscontrano perl’uso delle unità di misura: un buonnumero di allievi all’inizio non riescenemmeno a distinguere il concetto digrandezza fisica da quello della suaunità di misura. Anche in seguito,superato questo primo impedimento,si presentano difficoltà nella conversionedi un’unità di misura in un’altra,soprattutto se le stesse si riferisconoa grandezze fisiche derivantidal rapporto di altre più semplici (densità,velocità, pressione, etc.). D’altrocanto sempre più spesso si richiedeanche nella vita quotidiana l’usodelle unità del Sistema Internazionale,per cui è opportuno abituare il primapossibile gli allievi a questa normativa.Il lavoro proposto è in buonaparte fondato su misure di pressione,e presenta quindi un’ottima occasionedi esercizio al riguardo.Scelta dei liquidi manometriciAgli allievi è stato inizialmente postoil problema della scelta di qualchesostanza allo stato liquido che potessesostituire il mercurio nel manometro;le prime proposte si sono indirizzatesu alcool, olio ed acqua.Il lavoro è quindi partito con osservazioniqualitative riguardo alle possibilitàdi funzionamento di un manometrocon dette sostanze: i liquidisono stati introdotti in tubi ad U piegatidagli allievi stessi in laboratorioe collegati ad una beuta di circa 300mL contenente aria. Già con l riempimentodi acqua un dato è risultatoimmediatamente evidente: il solo fattodi prendere in mano la beuta e quindidi far passare il gas da una temperaturaambiente di circa 20 °C a unaleggermente superiore provocava undislivello dell’acqua nel manometroben maggiore di quello del mercurio.Problemi indotti: Quanto maggiore?Di quanto è maggiore la densità delmercurio rispetto a quella dell’acqua?Che relazione si può trovare tra ledensità ed i dislivelli ? Tali effettoveniva ulteriormente esaltato utilizzandol’alcool e l’olio d’oliva. Solitiproblemi: Di quanto maggiore è il dislivellodel liquido nel manometro rispettoa quello dell’acqua? E’ possibileda questo dato ricavare all’incircale densità dell’olio e dell’alcool?Tutte queste osservazioni possonofornire elementi per ricavare operativamentela legge di Stevino.Una prima conclusione è stata quindila seguente: se si vuol mantenere l’altezzadel manometro nel limite di 60cm, come il prototipo, l’intervallo ditemperatura su cui si possono eseguiremisure usando l’acqua come liquidomanometrico è molto limitato,e si restringe ulteriormente usandoolio e alcool etilico. L’uso di questidue ultimi liquidi è stato quindi immediatamentescartato.Dal momento che gli allievi che entranonel biennio della scuola secondariasuperiore non hanno nessuna cognizionedi chimica organica, è statoritenuto opportuno evitare la propostadi sostanze non chimicamentenote e meno comuni quali oli pesantiche, oltre alla maggiore densità, avrebberopresentato il vantaggio di tensionidi vapore molto basse. Occorretener conto del fatto che una dellecaratteristiche dell’area di progetto èquella di lasciare ampio spazio decisionaleagli allievi, aiutandoli piuttostoa risolvere i problemi inizialmentenon noti che si possono verificaredurante il lavoro; se quindi la sceltadell’acqua come liquido manometricopuò sembrare inopportuna data latensione di vapore non trascurabilealle temperature di lavoro, la scelta èstata rispettata rimandando il problemaal momento delle prove quantitative.Bisogna sottolineare che, pur essendogli allievi a conoscenza del concettodi tensione di vapore, nessunoha avanzato obiezioni riguardo allascelta dell’acqua come liquidomanometrico: evidentemente il concettonon è ancora familiare e nonviene quindi collegato al problemapratico da risolvere.Al momento dell’inizio del lavoro gliallievi avevano qualche nozione sulleproprietà delle soluzioni acquoseed erano in grado di preparare soluzionidi data concentrazione; è stataquindi proposta l’individuazione diqualche sostanza molto solubile, checonsenta la realizzazione di una soluzionecon densità più elevata rispettoa quella dell’acqua. Usando le tabelledisponibili la scelta è caduta sulcloruro di zinco, sostanza disponibilenel laboratorio; ne è stata preparatauna soluzione al 70 % m/m dellaquale è stata determinata la densitàrelativa all’acqua per mezzo dipicnometri.In definitiva è stato stabilito di costruiregli strumenti usando come liquidimanometrici acqua distillata esoluzione di cloruro di zinco, realizzandocomunque, con l’aiuto del personaledi laboratorio, anche uno strumentoche utilizzasse il mercurio dautilizzare a scopo di controllo.Dimensionamento degli strumentiE’ necessario prevedere l’intervallo ditemperature entro il quale gli strumentipossono funzionare e stabilire le dimensionidella beuta contenente ilgas, in modo da assicurare con buonlivello di approssimazione la costanzadel volume del gas durante l’esperienza.Effettivamente la variazione dilivello del liquido nel manometro provocauna variazione del volume delgas, variazione pari alla metà del volumedi una colonna di liquido di altezza∆h. Dato che questa variazionedeve essere trascurabile, è stato stabilitoche il volume totale occupatodal gas deve essere almeno 100 voltemaggiore di tale incremento.171Novembre - Dicembre 2000CnS - La Chimica nella Scuola

Procedimento:- La seconda legge di Gay - Lussac cipermette di trovare la variazione dipressione di un gas con il variare dellatemperatura a volume costante, secondola nota relazione ∆P = Po α ∆ T,dove:Po = pressione del gas a O°C;α = 1 / 273 °C -1 = coefficiente di dilatazioneuniversale.- Supponendo che la pressione delgas a O°C sia di 1 atm, 101300 Pa, sipuò calcolare la variazione di pressionedel gas, che per una variazionedi temperatura di 10°C risulta:∆ P = Po α ∆ T = 3711 Pa- In base alla legge di Stevino, il dislivello∆h che un liquido di densità dassume in un tubo a U in seguito alladifferenza di pressione ∆p sui duebracci, è dato dalla relazione seguente:∆h = ∆p / d *g,dove g = accelerazione di gravità.La tabella I riporta in terza colonna ivalori ∆h di dislivello calcolati per ciascunliquido; vengono poi riportati ilvolume di liquido spostato ∆V, prevedendodi usare tubi di vetro del diametrodi 4 mm, la conseguente variazionedi volume del gas, quindi il volumeV del contenitore che permettedi rendere trascurabile tale incrementoe, nell’ultima colonna, le variazionimassime di temperatura di “fondo scala”degli strumenti.Attendibilità degli strumentiDa quando sono stati realizzati, glistrumenti vengono usati ogni annopressochè da tutte le classi prime; irisultati che essi danno sono ripetibili.Nei grafici 1, 2, e 3 vengono riportati idati pressione / temperatura rilevatidagli studenti di una classe prima construmenti a soluzione di cloruro di zinco,ad acqua e a mercurio.Come si può notare i punti si presentanoallineati con una buona correlazione.La tabella II riporta la pendenza(k) e l’intercetta (Po) per ciascunadelle tre rette interpolate col metododei minimi quadrati, nonchè il valoresperimentale del coefficiente di dila-Tabella IILiquido k P 0 αmanometrico (hPa/°C) (hPa) (1/°C)SoluzioneZnCl2 2,70 970 2,78 10 -3Acqua 2,38 978 2,48 10 -3Mercurio 3,15 949 3,31 10 -3Acqua(con correzione) 2,38 958 2,48 10 -3172Tabella ILiquido d liquido ∆h liquido ∆V liquido ∆V gas V beuta ∆T(Kg/m 3 ) (cm) (cm 3 ) (cm 3 ) (cm 3 ) (°C)acqua 1000 37,9 4,8 2,4 250 + 10soluzione 1880 18,9 2,4 1,2 250 + 20mercurio 13600 3,0 0,4 0,2 250 + 120tazione universale a ricavato dal rapportok/Po.Nell’ultima riga vengono riportati iparametri relativi allo strumento adacqua, calcolati applicando la correzioneper la tensione di vapore (vedipunto successivo).CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

Il problema della tensione di vaporeI grafici 4 e 5 mettono a confronto idati ottenuti usando lo strumento amercurio con quelli ottenuti usandorispettivamente lo strumento a soluzionee quello ad acqua. Da questigrafici si ricava che, prendendo comeriferimento lo strumento a mercurio,intercetta e pendenza della retta relativaalla soluzione sono abbastanzavicini, mentre l’intercetta della rettaper lo strumento ad acqua è maggioree la pendenza minore: sulle causedi questo comportamento, che è statonotato fin dalle prime provequantitative fatte al momento dellascelta dei liquidi manometrici, vienerichiesta agli studenti la formulazionedi qualche ipotesi.Dopo l’intervento degli insegnanti glistudenti avanzano l’ipotesi seguente:quando si usa come liquidomanometrico l’acqua, c’è “qualchecosa in più” all’interno della beuta chein teoria dovrebbe contenere soloaria; questo qualche cosa in più nonvaria la propria pressione al variaredella temperatura. A questo punto l’insegnanteriprende l’argomento dellatensione di vapore: il qualche cosa inpiù potrebbe essere il vapore provenientedal liquido manometrico cheha avuto il tempo di saturare il volumea sua disposizione (ramo del manometro,raccordo, contenitore delgas). Esaminando le tabelle della tensionedi vapore dell’acqua in dipendenzadi T, gli allievi ricavano che allatemperatura di lavoro (circa 20°C) latensione di vapore dell’acqua non ètrascurabile (circa 20 hPa); il gas dicui si fanno le misure di pressione èquindi costituito da una miscela d’ariae di vapor acqueo. La tensione di vaporedell’acqua non varia apprezzabilmentedurante le misure: il manometroè sufficientemente lontano daltermostato, per cui l’acqua in essocontenuta resta alla temperaturapressochè costante dell’ambiente.Una semplice correzione fatta sottraendoai valori di pressione della miscelagassosa quelli della tensione divapore dell’acqua alla temperaturaambiente a cui si è lavorato, dovrebbefornire la sola pressione del gas.Il grafico 6 riporta l’andamento pressione/ temperatura per lo strumentoa mercurio e ad acqua con la correzionesopra descritta.L’argomento offre lo spunto per un’interessantesviluppo. Si può infattinotare come l’errore introdotto dall’avertrascurato la tensione di vaporenel manometro a soluzione sia moltomeno accentuato; questo dato puòessere interpretato alla luce dell’abbassamentodella tensione di vaporedi una soluzione, abbassamento particolarmentesensibile per una soluzionedi alta concentrazione comequella da noi utilizzata.Calcolo del coefficiente di dilatazioneuniversale α e conclusioneSono state eseguite dagli insegnantianche prove a pressione ridotta (vedigrafico 7), i cui risultati sono stati presentatiagli studenti per dimostrare ladipendenza della pendenza delle rettedal valore di Po. Il punto di convergenzadelle due rette si trova ben lon-173Novembre - Dicembre 2000CnS - La Chimica nella Scuola

tano dallo zero assoluto; l’anomalia èevidenziata anche dai valori sperimentalidel coefficiente di dilatazione ache si possono ricavare dal rapportotra la pendenza (k) e l’intercetta a 0°C(Po) delle rette sperimentali, valori lacui media è di 2,76 * 10 -3 °C -1 , contro ilvalore teorico 3,66 * 10 -3 °C -1 .La validità degli strumenti costruiti inclasse si limita quindi alla verificaquantitativa della linearità dell’andamentopressione / temperatura e allaverifica solo qualitativa della dipendenzadella variazione di pressione(∆P) dal valore della pressione del gasa 0°C (Po).Libri pervenuti in redazione174V. Petrone, E. Fioco; “L’impiantochimico Aspetti generali-Operazioniunitarie-Innovazioni tecniche”.Edizioni ScientificheSIDERA, Roma 2000. 1 vol. di678 pagg.J.Garratt, T. Overton, T.Threlfall; “A question ofChemistry: creative problems forcritical thinkers”. Longmann,Singapore 1999. 1 vol. di XII +162 pagg.Bruno Marchesini; “Igiene Industriale”.II edizione. MaggioliEditore. 1 vol. di 471 pagg. L.64.000Alessandra Cenerini, RosarioDrago; “Professionalità e codicedeontologico degli insegnanti”Edizioni Erickson, Trieste. 1 vol.di 299 pagg. L.35.000CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

UNO SGUARDO DALLA CATTEDRATempodiÈ tempo di curricoli e, nel momento incui la scuola dovrebbe professare autonomiae flessibilità e i docenti rivendicareil diritto ad un maggior poteredi decisione, tutti si precipitanoa fornire la ricettina, a tentare di imporreuno schema didattico piuttostoche un altro, a mettere in guardia controi falsi profeti. Insomma nessuno èconvinto che i docenti siano capacidi cavarsela da soli.Perché allora la SCI si è adeguata aquest’andazzo, insediando una CommissioneCurricoli?Essenzialmente per due motivi: ultimamentec’è stato un eccesso di propostee bisogna mettere un minimod’ordine; dobbiamo avanzare delleproposte prima che altri “cultori dellachimica” le avanzino al nostro posto.In altre parole la Chimica esercita unfascino irresistibile!Tuttavia oggi non sono in vena di riflessionisistematiche e, se mi è concesso,vorrei procedere riflettendo inordine sparso.Il lavoro della Commissione Curricoliè in pratica terminato, ma i CurricoliSCI stanno compiendo, secondo unoscontato copione ministeriale, unasorta di percorso di guerra fatto difiltri, adattamenti e compromessi.L’augurio è di riuscire a riconoscereancora i frutti del nostro lavoro al terminedi queste operazioni.Intanto la commissione ristretta prepostaha dovuto effettuare una primaserie di adattamenti per recepire le indicazionidel ministero della PubblicaIstruzione, vale a dire il tutto è statoristrutturato introducendo NucleiNovembre - Dicembre 2000CurricoliFondanti e Competenze (vedere il numeroprecedente della rubrica), inoltreper poter rientrare nei limiti di stampadegli Annali della Pubblica Istruzionei curricoli hanno subito una robustacompressione. Una prima informativasi può trovare nel secondovolume della Scuola Estiva di Chimica2000 di Pisa (SEChimica 2000).Successivamente comincerà un percorsotutto da scoprire cioè bisognerà“contrattare” l’impostazione con lealtre associazioni interessate vale adire AIF e ANISN.Per chiarezza bisogna premettere che illavoro della commissione è stato collettivoe non privo di condizionamentiper cui non riflette o riflette in modomolto limitato le convinzioni personalidi ciascuno di noi. Questo non ci impediscedi trepidare per la sorte cheattende il frutto delle nostre fatiche.Un contributo a parte, pubblicato suquest numero di CnS, è stato elaboratoda due nostri soci, una propostadi ottimo livello, epistemologicamentealta, che richiede tuttavia alcune riflessionisul piano della politica scolasticae un approfondimento dalpunto di vista della fattibilità.Siamo di fronte ad una trama a maglielarghe che, per essere convertita inun curricolo operativo, richiede ancoramolto lavoro di tessitura; all’attualestato di avanzamento è difficiledire se la proposta è suscettibile difunzionare. La didassi, ossia la praticadidattica, è complessa ed alle voltenei dettagli si annidano le vere difficoltà.In particolare, per ciò che è dato dicapire, si nota che la fascia d’insegnamentointermedia corrispondenteal biennio iniziale della scuola secondariae quindi al completamentodell’obbligo, è indicata come livellofenomenologico ossia un livello in cuinon si affronta ancora la strutturaparticellare della materia o per lo meno(il progetto non entra in molti dettagli)non si affronta la struttura dellemolecole. Sembra di capire che la cauteladegli autori è dettata dalla incompletamaturazione cognitiva degli studentiquattordicenni.Tuttavia i cittadini all’uscita dallascuola dell’obbligo dovranno usarele loro conoscenze per capire al megliomolte informazioni che quotidianamentevengono riversate dai massmedia, per essere in grado di fare dellescelte, ad esempio votare un referendumsui cibi geneticamente modificati,per decidere se una etichetta,su cui è scritto che il prodotto è senzazucchero perché contiene fruttosioinvece di saccarosio, è mendace o altreamenità di questo tipo.Dobbiamo quindi chiederci: qualecorredo culturale deve essere loroconsegnato?Nella sua lezione su “I due livelli dellachimica”, tenuto durante laSEChimica 2000 il prof. Mirone afferma“...in un corso introduttivo dichimica...una delle preoccupazioniprincipali dell’insegnante dovrebbeessere quella di fare acquisire ai suoiallievi una visione equilibrata dei duelivelli della disciplina...sottolineandola necessita’ di non confonderli in nessuncaso...” e poi aggiunge“L’acquisizione di una buona padronanzadi questo aspetto della chimicaè uno degli obiettivi più importanti acui dovrebbe tendere un corsointroduttivo...”.Siamo evidentemente di fronte ad unodi quei casi nei quali bisogna trovareun adeguato compromesso didattico,a meno di voler fare terminare la scuoladell’obbligo a diciotto anni.Vorrei aggiungere una osservazioneche suggerirebbe una maggiore audaciadidattica o, se vogliamo, unamaggiore fiducia nelle capacità deglistudenti.Il livello microscopico non è più solamenteun momento esplicativo (modelli)del livello fenomenologicomacroscopico, grazie alle modernestrumentazioni sta divenendo essostesso un livello fenomenologico, siCnS - La Chimica nella Scuola175

cominciano a “vedere” le molecole.Su questo fatto, che sotto molti aspetticambia le carte in tavola, i mezzi dicomunicazione insistono molto e noidobbiamo evitare schizofreniecognitive nei nostri studenti immaturi.Inoltre il curricolo di chimica si collocainterattivamente in un contesto dovesono presenti altri curricoli che prevedonoun livello fenomenologicomacroscopico ed un livello esplicativo-fenomenologicodi tipo microscopico,ad esempio alcune parti della fisicae quasi tutta la moderna biologia.Non dobbiamo inseguire i curricoli altruima il problema è inevitabilmenteglobaleInfine per quanto riguarda lamodellizzazione, grazie sopratutto all’informatica,è possibile ottenere dellerappresentazioni di straordinariaefficacia che possono modificare radicalmenteil tipo di comunicazione;purtroppo gli insegnanti sottovalutanoil problema e si avvalgono pocodi queste metodologie.Il punto sopra citato è veramente ilpiù delicato tra quanti affrontati nellaCommissione Curricoli infatti, oltre adesserci un impedimento: legato allosviluppo cognitivo degli studenti, perapprofondire alcuni concetti relativial legame chimico e alle strutturemolecolari servirebbero approfonditeconoscenze di tipo fisico.D’altro canto, come è stato più voltedetto in questa rubrica, l’utilizzazionedelle conoscenze di tipo fisico perla comprensione della chimica, devefare i conti con i decalages piagettiani:specialmente a livello di scuola secondariail trasferimento delle conoscenzeda un ambito disciplinare aquell’altro o da un livello a quell’altroè tutt’altro che scontato; tutti gli insegnantisanno che il mancato trasferimentonon è una eccezione, comecredeva Piaget, ma è la norma. Il trasferimentodeve essere sollecitato.Questa situazione non è esclusiva diuna certa chimica, ad esempio per unacomprensione ragionevole della modernabiologia occorrerebbero ampieed approfondite conoscenze ditermodinamica chimica e di chimicaorganica.In realtà la conoscenza preventiva edapprofondita dei concetti fisici,propedeutici alla comprensione dellachimica moderna non si verifica nemmenonei primi anni di università.Mi consolo pensando che l’eleganzaepistemologica non è di questo mondo,che l’insegnamento procede attraversopercorsi tutt’altro che linearimentre l’apprendimento procede avolte in modo personale e abbastanzadisordinato con allunghi su certiargomenti, seguiti da ritorni percompletamenti, con lacune lasciateprovvisoriamente in sospeso e tamponatetemporaneamente con proposizionidi tipo definitorio-descrittivo.Ciò che sembra contare è un pensieroreversibile e una grande capacità di accomodamentoe di ristrutturazione dellarete concettuale, d’altra parte è notorioche il funzionamento del cervelloè ridondante e sprecone.Questo rende la pratica didattica moltocomplessa ed esteticamente meno attraente,per queste ragioni gli insegnantisi stanno orientando su strutturemodulari più o meno autoconsistenti.Una soluzione deve essere ricercataa partire da una rinnovata riflessionesui meccanismi cognitivi e sullemetodologie di insegnamento. Piaget,Ausubel, Bruner e Vygotskij a braccetto(anche se si parla d’incommensurabilitàdelle varie teorie) potrebberovenirci in soccorso.Last but not least, diciamo qualcosasull’argomento libri di testo.Gli editori, a fronte di questa riformache procede a sussulti e tarda asfornare i curricoli, vivono giorni didifficoltà e naturalmente cercano diinfluenzare lo sviluppo degli eventi,corteggiando associazioni, ispettorie funzionari ministeriali. Vanno capiti,ogni libro comporta investimenticospicui e di esito incerto.I libri di testo vengono scritti normalmenteda insegnanti, tra mille difficoltàe compromessi, senza fruire di unaconsulenza scientifica qualificata; incompenso altri docenti, che non sisono mai cimentati nella difficile impresa,avanzano critiche corrosive,salvo poi fare le adozioni con assolutasuperficialità.I libri di testo vengono inoltre sottopostialle severe reprimende dei docentiuniversitari giustamente preoccupatidello scarso rigore con cui moltiargomenti vengono affrontati.Se potessi dare un consiglio agliinsegnanti,che si accingono a scrivereun libro, direi loro di desistere, nericaverebbero pochi soldi e molteamarezze.Mi sembra tuttavia altamente ingiustoche i libri di testo vengano citatisolamente per evidenziarne lenefandezze concettuali. Premesso checerti strafalcioni sono imperdonabili,che taluni libri disonorano tanto chi liscrive quanto chi li adotta, che il lavorodi recensione e di critica fattoda alcuni soci della SCI è estremamenteutile, non bisogna dimenticare chescrivere un manuale comporta sempre,nelle remore della mediazione didattica,un elevato rischio di farsisfuggire delle inesattezze.Esistono tuttavia dei manuali che nonsolo non contengono troppenefandezze, ma offrono soluzioni didattichedecorose a problemi didatticicomplessi e mi piacerebbe leggeredelle recensioni in positivo che elenchinoi problemi individuati e le soluzioniproposte.Vorrei ancora ricordare che un manualenon deve preoccuparsi solamentedella esattezza dei concetti ma anchedi essere efficace altrimenti, come insegnal’esperienza, anche libri scritticon grande dovizia di competenzenon sortiscono alcun risultato, mentremolti studenti imparano ad apprezzarela chimica nonostante i testi mediocri.Così va il mondo!Ermanno Niccoli176CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

Epag.168Abilitazioni selvaggeA013 Chimica e tecnologie Chimiche…Architetti, Ingegneri, Geologi, Laureatiin Scienze Naturali ed in AgricolturaSub Tropicale...ma avranno veramenteil coraggio di abilitarli tutti?!PROLOGO:La frittata, di cui tra poco avrete ricettae tempi di cottura, vide scenderenel pentolone il suo primo ingredienteil 24/11/94 quando le sapienti(e lungimiranti) mani dell’allora Ministrodella Pubblica (d)Istruzione crearonocon il D.M. n.334 quell’incomparabilecapolavoro che è la classe diconcorso A013, classe in cui confluironodal precedente ordinamento la15/A Chimica, la 17/A Chimica Industriale,la 98/A Tecnologia Ceramica,la 99/A Tecnologia Delle Arti Applicate,la 101/A Tecnologia Ed ImpiantiE Disegno Per Industrie Alimentari ela 107/A Tecnologia Odontotecnica.Tale mirabile capolavoro permetteva,giusto per citare qualche possibilità,ad un Architetto abilitato in 99/A TecnologiaDelle Arti Applicate di essereABILITATO D’UFFICIO nella A013Chimica e Tecnol. Chim. e di poterquindi magari entrare di ruolo per l’insegnamentodella Chimica in un IPSIAper Chimici o in un ITG (guardacaso!).I FATTI:Non appena “l’ingrediente” fu messoin pentola se ne costatò subito laportata ed il sapore nauseabondo riccodi promesse; il sottoscritto (laureatoin Chimica) fu sbalzato dal quartoal sessantaquattresimo posto dellagraduatoria per incarichi e supplenzee, nonostante alcune “spezie” buttatedentro dall’allora Ministro della P.I.per “smorzare il gusto”, dovette subirel’affronto di essere LICENZIA-TO dalla cattedra che occupava PERL’IMMISSIONE IN RUOLO DI UNARCHITETTO.Senza annoiarvi troppo sugli eventiche mi riportarono in cattedra, lasbobba propinataci provocò le seguentiintossicazioni:Anno scolastico 95/96, immissione inruolo nella Provincia di Agrigento ditre Architetti su cattedra di Chimica; aquanto mi risulta ciò si è verificato intutte le provincie d’Italia con il tragicoNovembre - Dicembre 2000bilancio di un centinaio di cattedre rubateai Chimici e regalate a personeche nella maggior parte dei casi nullasapevano (e sanno?) della Chimica.Anno scolastico 95/96, i Presidi, i comitatidi valutazione dei vari Istituti, isindacati ed il Consiglio Nazionale deiChimici ci hanno tolto un grosso dubbio,dato che TUTTI I NON CHIMICIIMMESSI IN RUOLO SU CATTE-DRA DI CHIMICA HANNO SUPE-RATO L’ANNO DI PROVA: avevanoevidentemente imparato la chimica.Anni scolastici 96/97, 97/98 e 98/99,sempre più persone imparano la Chimicain poche ore, altri in alcuni minuti;le graduatorie stilate permettonoin tutta Italia l’accesso ai laboratoridi Chimica a gente che palesementenon ha la capacità nè la conoscenzascientifica e metodologica perla loro conduzione, ma dato che lopermette il Ministro…... cosa vuoi chesia il D.LVO 626 del 19/9/94 sulla sicurezzasul posto di lavoro.Anno scolastico 99/00, nella Provinciadi Agrigento si tocca il fondo, nonbasta che presso l’IPSIA ad indirizzoChimico-Biologico di Licata al quartoanno le ore di Chimico-Fisica sianoimpartite da un Architetto ma addiritturadurante gli Esami di Stato lo stessoè nominato quale membro di commissionepresso l’IPSIA ad indirizzoChimico-Biologico di Cammarata!!!Un Architetto ha valutato, durante unEsame di Stato, le conoscenze di ChimicaIndustriale e di Impianti Chimicidi candidati che sicuramente conosconomeglio di lui la disciplina senzache nessuno tra chi poteva abbiamosso un dito!Anno scolastico 99/00 finalmente l’antibiotico(non disintossica, ma non sisa mai…alcuni lo prescrivono lo stesso.)gli Architetti e quant’altri voglianoinsegnare Chimica devono studiarselaper 40 ore! (quelle dedicate ai contenutidel corso di abilitazioneriservato).I più decidono di andare acolpo sicuro abilitandosi in Costruzionio altre discipline più affini alla propriaLaurea anche se, i più temerari, rischianoe sono premiati con degli ottimi voti(i più ottengono 80/80).Anno scolastico 2000/2001, colpo discena della serie ma l’antibiotico nonbastava?, si permette anche ai “colleghi”meno temerari di prendere unaseconda abilitazione (indovina qualesceglieranno!) e nel frattempo questivengono fatti inserire, con riserva,nelle graduatorie permanenti con il minimopunteggio previsto; vuoi chenon prendano almeno quello?!1° EPILOGO (quello cui la realtà ciha tristemente abituati).Tutti i corsisti dell’imminente corsoriservato per l’abilitazione alla classedi concorso A013 Chimica e TecnologieChimiche, a prescindere dalla Laureaconseguita, riusciranno in solequaranta ore di corso ad acquisire unaconoscenza dei contenuti disciplinaritale da permettere loro, grazie alleindubbie capacità didattiche emetodologiche, di superare l’esamefinale. Gli stessi potranno quindi essereefficacemente utilizzati quali supplentidi Chimica Generale, ChimicaOrganica, Chimica Analitica, Chimicaindustriale, Chim..., dove ovviamentebrilleranno (speriamo senza eccedere)durante le esperienze pratichedi laboratorio, prima di essere immessiin ruolo. Dimostreranno quindi a tuttiche sono molto più capaci di chi devestudiare trenta o più materie prima dicapire la Chimica!2° EPILOGO (l’utopia)Qualcuno, non necessariamentedopo aver letto la presente, si renderàconto del gravissimo danno che èstato provocato alla Nazione con l’affidarel’insegnamento della Chimicaa persone che la sconoscono.Qualcuno si renderà conto del fattoche solo chi ha veramente amato ecapito questa affascinante disciplinapuò trasmettere tale amore e tali conoscenzeai propri alunni!Allora un Presidente di un corso abilitantetelefonerà ad un Sindacalista,che comunque già aveva sentito il pareredi un Provveditore, che si era consultato,oltre che con dei Presidi diprovata capacità, anche con il Segretario…il quale gli aveva raccomandatoche sì, era ormai ora di smetterladi propinare porcherie su porcherie.Era proprio il caso di sollecitare le variecommissioni ad essere meno tolleranti;era necessario sollecitarle a verificaresino in fondo le conoscenzedisciplinari senza limitarsi ad ascoltarepassivamente l’argomento concordatodurante le quaranta ore!E la chimica fu restituita ai Chimici.P.S. a chi telefonerà per primoverrà riconosciuta una Laurea adHonorem nella disciplina di suo maggiorgradimento!!!Dott. Chim. Tullio SciutoGiarre (Catania)CnS - La Chimica nella Scuola177

178Convegni e CongressiCEFIC / ICASEConference 2000Circa 250 operatori del mondo dellaScuola e dell’Industria Chimica sisono incontrati nei giorni 19, 20 e 21di luglio all’Università di York , nell’ambitodel 5th CEFIC / ICASEEducation-Industry PartnershipsConference.Il CEFIC ( European ChemicalIndustry Council) è un’organizzazionecon sede a Bruxelles, che raccogliele Federazioni Europee delle IndustrieChimiche.L’ ICASE ( International Council ofAssociations for Science Education),è una rete a livello mondiale di Associazionie di Istituzioni che si occupanodi Educazione Scientifica, in cuiattualmente 150 organizzazioni di 60Paesi stanno lavorando insieme perfornire materiale di supporto per l’insegnamentodelle materie scientifiche.Questi gli obiettivi del Convegno:- favorire gli incontri tra Scuola e Industriaper una cooperazione teoricae pratica che dia nuove motivazioniall’insegnamento e all’apprendimentodella Chimica;- favorire la diffusione delle iniziativecomuni CEFIC/ICASE nelle scuoled’Europa creando una rete di scambidi informazioni ed esperienze;- comunicare gli obiettivi del programmaResponsabile Care dell’Industriae trovare motivazioni per orientare unmaggior numero di giovani versostudi di tipo chimico;- migliorare l’immagine e il ruolo dellaChimica nell’opinione pubblica.Nell’ambito del Convegno sono statepresentate in un ‘Marketplace’ leiniziative pratiche di collaborazioneScuola-Industria di 15 Paesi Europei,tra cui l’Italia.Gli stands del Marketplace, suddivisiin 5 sezioni, comprendevano temiriguardanti:- iniziative di orientamento per studenti;-supporti per insegnanti volti ad approfondireconoscenze di applicazioniindustriali adatte per un utilizzodidattico;- progetti didattici da inserire neicurricula scientifici della scuola primariae secondaria;- iniziative di comunicazione fra scuole,(dai collegamenti in rete, ai giornalidi istituto).A conclusione del Convegno, i Paesipartecipanti hanno portato ciascuno,in una conferenza conclusiva, uncontributo di idee per continuare leiniziative intraprese e per rinsaldare irapporti di collaborazione che continuerannovia rete fino al prossimo incontro.Ospite di onore del Convegno è stataun’insegnante di Chimica italiana, MichelaPazzanese, quale vincitrice del1° Premio del Concorso “CEFICSCIENCE EDUCATION AWARD2000”Il Concorso, a cui hanno partecipato15 Paesi Europei, premia insegnantidella Scuola Secondaria che con leloro classi elaborano progetti di innovazionenell’insegnamento - apprendimentodella Chimica, prendendospunto dalle realtà locali e in cooperazionecon l’industria chimica.Michela Pazzanese, dell’Istituto TecnicoNautico “ Nino Bixio” di Pianadi Sorrento, ha presentato con la suaclasse, un progetto multidisciplinaredal titolo “Citrus Limonum”.In sintesi, insegnante e studenti, partendodall’albero del limone e da altrepiante aromatiche tipiche dell’areadella penisola Sorrentina, hanno elaboratoun vero syllabus di Chimica,arricchito da molte attività pratichequali : esperimenti di analisi plantare,preparazione di estratti e di liquori,accompagnati da visite a laboratoriindustriali esterni alla scuola, a botteghedi artigianato , erboristerie e farmacielocali , nonché a numerose usciteper la raccolta in loco delle pianteofficinali.Tra le motivazioni del premio i giudicieuropei citano i numerosi collegamenti,insiti nelle attività sopraelencate,tra prodotti naturali, chimica, industriae società , includendo anche riferimentialla storia e alla geografialocale, e alla archeologia.Carla Casale Bordin16th ICCE Budapest5-10 agosto 2000La 16th International Conference onChemical Education si è svolta aBudapest (Ungheria), organizzatadalla Divisione Didattica della SocietàChimica Ungherese. Al convegnohanno partecipato circa 500 insegnantidei quali 316 provenienti da 42paesi diversi dall’Ungheria.Il convegno era articolato in 6 conferenzeplenarie con la partecipazionedi due premi Nobel, 12 conferenzespeciali (keynote lectures), 50 simposicomprendenti oltre 100 contributi,14 workshops e la sessione poster conpiù di 100 contributi.La conferenza di apertura è stata affidataal Prof. Schmidt dell’Universitàdi Dortmund che ha trattato delle concezionisbagliate dei nostri studenti;affascinante è stata la conferenza delProf. Zrínyi dell’Università diBudapest sui progressi della scienzadei materiali. Ha mostrato le frontieredella ricerca sui nuovi materiali, quellifunzionalizzati e quelli “intelligenti”.Come esempio tra i molti, un gel èin grado di rilasciare un farmaco inmodo controllato dalla temperatura.Il Prof. Obendrauf ha presentato unaserie di dimostrazioni di reazioni chimicheche generano gas in piccolascala (con siringhe di 5 - 10 mL) dautilizzare come esperienze di laboratorio.L’auditorium era al completo eun lunghissimo applauso ha mostratol’interesse dei partecipanti ed hapremiato l’originalità e la creativitàmostrata nella realizzazione degliesperimenti. Naturalmente grande interesseha suscitato il Prof. Kroto (titolodella conferenza: Science, a roundpeg in a square world), che per primoha sintetizzato i fullereni (il 4 settembre1985 per la prima volta sono statisintetizzati il C60 e il C70; il Prof. Krotoha “battezzato” il C60 col nome diBuckminsterfullerene in onore dell’architettoR. Buckminster Fuller). Lastoria di questa scoperta parte neiprimi anni 70, dagli studi sui legamimultipli C-S, C-P, C-Si e C-C.Negli anni 1975-78 le lunghe catenedi poliinilcianuri sono state scopertenello spazio interstellare (Via Lattea);così Kroto studiava le caratteristichespettroscopiche di molecole sintetizzatein laboratorio (HC5N,HC7N) e poile cercava nello spazio. È con questiinteressi che nel 1984 ha visitato laRice University di Houston (Texas),CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

dove veniva utilizzata una sorgentedi plasma pulsato per studiare SiC2.Questa notizia ha fatto scoccare lascintilla creativa: sostituendo il carburodi silicio con la grafite si potevasimulare quello che avveniva in unastella al carbonio ed ottenere dellelunghe catene di carbonio. Quasi 18mesi dopo ha potuto eseguire l’esperimentodove è stato ottenuto il C60,facendo il viaggio per il Texas a spesedella moglie! Sarebbe interessanteconoscere l’ambiente scolastico eaccademico che ha dato vita ad unpersonaggio così creativo; come èche dalle nostre parti i premi Nobelper la chimica sono così rari?Per me il congresso è stato di grandeinteresse sia per i temi trattati e per glistimoli che ho ricevuto e sia per lapossibilità di incontrare alcuni nomiimportanti tra quanti sono impegnatinelle ricerche in didattica. Purtroppo,come accade nei congressi internazionali,era impossibile partecipare atutto quanto poteva essere di interesse,così era necessario la sera precedenteorganizzare la giornata seguentee fare delle rinuncie. A questocongresso gli italiani presenti eravamo3; un pò pochini, data l’importanzaeconomica del nostro paese. È veroche partecipare a questi congressi ècostoso, come è vero che in agostoci si deve riposare; ma se non teniamovivo noi che siamo all’universitàl’interesse per la didattica, chi mai lofarà?Nell’insieme la conferenza è statacoinvolgente fino alle conferenzeconclusive, ma è stata anche“spartana”; la cena sociale, unicomomento non scientifico è stata purtroppoun’esperienza di sofferta delusioneper tutti i congressisti.Liberato CardelliniLa 17 a ICCE sarà organizzata dalla SocietàChimica Cinese a Pechino(Beijing), dal 18 al 23 agosto 2002.Per informazioni:Prof. Xibai Qui17th ICCE Secretariatc/o Chinese Chemical SocietyPO BOX 2709Beijing 100080, ChinaTel. 86 10 62568157 - 86 10 62564020Fax: 86 10 62568157e-mail: qiuxb@infoc3.icas.ac.cnI Candidati per il Consiglio Direttivo della Divisione

180FAUSTA CARASSO MOZZI è una insegnante di chimica nella scuola secondaria superiore, attualmente in pensione, ha fatto partedi Gruppi di lavoro ministeriali per la stesura di nuovi programmi e la formazione in servizio. Da tempo è attiva nella SCI dove ha fattoparte di precedenti Direttivi della Divisione di Didattica, ha organizzato i lavori per la produzione del testo per la Scuola Elementaree recentemente ha promosso un progetto di ricerca per la didattica modulare della chimica. I suoi interessi scientifici riguardano gliaspetti metodologico-didattici. Fa parte del gruppo di ricerca sui Modelli di lavoro nella didattica (CIRED Univ.VE). E’ autrice di articolied ha presentato lavori che compaiono negli atti di numerosi convegni nazionali e internazionali. Nell’anno in corso ha avuto per duevolte la docenza nel Modulo di Base dei Concorsi riservati.ROSARINA CARPIGNANO Professore associato di Chimica Organica Industriale nella Facoltà di Scienze MFN dell'Università diTorino. Presidente della Sezione Piemonte-Valle d'Aosta della SCI. Ha fatto parte di commissioni del MPI per la riforma dei programmi:Falcucci (1987), Brocca (1988-90). E' stata membro del Consiglio Direttivo e responsabile del Servizio Sperimentazione dell'IRRSAEPiemonte. Ha organizzato corsi di aggiornamento per insegnanti di Chimica e di Laboratorio di Fisica e Chimica (sperimentazioneProgetto Brocca). Ha collaborato all'organizzazione del X Congresso Nazionale della Divisione di Didattica della SCI (Verbania 6-9novembre 1996). Docente della SISS e attualmente componente del Consiglio Direttivo della Divisione di Didattica (Tesoriere). Autricedi varie pubblicazioni didattiche (Annali della Pubblica Istruzione. La Scuola e l'uomo, Ricerche Didattiche, Didattica della Scienze, CnS)PATRIZIA DALL’ANTONIA vive e lavora a Trieste dove si è laureata in Chimica nel ’76. Ha svolto per un breve periodo lavorodi ricerca presso l’Università prima e poi presso gli Ospedali Riuniti con pubblicazione di lavori su tecniche analitiche oltre a insegnareopresso l’annessa scuola per infermieri professionali. In ruolo nella scuola dall’83, occupa la cattedra di Chimica presso l’ITI, si occupadi prevenzione e contenimento degli abbandoni scolastici e di coordinamento scuole medie - scuole superiori. Svolge attività in ungruppo di ricerca didattica nell’ambito della Sezione F.V.G., ora aderente al C.I.R.D. (Centro Interdipartimentale Ricerca Didattica). Hapresentato relazioni in alcuni convegni della Divisione. Ha superato il concorso per tutor presso la neoistituita Scuola di Specializzazioneper Insegnanti dove svolge anche un insegnamento di laboratorio di didattica di chimica.PASQUALE FETTO Funzionario Tecnico presso il Dipartimento di Chimica "G.Ciamician" dell'Università di Bologna. Preposto allaSicurezza dei laboratori didattici di cui è responsabile. Membro di Commissioni di Concorsi Pubblici presso la stessa Università diBologna. Dal 1985 è corresponsabile della distribuzione del software didattico del Progetto Seraphim. Ha fatto perte del ConsiglioDirettivo della Divisione di Didattica della SCI (Segretario-Tesoriere) per il triennio 1992-94. Dal 1995 è redattore della rivista della SCICnS-La Chimica nella Scuola. Fa parte del gruppo di Didattica della Chimica presso il Dipartimento "G. Ciamicia". Componente dellaCommissione Sicurezza del Dipartimento e coordinatore di vari servizi. Ha organizzato varie Conferenze sull'Insegnamento dellaChimica e ha fatto parte del Comitato Scientifico dell'XI Congresso Nazionale della Divisione (Bari 12-16 dicenbre 1999. Attualmentefa parte del Direttivo della Divisione di Didattica della SCI (1998-2000). Autore di pubblicazioni di carettere scientifico e didattico suriviste nazionali ed internazionali.LIVIA MASCITELLI nata a Rimini l'11 aprile 1955. ha conseguito il Diploma di laurea in Chimica indirizzo organico-Biologiconell'a.a. 1979/80 presso l'Università degli Studi "La Sapienza" di Roma, città ove attualmente risiede. Ha lavorato nell'industria chimicaricoprendo varie qualifiche, in particolare nello sviluppo delle tecniche di automazione del controllo qualità in linee di processo. QualeConsigliere dell'Ordine dei Chimici di Roma-Interregionale Lazio, Umbria, Abruzzo, Molise per il biennio 1996-98 si è occupata inspecial modo delle problematiche legate all'insegnamento della chimica. Ha frequentato la Scuola di Specializzazione ed è attualmentedocente per la classe di concorso 013A- Chimica e tecnologie chimiche. Ha fatto parte del Consiglio Direttivo della Divisione diDidattica della SCI per il Triennio 1998-2000.MARIA VITTORIA MASSIDDA nata il 21/08/1958 e laureata in Chimica nel luglio 1982 presso l’Università degli Studi di Cagliari,è insegnante di ruolo nella scuola secondaria dal 1984; attualmente insegna chimica nel biennio sperimentale e nel triennio biologicosanitariodell’Istituto Tecnico per Attività Sociali “Grazia Deledda” di Cagliari.Nel proprio Istituto ha partecipato ai lavori di diverse Commissioni, è stata referente per l’orientamento scolastico e si è interessata delprocesso di attuazione dell’autonomia. E’ membro effettivo del Consiglio Direttivo della Sezione Sardegna della Società ChimicaItaliana e collabora all’organizzazione regionale dei “Giochi della chimica”.Ha partecipato ai recenti lavori della Commissione Curricoli della Divisione di Didattica della chimica /SCI per la riforma dei cicliscolastici. All’interno del Gruppo di Didattica Chimica Università-Scuola di Cagliari, che coordina dal 1994 sino ad oggi, organizza corsidi aggiornamento per insegnanti della Scuola Secondaria; raccoglie materiali didattici prodotti nelle sperimentazioni e nelle ricercheeffettuate da gruppi italiani o esteri; mantiene contatti con alcuni gruppi di ricerca didattica nell’ambito della chimica e delle altrescienze sperimentali; partecipa a progetti di ricerca e di divulgazione della cultura scientifica in collaborazione con il Dipartimento diScienze Chimiche dell’Università.Ha ricevuto l’affidamento del modulo di Laboratorio di didattica della chimica nella Scuola diSpecializzazione per la formazione degli insegnanti di Scuola Secondaria (SSIS) dell’Università degli studi di Cagliari e inoltre ha svoltoattività didattica nel corso di perfezionamento post-laurea per Insegnanti della scuola secondaria.E’ autrice di pubblicazioni a carattere didattico su Scuola e Innovazione, IRRSAE Sardegna, 1993; Asterischi di fisica, 1994; atti del XCongresso di Didattica della Chimica 1996; La Chimica e l’Industria, 1998; La Fisica nella Scuola, 1999; Annali della PubblicaIstruzione, Le Monnier, 1999; CnS La chimica nella scuola, 2000.E’ intervenuta in qualità di relatrice in corsi di aggiornamento sulla didattica della chimica e sulla progettazione modulare; inoltre è statarelatrice: nel dicembre 1994 al Convegno della SCI/Sardegna e degli ordini dei chimici della Sardegna; nel dicembre 1997 al Seminariodella sezione AIF di Cagliari; nel marzo 1999 al Seminario europeo dell’ITAS “G. Deledda” di Cagliari; nell’aprile 2000 al Congresso dellaSCI/Sardegna; nel giugno 2000 a Rimini al XX Congresso della Società Chimica Italiana.PIERLUIGI RIANI Professore associato di Chimica Fisica presso il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Universitàdegli Studi di Pisa. A parte un periodo di attività nel campo della chimica teorica, dal 1985 si occupa esclusivamente di didattica,rivolgendo la propria attenzione al ciclo dell’obbligo. Ha partecipato a diversi congressi nazionali e internazionali ed ha al suo attivonumerose pubblicazioni sia su riviste scolastiche, sia su “CnS – La chimica nella scuola”. A partire dal 1996 dirige ogni due anni la scuolaestiva “Fondamenti metodologici ed epistemologici, storia e didattica della chimica”, giunta quest’anno alla terza edizione, e cura lastampa dei testi delle lezioni. Fa parte della Commissione Curricoli della DD della SCI; ha fatto parte della commissione ScuolaElementare, partecipando alla stesura del volume “La chimica alle elementari”. Fa parte della redazione di CnS - La Chimica nellaScuola. Dal 1999 è presidente della Sezione Toscana della SCI.CnS - La Chimica nella Scuola Novembre - Dicembre 2000

GIOCHI DELLA CHIMICA 2001Il CalendarioFinali regionali 5 maggio 2001, ore 10:00 (tutte le sedi)Premiazioni regionaliFinale nazionale12 maggio 2001 (nelle sedi)25 maggio 2001 (Frascati)Prova di selezione per XXXIII IChO 26 maggio 2001 (Frascati)Allenamento della squadra italiana qualche giorno prima della partenza(Collegio Borromeo - Pavia). Data indicativa 26 giugno-1 luglioXXXIII IChO data indicativa 2-11 luglio 2001(probabilmente in India, si attende conferma)○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○Tempo di rinnovo○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○Ricordiamo a tutti i Soci di rinnovare l’adesione alla Divisione e di farsi promotoripresso i colleghi non soci affinché si iscrivano.Lo sforzo della Divisione di Didattica e della SCI per contenere le quote associative ele quote di partecipazione ai Convegni e per fornire ai Soci servizi e informazionisempre più puntuali (vedi: Bollettino Elettronico e Sito Web), implica una crescita nelnumero degli associati, i cui effetti andrebbero ben al di là dell’aumento delle entratedovute alle quote associative.Le problematiche su cui la Divisione deve confrontarsi con le altre associazioni peravere il peso che le compete a livello istituzionale necessita di una crescita non solonumerica (anche se i numeri contano).Su questa strada ha operato il direttivo uscente e la stessa strada percorrerà il prossimodirettivo.PRECISAZIONE!!Ho appena letto l'articolo sui Giochi della Chimica, a mia firma, apparso sul numero 4 di C n S.Ho così visto che, per un errore della mia "organizzazione editoriale", non compare il nome del Prof. Luciano Casacciadell'ITI Sobrero di Casale, coautore dell'articolo. Perciò con questa mia precisazione voglio far sapere che l'analisi deirisultati è stata possibile proprio grazie ad un programma che lo stesso Prof. Casaccia ha realizzato e donato allaDivisione di Didattica della SCI. E' stato così possibile sostituire il vecchio programma ormai obsoleto dopo tanti annidi eroico uso. Il Prof. Casaccia è uno dei miei valenti collaboratori nell'organizzazione dei Giochi della Chimica.Mario Anastasia

C n SLA CHIMICA NELLA SCUOLAGIORNALE DI DIDATTICA DELLA SOCIETÀ CHIMICA ITALIANAANNO XXII, 2000REDAZIONEPAOLO MIRONE, Direttore responsabilePASQUALE FETTO, RedattoreCOMITATO DI REDAZIONELORIS BORGHI, LIBERATO CARDELLINI, PASQUALE FETTOPAOLO MIRONE, ERMANNO NICCOLI, RAFFAELE PENTIMALLI,PIERLUIGI RIANI, PAOLO EDGARDO TODESCOCOMITATO SCIENTIFICOALBERTO BARGELLINI, LUCA BENEDETTI, ALDO BORSESE,CARLO BUSETTO, RINALDO CERVELLATI, LUIGI CERRUTI (Presidente della Divisione diDidattica della SCI), FRANCO FRABBONI, MANLIO GUARDO, GIANNI MICHELON,PAOLO MIRONE, EZIO ROLETTO, EUGENIO TORRACCA

INDICE ANNUALEC n SLA CHIMICA NELLA SCUOLAANNO XXII, 2000Gennaio-Febbraio 1- 32Marzo-Aprile 33 - 72Maggio-Giugno 73 - 108Settembre-Ottobre 109 - 140Novembre-Dicembre 141 - 180L’indice annuale di CnS-La Chimica nella Scuola si divide in due parti: l’indice per Autori e l’indice per Sezioni eRubriche. Nell’indice per Autori è riportato sotto il nome del primo autore il titolo del lavoro, il fascicolo, la pagina esono forniti i rinvii per gli altri autori dello stesso articolo. Il secondo indice riporta sotto il nome di ciascuna Sezione oRubrica titolo, fascicolo, pagina e autore dei corrispondenti articoli.INDICE PER AUTORIAAlagona Giuliano, Ghio Caterina. La chimica coni computer. 3, 83Anastasia Mario. Selezioni Nazionali e Olimpiadidel 2000: analisi dei risultati. 4, 131Andreoli Katia, Calascibetta Franco, CampanellaLuigi, Favero Gabriele, Occhionero Francesco.La chimica in un albero-Percorsi didattici basatisulla Chimica delle sostanze di origine vegatale. 2, 40Andreoli Roberto, Contaldi Liliana Strutturaparticellare della materia-Risultati di una indaginecondotta su alcuni gruppi d’insegnanti e futuri insegnanti.3, 97Aquilini Eleonora. Il ruolo del concetto di gas nellacostruzione delle basi della chimica. 5, 149CCalascibetta Franco, - vedi Andreoli KatiaCampanella Luigi, - vedi Andreoli KatiaCardellini Liberato, Johnstone Alex H..Il testsull’associazione di parole nelle scienze. 1, 9Cardellini Liberato, Paolo Mirone. Difficoltà concettualisull’equilibrio chimico: questionario. 4, 123Carasso Mozzi Fausta, - vedi Michelon GianniCattadori Corrado, Andrea Serafini. Nolecole,moli e ...pastine. 5, 169Cerruti Luigi, -vedi Turco FrancescaCervellati Rinaldo, Fetto Pasquale. Effetto di sostanzesottrattrici di Radicali liberi sulla reazione diBriggs-Rauscher. 1, 22Cervellati Rinaldo. I rapporti tra Didattica della Chimica,le altre Didattiche Disciplinari e la DidatticaGenerale. 3, 75Cervellati Rinaldo, - vedi Honer KerstinContaldi Liliana - vedi Andreoli RobertoCosta Giacomo. Oportet ut scandala eveniat: è opportunoche avvengano scandali. 5, 141 - EditorialeDDall’Antonia Patrizia. Realizzazione di uno strumentoper la verifica della seconda legge di Gay-Lussac. 5, 170FFavero Gabriele, - vedi Andreoli KatiaFetto Pasquale, - vedi Cervellati RinaldoFiorentini Carlo, Ezio Roletto. Ipotesi per ilcurricolo di chimica. 5, 158GGhio Caterina, - vedi Alagona GiulianoCnS - La Chimica nella Scuola Indice - Anno XXII, 2000

HHoner Kerstin, Cervellati Rinaldo. Visualizzazionedell’effetto di sostanze sottrattrici di Radicali liberi sullareazione di Briggs-Rauscher. 2, 44JJohnstone Alex H., - vedi Cardellini LiberatoLLanza Pietro. Didattica e studio critico. 1, 3Liberti Arnaldo, Napoli Aldo. Valutazione di indicisulla qualità dell’atmosfera attraverso unasperimentazione didattica. 4, 125MMascitelli Livia. C’è un futuro per i chimici nell’insegnamento?1,1 - EditorialeMassidda Maria Vittoria. Tra didattica e divulgazione:un’esperienza per avvicinare i giovani alla chimica.5,153Mei Amedeo. Costruzione di mappe concettuali inchimica organica per stimolare il controllo dei processidi apprendimento. 3, 91Michelon Gianni, Tollot Maria Grazia,CarassoMozzi Fausta. Prodotti intermediali nelladidattica scientifica. 2, 35Mirone Paolo. Orbitali con svista. 1, 6Mirone Paolo, - vedi Cardellini LiberatoNNapoli Aldo, - vedi Liberti ArnaldoNiccoli Ermanno.Pensieri in ordine sparso. 1, 29Niccoli Ermanno. Riforma scolastica e attività dellaCommissione Curricoli. 2, 33 - EditorialeNiccoli Ermanno.Il dizionario di italodidattichese.2, 48Niccoli Ermanno. Alziamoci in piedi. 3, 107Niccoli Ermanno. Disciplina e interdisciplina: unamessa a punto. 4, 117Niccoli Ermanno.Parliamo ancora di didattichese.4, 136Niccoli Ermanno.Tempo di curricoli. 5, 175OOcchionero Francesco, - vedi Andreoli KatiaPPhillips David. L’ozono: protettore o inquinante? 3, 88RRiani Pierluigi. La chimica, l’orientamento e lascuola di base. 4, 109 - EditorialeRoletto Ezio, - vedi Fiorentini CarloIndice - Anno XXII, 2000SSciolla G., Spezziga M. L’energia in chimica-Un percorsodidattico per il biennio delle superiori. 1, 17Serafini Andrea - vedi Cattadori CorradoSoldà Roberto. I versi di Roberto Soldà. 2, 51Soldà Roberto. I versi di Roberto Soldà. 3, 87Soldà Roberto. I versi di Roberto Soldà. 5, 142Spezziga M, - vedi Sciolla G.TTodesco Paolo Edgardo. Prima attuazione dellaScuola di Specializzazione per l’insegnamento nellaScuola Secondaria (SSIS). 3, 73 - EditorialeTollot Maria Grazia, - vedi Michelon GianniTurco Francesca. Marie Curie, nata MaryaSklodowska.Un profilo biografico e la nota del 12aprile 1898 - I parte. 4, 111Turco Francesca, Cerruti Luigi. Marie Curie, nataMarya Sklodowska. Il contesto conoscitivo e le notedi luglio e dicembre 1898 - II parte. 5, 143INDICEPER SEZIONI E RUBRICHEEDITORIALIC’è un futuro per i chimici nell’insegnamento? 1,1,di Liva MascitelliRiforma scolastica e attività della CommissioneCurricoli. 2, 33, di Ermanno NiccoliPrima attuazione della Scuola di Specializzazione perl’insegnamento nella Scuola Secondaria (SSIS). 3,73, di Paolo Edgardo TodescoLA CHIMICA, l’orientamento e la scuola di base.4, 109, di Pierluigi RianiOportet ut scandala eveniat: è opportuno che avvenganoscandali. 5, 141, di Giacomo CostaDIVULGAZIONE E AGGIORNAMENTODidattica e studio critico. 1, 3, di Pietro LanzaOrbitali con svista. 1, 6, di Paolo MironeProdotti intermediali nella didattica scientifica. 2, 35,di Gianni Michelon, Maria Grazia Tollot, FaustaCarasso MozziI rapporti tra Didattica della Chimica, le altre DidatticheDisciplinari e la Didattica Generale. 3, 75, diRinaldo CervellatiLa chimica con i computer. 3, 83, di GiulianoAlagona, Caterina GhioL’ozono: protettore o inquinante? 3, 88, di DavidPhillipsMarie Curie, nata Marya Sklodowska.Un profilo biograficoe la nota del 12 aprile 1898 - I parte. 4, 111,diFrancesca TurcoMarie Curie, nata Marya Sklodowska. Il contestoCnS - La Chimica nella Scuola

conoscitivo e le note di luglio e dicembre 1898 - IIparte. 5, 143 di Francesca Turco, Luigi CerrutiIl ruolo del concetto di gas nella costruzione dellebasi della chimica. 5, 149 di Eleonora AquiliniESPERIENZE E RICERCHEIl test sull’associazione di parole nelle scienze. 1, 9,di Liberato Cardellini, Alex H. JohnstoneL’energia in chimica-Un percorso didattico per il bienniodelle superiori. 1, 17, di G. Sciolla, M. SpezzigaLa chimica in un albero-Percorsi didattici basati sullaChimica delle sostanze di origine vegatale. 2, 40, di KatiaAndreoli, Franco Calascibetta, Luigi Campanella,Gabriele Favero, Francesco OcchioneroCostruzione di mappe concettuali in chimica organicaper stimolare il controllo dei processi di apprendimento.3, 91, di Amedeo MeiStruttura particellare della materia-Risultati di unaindagine condotta su alcuni gruppi d’insegnanti e futuriinsegnanti. 3, 97, di Roberto Andreoli, LilianaContaldiTra didattica e divulgazione: un’esperienza per avvicinarei giovani alla chimica. 5,153, di Maria VittoriaMassiddaIpotesi per il curricolo di chimica. 5, 158, di CarloFiorentini, Ezio RolettoPAROLE CHIAVE DELLA CHIMICADisciplina e interdisciplina: una messa a punto. 4, 117,di Ermanno NiccoliCOMUNICAZIONI BREVINolecole, moli e ...pastine. 5, 169, di CorradoCattadori, Andrea SerafiniPROBLEM SOLVING FORUMCalcoli stechiometrici. 1, 20Gli studenti risolvono i problemi. 3, 101Difficoltà concettuali sull’equilibrio chimico: questionario.4, 123, di Liberato Cardellini, Paolo MironeLABORATORIO E DINTORNIEffetto di sostanze sottrattrici di Radicali liberi sullareazione di Briggs-Rauscher. 1, 22, di RinaldoCervellati, Pasquale FettoVisualizzazione dell’effetto di sostanze sottrattrici diRadicali liberi sulla reazione di Briggs-Rauscher. 2,44, di Kerstin Honer, Rinaldo CervellatiValutazione di indici sulla qualità dell’atmosfera attraversouna sperimentazione didattica. 4, 125 diArnaldo Liberti, Aldo NapoliRealizzazione di uno strumento per la verifica dellaseconda legge di Gay-Lussac. 5, 170, di PatriziaDall’AntoniaGIOCHI DELLA CHIMICAIl calendario per il 2000. 1, 2.Selezioni Nazionali e Olimpiadi del 2000: analisi deirisultati. 4, 131, di Mario AnastasiaIl calendario per il 2001. 5, III cop.UNO SGUARDO DALLA CATTEDRAPensieri in ordine sparso. 1, 29 di Ermanno NiccoliIl dizionario di italodidattichese. 2, 48 di ErmannoNiccoliAlziamoci in piedi. 3, 107, di Ermanno NiccoliParliamo ancora di didattichese. 4, 136, di ErmannoNiccoliTempo di curricoli. 5, 175, di Ermanno NiccoliCHIMICA E POESIAI versi di Roberto Soldà. 2, 51I versi di Roberto Soldà. 3, 87CONVEGNI E CONGRESSIConsiglio della Divisione di Didattica Chimica dellaFECS. Resoconto 3, 108, di Paolo MironeI lavori della divisione in occasione del XX CongressoNazionale della SCI. Resoconto. 4, 138, di PasqualeFettoPrimo premio al “CEFIC SCIENCE EDUCATIONAWARD” 2000. 5, 178, Resoconto di Carla CasaleBordinDALLA DIVISIONE DI DIDATTICAEDICHEM ‘99 XI Congresso della Divisione - Bari 1999-1,19, Resoconti di Luigi Cerruti, Rinaldo Cervellati,Fausta Carasso Mozzi, Paolo Mirone, RobertoAndreoli, Paolo E. Todesco, Pierluigi RianiCommissione Curricoli-Scuola Primaria, Biennio,Triennio. 2, 55-69Il Bollettino Elettronico - Uno strumento al serviziodegli Insegnanti. 2,71, di Luigi CerrutiLe candidature per il Direttivo della Divisione triennio2001-2003. 4, 138Cenni biografici dei candidati. 5, 179RECENSIONI“Il Bar di Chimica”, di Elisa Rampone Chinni, GiulianaMarmo Gaeta, Federico Brigida - Edizioni Simone.2, 70, recensito da Margherita Venturi“Chimica” di Vincenzo Balzani, Margherita Venturi-Editrice La Scuola- Brescia. 4,122, recensito da LuigiCerruti“Il segreto della chimica” di Giovanni Fochi-Longanesi-Milano. 4, 124, recensito da LuigiCerrutiNOTIZIECostituzione dell’Associazione per la Didattica conle Tecnologie (ADT). 4, 140CnS - La Chimica nella Scuola Indice - Anno XXII, 2000