Chìmica.

Scienza che studia le sostanze (cioè tutte le varie specie di materia esistenti) nella loro costituzione, le loro forme elementari, la loro struttura, la loro trasformazione in altre sostanze secondo fenomeni che sono detti appunto chimici. Per questa sua vastità essa ha contatti con tutte le altre discipline, dalla fisica alla biologia, dall'astronomia all'ingegneria. Benché tutte le civiltà antiche avessero rozze nozioni di c., questa scienza è relativamente moderna; il suo sviluppo su basi razionali ha poco più di un secolo di vita. Ciononostante essa costituisce una delle più vaste branche dello scibile umano e un campo sempre aperto a nuove strabilianti scoperte. Essa è uno dei pilastri su cui si basa la moderna civiltà tecnologica, e il suo sviluppo è stato una condizione senza la quale l'attuale benessere dell'umanità non sarebbe stato raggiungibile. Oggi la c. ci veste, ci nutre, ci fornisce mezzi di trasporto ed energia; la nostra stessa vita - o almeno la sua sussistenza - è legata al verificarsi di complesse reazioni chimiche che avvengono incessantemente nel nostro organismo e in tutta la natura. Nonostante i grandissimi progressi fatti in questo campo, ogni giorno appaiono nuove conquiste e nuovi obiettivi; lo sviluppo della fisica atomica e la migliore comprensione della materia che ne è derivata hanno permesso lo sviluppo della c. teorica - basata essenzialmente su un vasto uso di elaborazioni matematiche - che comincia a dare i suoi frutti. Oggi si può veramente dire che la c. è appena agli inizi. ║ Fisica e C. La c. è stata per molto tempo una parte integrante della fisica ed è divenuta una scienza a parte solo quando le conoscenze chimiche erano abbastanza sviluppate. In effetti il legame tra queste due scienze è molto stretto, tanto è vero che esiste oggi una scienza, detta c.-fisica o fisica-c., che si occupa dei fenomeni sia un punto di vista chimico che fisico. Generalmente si usa però fare una netta distinzione - almeno dove è possibile - fra fenomeni fisici e fenomeni chimici. La materia può esistere in tre diversi stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. Oggi si è propensi ad introdurre un quarto stato, quello di plasma, ma noi ci riferiremo solo ai primi tre. A tutti è noto che l'acqua nelle condizioni in cui si svolge la nostra vita può essere sia liquida sia gassosa (vapor d'acqua) sia solida (ghiaccio). Il passaggio da uno di questi stati ad un altro o cambiamento di stato avviene facilmente; gli studi dimostrano che esso non è accompagnato da variazioni nella natura dell'acqua, ma semplicemente da una diversa disposizione e mobilità delle sue molecole. Si tratta quindi di un fenomeno fisico, che non altera la natura della sostanza. Se però in un po' di acqua resa conduttrice, per aggiunta di qualche goccia di acido solforico o soda caustica, si fa passare una corrente elettrica continua (immergendovi due elettrodi) si vede che l'acqua si trasforma in gas; questo gas anche se raffreddato e compresso non si trasforma più in liquido e tantomeno in acqua. Esso è infatti una miscela di ossigeno e idrogeno; l'esperimento descritto si basa sulla decomposizione dell'acqua negli elementi che la costituiscono, che è un fenomeno chimico. Se però nel gas sopra ottenuto si fa scorrere una scintilla si ha un'esplosione, e il gas che si produce si può ancora condensare: all'analisi risulta ancora acqua. Si è così provocata la reazione di combinazione di ossigeno e idrogeno a dare acqua (fenomeno chimico), che è la reazione inversa di quella di decomposizione sopra descritta. Mentre in un passaggio di stato occorre fornire o togliere calore (e quindi si ha uno scambio di energia termica), nel caso della decomposizione vista si è fornita energia elettrica e si è ottenuta energia termica (il calore liberato durante l'esplosione). Così, per portare un altro esempio, si scaldi un filo di platino all'aria fino a farlo diventare rovente: se lo si lascia raffreddare lo si riottiene uguale a quello di partenza (e dello stesso peso) in quanto si sono avuti solo dei fenomeni fisici. Se invece il filo scaldato è di magnesio, dopo raffreddamento si ha una massa bianca che ha un peso maggiore del filo di partenza: il magnesio ha reagito con l'ossigeno dell'aria (fenomeno chimico) e si è trasformato in ossido di magnesio che è una nuova sostanza. Da questa il magnesio può ottenersi solo con un'altra reazione c.: ad es. trattando la polvere bianca con idrogeno il quale sottrae all'ossido di magnesio l'ossigeno (producendo acqua) e lascia il magnesio metallico sotto forma di una massa porosa. Questa può essere rifusa (fenomeno fisico) e formata di nuovo a filo. Ancora: se si scalda dello iodio (solido rosso bruno) esso scompare in quanto sublima e passa nell'atmosfera; se i vapori che si svolgono si fanno passare su una parete fredda si riottiene però lo iodio solido: l'unica cosa che sarà cambiata è la forma e dimensione dei granelli. Se invece si riscalda del bicromato di ammonio, un sale arancio di formula (NH₄) Cr₂O₇, si liberano dei vapori i quali - condensati in qualsiasi modo - non danno più il prodotto di partenza: il bicromato si è decomposto in ossido di azoto, acqua e una polvere (che non evapora) costituita da cromo metallico. In questo caso il fenomeno è chimico in quanto una sostanza (bicromato) si è trasformata in altre (acqua, ossido di azoto e cromo). Se si ripete questa esperienza con del cloruro ammonico, un sale bianco di formula NH₄Cl, dalla condensazione dei vapori si riottiene il sale di partenza: si direbbe quindi un fenomeno fisico. Si tratta invece di un fenomeno chimico e fisico: infatti il cloruro ammonico sublimando si trasforma in gran parte in ammoniaca NH₃ e acido cloridrico HCl i quali vengono poi ricondensati: durante questa operazione si ha la loro ricombinazione a dare il cloruro ammonico. Questo fatto si può mettere in evidenza in molti modi: anche con metodi puramente fisici si può infatti separare ammoniaca e acido cloridrico dal gas. Come si vede la distinzione - benché abbastanza netta - è tutt'altro che facile e i fenomeni chimici e fisici sono spesso accoppiati. ║ Definizioni base. Nella c. si studiano, come si è detto, le sostanze, cioè i tipi di materia che costituiscono i corpi. Nelle priorità di questi occorre fare una distinzione. La c. infatti si disinteressa delle proprietà cosidette contingenti quali forma, dimensioni, peso, ecc. Così per la c. una bottiglia, un bicchiere, il bulbo di un lampadina, ecc. sono la stessa cosa: ciò che importa è il vetro che li costituisce (che può essere uguale o diverso nei vari casi.) I corpi sono solidi (e quindi è tale la sostanza che li costituisce nelle stesse condizioni) se hanno forma e dimensioni proprie; sono liquidi se hanno dimensioni proprie ma assumono la forma del recipiente in cui si trovano; sono gassosi se assumono forma e dimensioni del recipiente. Questo almeno in prima approssimazione. Le sostanze che compongono i corpi si distinguono in omogenee ed eterogenee. Una sostanza è omogenea se in essa le proprietà fisiche (densità, durezza, trasparenza, assorbimento di radiazioni X o altre, ecc.) sono uguali in ogni punto. Una sostanza è eterogenea se esistono in essa almeno due punti tra i quali almeno una proprietà fisica ha valori diversi. In una sostanza eterogenea si possono a volte distinguere delle regioni omogenee: essa può inoltre essere considerata omogenea rispetto ad una sola o ad alcune proprietà fisiche. Alcune sostanze eterogenee possono essere separate con operazioni meccaniche (macinazione, levigazione, flottazione, forze magnetiche, ecc., ma esclusi i cambiamenti di stato) in parti più piccole omogenee almeno ad una ad una, che sono dette fasi. In tal caso la materia di partenza è detta miscuglio. Ad esempio il granito è costituito da una miscela di cristalli di mica (visibili ad occhio nudo), quarzo, apatite e ortoclasio; un pezzo di granito può essere macinato e le 4 fasi dette possono essere separate. Allo stesso modo una dispersione di goccioline di olio in acqua può essere separata in due fasi omogenee (olio e acqua) lasciandola a riposo o centrifugandola, e così via. Naturalmente occorre fissare una dimensione in quanto a livello molecolare o atomico tutte le sostanze sono eterogenee: generalmente si considerano omogenee quelle sostanze nelle quali non si osservano differenze anche in punti distanti fra loro solo 10 o 100 Å. Questa è quindi la dimensione minima che può avere una fase. Le sostanze omogenee si distinguono in individui chimici e soluzioni. Gli individui chimici mantengono la loro individualità attraverso tutte le trasformazioni fisiche (cambiamenti di stato o di forma, ecc.); la loro composizione è fissa e costante e non può essere variata nemmeno minimamente (altrimenti si trasformerebbero in altri individui chimici). Le soluzioni sono invece una miscela omogenea di almeno 2 individui chimici: la loro composizione può essere variata a piacere almeno entro certi limiti più o meno ampi secondo i casi. La loro caratteristica principale è che si possono separare negli individui chimici che le compongono per mezzo di trasformazioni puramente fisiche (evaporazione, cristallizzazione, fusione, sublimazione, condensazione, ecc.). Ad esempio l'acqua (distillata) è un individuo chimico: se in essa sciogliamo del cloruro sodico otteniamo una soluzione. Da essa però si può riottenere acqua pura per evaporazione: sul fondo del recipiente rimane il cloruro sodico che si era introdotto. Gli individui chimici sono in numero grandissimo (si parla di due milioni e oltre già conosciuti; quelli pensabili sono infiniti) e si dividono in due grandi classi: gli elementi e i composti. Gli elementi - dei quali ne sono oggi noti 103 - sono degli individui chimici che non possono essere decomposti in altri individui chimici con mezzi puramente chimici; essi sono infatti costituiti da atomi fra loro tutti uguali. Essi, combinandosi fra loro in vario modo e in vari rapporti, danno origine a tutti i composti, i quali però possono sempre essere di nuovo decomposti con mezzi chimici negli elementi che li costituiscono. L'operazione di formazione di composti a partire dagli elementi si chiama combinazione o sintesi; quella opposta si dice decomposizione o analisi. Gli elementi chimici sono organizzabili in una tavola detta di Mendeleev, che ne mostra la periodicità, derivante dalla loro stessa costituzione. Non è escluso che il loro numero possa aumentare. • St. - Come la maggior parte delle scienze applicate anche la c. si può pensare nata in Cina: in questa nazione già 5.000 anni prima della nascita di Cristo vi erano delle nozioni - affatto sperimentali - di c. applicata, sotto forma di ricette per la produzione e il trattamento di seta, carta, polvere pirica, ecc. Le tappe principali dell'evoluzione dell'uomo sono legate proprio allo sviluppo di certe conoscenze di c. applicata o, se si vuole, di metallurgia: dall'età del bronzo a quella del ferro e successivamente fino all'era attuale dell'acciaio e dell'energia atomica. La ricerca dei popoli primitivi era volta al ritrovamento di metalli che potessero servire per la produzione di utensili e armi; in seguito si diffusero le conoscenze necessarie per la fabbricazione del vetro, di coloranti, di medicamenti, ecc. Tutte queste conquiste richiedevano la conoscenza delle condizioni in cui si poteva provocare una certa reazione chimica, proprio come la scoperta della combustione - o se si vuole - del fuoco. La fabbricazione - antichissima - della birra è un esempio di processo chimico tuttora in auge senza grandi modificazioni; lo stesso dicasi della preparazione di bevande (vino) e di aceto per fermentazione di succhi naturali zuccherini. Naturalmente tutte queste nozioni erano puramente empiriche. I primi a tentare uno studio - se così si può dire - razionale della c. furono i Greci. Essi non portarono nessun contributo alle conoscenze, dato il punto di vista filosofico e speculativo con cui affrontarono questo campo (la c. è stata fino ai nostri giorni una scienza essenzialmente sperimentale) ma lasciarono ai posteri due grandi concetti: quello di elemento e quello di atomo. Empedocle (V sec. a.C.) affermava che tutta la materia era costituita da quattro elementi (terra, aria, acqua, fuoco) i quali si trovavano in certe condizioni (oggi si potrebbe suggerire la parola stati) descrivibili con due degli aggettivi seguenti: caldo, freddo, secco, umido. Il concetto di atomo si va evolvendo e precisando attraverso le opere di Leucippo (V sec. a.C.) e di Democrito (460-370 a.C.) che furono poi riprese dal romano Lucrezio (99-55 a.C.). Ancora oggi l'atomo - almeno in c. elementare - è definito come una particella elementare indivisibile. La scienza - se così la si può chiamare - da cui deriva la c. è l'alchimia. Essa nacque probabilmente presso gli Arabi (il suo nome deriva dall'arabo) ed ebbe molti cultori in Europa durante tutto il Medioevo e anche dopo (dal IV al XVI sec.). Lo scopo principale degli alchimisti era la trasformazione di un "elemento" in un altro e in particolare la trasformazione in metalli preziosi di metalli o materie vili. Naturalmente erano destinati a fallire (la trasformazione di un elemento in un altro è possibile solo con reazioni nucleari), ma a volte riuscirono apparentemente a produrre piccole quantità di oro (presente come impurezza nel materiale di partenza) al seguito di lunghe elaborazioni. Ciò spiega la perseveranza degli alchimisti, che senza dubbio contribuì se non altro a creare una certa esperienza nella manualità chimica, oltre a portare alla scoperta di alcuni elementi e di vari sali. Nel tardo Medioevo si sviluppò un'altra importante scienza (o pseudo-scienza): la iatrochimica o c. dei medicamenti. Senza dubbio una grande influenza su questo nuovo corso è dovuta all'opera del medico Teofrasto Paracelso (1493-1541) il quale attribuiva la buona salute o l'insorgere di malattie al buon decorso dei processi chimici dell'organismo. Data questa premessa, la guarigione da una malattia poteva ottenersi solo con mezzi chimici i quali favorissero il ritorno dell'organismo al suo normale funzionamento. Lo scopo della c. era quindi la ricerca di questi medicamenti: la iatrochimica può essere senz'altro considerata la madre dalla farmacologia o della c. farmaceutica, dato che molti dei rimedi (specialmente estratti vegetali o animali) suggeriti dai seguaci di Paracelso sono tutt'ora in uso. I primi studi effettivi della c. nacquero solo con l'applicazione del metodo sperimentale di Galileo. Nonostante i molti studiosi che ebbero felici intuizioni, la nascita della c. come vera scienza si colloca nel XVII sec.: ne è considerato padre lo studioso inglese Robert Boyle (1626-1691) il quale si dedicò soprattutto alla pneumatica, cioè allo studio delle proprietà dei gas. Uno dei problemi che suscitò la maggior quantità di polemiche fu la teoria della combustione e dell'ossidazione dei metalli durante la calcinazione. Come i combustibili bruciavano nell'aria, lo stesso alcuni metalli in polvere (rame, stagno, piombo, zinco, ecc.) se scaldati all'aria si trasformavano in una massa polverulenta, non più metallica, che veniva detta calce. Si suppose che i combustibili - e i metalli detti - contenessero un'essenza di infiammabilità, che fu chiamato flogisto. Le reazioni venivano quindi spiegate con la perdita del fiogisto, e in particolare:

combustibile → ceneri + flogisto
metallo → calce + flogisto

Le sostanze che davano poche ceneri (come il carbon fossile o quello di legna) erano molto ricche in flogisto. Anche la reazione di riduzione a metallo degli ossidi da parte del carbone veniva spiegata immaginando che questo cedesse alla calce del flogisto, e quindi si scriveva:

calce + flogisto → metallo

in accordo con quanto detto prima. Quando nel 1766 H. Cavendish scoprì l'idrogeno si credette di aver trovato il flogisto puro: esso infatti brucia nell'aria senza dare alcun residuo solido ed è capace di ridurre gli ossidi a metallo. Nel 1756 però già il russo Lomonosov aveva affermato che i processi di ossidazione dei metalli e la combustione dovevano spiegarsi mediante una combinazione dei combustibili o del metallo con particelle di aria (oggi si direbbe dell'ossigeno contento nell'aria). Solo con Lavoisier (1743-1794) questo fu però chiaro; questo studioso diede per primo una base quantitativa alla c. con la legge della conservazione della massa. Successivamente (1803) vi fu un grande passo avanti con l'introduzione della teoria atomica ad opera di J. Dalton al quale è dovuto anche il concetto di peso atomico che tanta importanza ha in c. A questo punto persisteva però una notevole confusione fra atomi e molecole, eliminata solo ad opera dell'italiano Amedeo Avogadro, che enunciò nel 1811 il suo famoso principio. Successivamente, un altro italiano, Stanislao Cannizzaro, enunciò un criterio di scelta del peso atomico fra tutti i possibili multipli del peso di combinazione di un dato elemento. Contemporaneamente era proseguito un immenso lavoro di identificazione e studio di elementi e composti: fra tutti gli studiosi merita di essere ricordato in primo luogo lo svedese J.J. Berzelius il quale da solo determinò il peso atomico di ben 46 elementi e la composizione di circa 2.000 composti. Nel 1852 E. Frankland introdusse il concetto di valenza, su basi sperimentali, che oggi posa invece sulla stessa struttura dell'atomo. A.M. Butlerov si rifece a questo concetto ma lo applicò in c. organica, mostrando che la composizione elementare non basta ad individuare completamente una sostanza. Il prossimo grande passo fu la scoperta dell'esistenza di una legge periodica che regola le proprietà degli elementi secondo il loro peso atomico (oggi ci si riferisce al numero atomico). Ad essa giunsero contemporaneamente in modo indipendente Lothar Meyer e Dimitri Mendeleev (o Mendelejeff) nel 1869. L'organizzazione del russo Mendeleev è però più completa, tanto che il suo autore poté prevedere l'esistenza e le proprietà di alcuni elementi (scandio, gallio e germanio) che non erano ancora stati scoperti. Ad H.G. Hess è dovuto (1840) l'enunciato della legge che ne porta il nome e che costituisce il cardine della termochimica, in quanto esprime il principo di conservazione dell'energia in termini validi per le reazioni chimiche. Nel 1833-34 M. Faraday enunciò le leggi che reggono l'elettrolisi e formulò il concetto di ione che fu poi ripreso da S. Arrhenius nella sua teoria della dissociazione. Questo autore è anche il padre della cinetica c. Ad H.J. Van't Hoff si deve uno studio approfondito delle soluzioni, con particolare riguardo alla pressione osmotica, e la famosa analogia fra le molecole di soluto e quelle di gas. Le definizioni di fase, sistema, ecc. e uno studio quantitativo della cinetica c. (anche nei sistemi eterogenei, e quindi con scambio interfase) è dovuta a J.W. Gibbs, che è considerato il fondatore della c.-fisica, e della termodinamica c. Particolarmente importante è la sua regola delle fasi, che permette di stabilire i gradi di libertà di un sistema chimico-fisico. Degli sviluppi successivi è quasi impossibile parlare, tanto furono rapidi e tanti furono gli illustri studiosi. Le strutture delle molecole sono state indagate a fondo con molti strumenti, tanto che se ne possono ormai fare dei modelli geometrici precisi; nuovi elementi sono stati scoperti, fra i quali diversi sono stati creati in laboratorio; molte sostanze naturali assai complesse sono state sintetizzate, e così via. Oggi non siamo lontani dal giorno in cui la c. saprà leggere - con l'aiuto di molte altre discipline e di tecniche oltremodo raffinate - dalle molecole di DNA di una singola cellula di un neonato quale sarà il suo aspetto futuro e forse anche altre informazioni. La meravigliosa avventura della c. è appena agli inizi; tutte le conquiste dell'uomo, anche la conquista recente della Luna, sono condizionate da questa scienza. Domani forse - se le teorie di Malthus si dimostreranno vere come oggi sembrano - la c. verrà in aiuto dell'uomo fornendogli tutto il cibo necessario per la sua sostentazione. ║ Leggi fondamentali della c. Ci si limita naturalmente a citare solo le principali (che nello stesso tempo sono anche le più semplici): a) Legge della conservazione della massa. Dice che in ogni reazione chimica la massa dei prodotti uguaglia quella dei reagenti. Ciò perché nella reazione chimica non si ha né creazione né scomparsa di materia, ma semplicemente un riarrangiamento di atomi che assumono una nuova disposizione, in quanto si trasformano alcune specie chimiche in altre specie. Ad es. se si brucia del carbone con ossigeno, si può dire che il peso del carbone bruciato più quello dell'ossigeno consumato è uguale al peso complessivo dei prodotti della combustione (ceneri, acqua, anidride carbonica, ossido di carbonio e altri eventuali). In realtà è oggi dimostrato che questa legge è solo una prima approssimazione, che cade in grossolano difetto nelle reazioni atomiche. Infatti ogni reazione chimica è accompagnata da assorbimento di calore (reazione endotermica) o da svolgimento di calore (reazione esotermica). Si prenda ad es. il secondo di questi casi: la fisica atomica insegna che la distinzione fra materia ed energia è formale, e che quindi al calore liberato dalla reazione deve corrispondere una variazione di peso in quanto il peso complessivo dei prodotti è minore di quello dei reagenti. Date le energie in gioco nelle reazioni chimiche, questa variazione di peso è però tanto piccola da non essere riscontrabile nemmeno con la bilancia più raffinata esistente. Non è così invece nelle reazioni atomiche, date le grandissime energie in gioco. b) Legge delle proporzioni definite e costanti o di Proust. Secondo questa in ogni combinazione di due o più elementi a dare un certo composto, gli elementi reagiscono in proporzioni fisse, ben definite e costanti. c) Legge di Dalton. Dice che, quando due elementi si combinano fra loro in diversi rapporti (a dare altrettanti composti diversi), le quantità di un elemento che si combinano con una stessa quantità dell'altro stanno fra loro in rapporti razionali semplici. Così ad esempio l'ossigeno può combinarsi con l'azoto a dare 5 diversi composti; la quantità minima che se ne combina con un grammo di azoto è 0,5711 grammi. Le altre quantità stanno a questa come 2:1, 3:1, 4:1, 5:1. d) Legge dei pesi di combinazione. E una legge più generale, nella quale le due precedenti sono contenute come casi particolari. Si enuncia così: il rapporto fra i pesi di due elementi A e B che si combinano con uno stesso elemento C è costante, ed è pari al rapporto con cui A e B si combinano eventualmente fra di loro. Ciò significa che - assunto arbitrariamente un certo peso di un elemento come riferimento - si possono attribuire a tutti gli elementi dei pesi equivalenti, secondo i quali (o secondo multipli di questi) tutti gli elementi si combinano. Ad esempio la quantità di cloro e la quantità di bromo che si combinano con un metallo a dare il cloruro e il bromuro rispettivamente stanno fra loro nel rapporto 1:2,2539, indipendentemente dal metallo considerato. e) Legge di Gay-Lussac o delle combinazioni gassose. Vale per reazioni fra gas, e si enuncia in questo modo: se due gas si combinano fra loro per dare un nuovo composto, lo fanno in rapporti volumetrici semplici e razionali; se il composto prodotto è esso pure gassoso il suo volume sta in rapporto razionale e semplice con quelli dei gas reagenti. f) Principio di Avogadro. Dice: uguali volumi di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono ugual numero di molecole. Questo numero, detto numero di Avogadro, si è poi trovato per varie vie e vale 6,02257 x 10²³. Di conseguenza una mole di un qualsiasi composto allo stato gassoso alla pressione di 760 mm Hg e alla temperatura di O °C occupa un volume di 22,4135 litri. Di qui viene un semplice metodo per la determinazione del peso molecolare di un composto qualsiasi vaporizzabile; basta pesarne un certo volume allo stato gassoso. Nello stesso modo si può prevedere la densità di un composto (di cui è noto il peso molecolare) allo stato gassoso. g) Regola di Cannizzaro. Serve per sapere esattamente il peso atomico di un elemento, o meglio, a dire se esso è uguale al suo peso di combinazione o ad un suo multiplo (e quale). Per fare ciò occorre esaminare quanto più possibili specie chimiche in cui questo elemento compare, e vedere quanti grammi di questo elemento si trovano in una mole di ognuno dei composti. Il numero più piccolo fra quelli trovati si assume come peso atomico dell'elemento. Il rapporto fra il peso atomico dell'elemento e il suo peso di combinazione in un certo composto è detto valenza dell'elemento in quel certo composto. Come unità di misura dei pesi di combinazione si usò in un primo tempo l'idrogeno, che fra i vari pesi ha quello più piccolo. In seguito si assunse l'ossigeno (il cui peso di combinazione si pose uguale ad 8). Oggi si usa una scala diversa (basata sull'isotopo 12 del carbonio) più precisa. h) Legge di Van't Hoff. Dice: la pressione osmotica esercitata da una quantità fissata di una sostanza in un certo volume di solvente è uguale (numericamente) alla pressione che avrebbe quella sostanza se fosse gassificata in un volume uguale a quello del solvente. i) Leggi di Faraday. Sono tre, e si enunciano: 1° la quantità di un qualsiasi elettrolita che è decomposta dal passaggio di corrente elettrica in esso è proporzionale alla carica circolata nell'elettrolita; 2° una stessa carica circolata separa in diversi elettroliti quantità chimicamente equivalenti di differenti sostanze (cioè quantità di sostanze proporzionali ai loro equivalenti); 3° per separare un equivalente di una qualsiasi sostanza (cioè ad es. 1,008 grammi di idrogeno o quantità equivalenti di altre sostanze) è necessario far circolare esattamente 96,487 coulomb. ║ Indirizzi della c. La mole sempre più vasta di conoscenze (ogni anno vengono ormai pubblicati più di 2.000.000 di articoli, libri, brevetti, ecc. nel campo delle ricerche o tecnologie chimiche) ha costretto lo specializzarsi della c. in branche che sono in numero notevole. Il processo d'altronde è automatico, dato che la specializzazione dei ricercatori e dei laboratori diventa una necessità sia per la grande mole di conoscenze che sono già necessarie per operare in un singolo campo, sia per la complessità delle apparecchiature necessarie per operare in un singolo settore. La prima suddivisione della c. è stata in c. generale (che tratta delle leggi fondamentali e dei concetti generali), c. inorganica e c. organica o c. del carbonio. La prima si occupa dello studio dei composti che derivano dalla combinazione fra di loro di tutti gli elementi, eccetto quelli in cui il carbonio gioca un ruolo dominante; la c. organica invece si occupa dei composti del carbonio con pochi altri elementi. La distinzione non ha più il significato che aveva nei primi decenni del secolo scorso (quando si credeva che le sostanze cosiddette organiche fossero sintetizzabili solo da organismi viventi). Come ausilio di queste branche nacque ben presto la c. analitica, che ha per scopo la ricerca dei metodi di riconoscimento, determinazione quantitativa e di dosaggio delle sostanze. Essa si avvale oggi di moltissimi strumenti. Nei fenomeni al limite fra la c. e la fisica, la studio quantitativo delle reazioni chimiche e degli equilibri chimici è oggetto della c.-fisica; questa si avvale moltissimo della termodinamica e della cinetica c., che studia la velocità con cui avvengono le reazioni e i loro meccanismi. La biochimica, o c. biologica, si occupa dello studio delle reazioni interessanti i processi vitali nelle piante e negli animali. La c. farmaceutica si occupa della ricerca di sostanze medicinali naturali o sintetiche; essa è assistita dalla c. tossicologica che studia gli effetti di queste sostanze sugli organismi viventi. La c. agraria si interessa dei problemi che riguardano l'agricoltura e l'allevamento. La c. industriale si occupa della ricerca delle condizioni in cui, a partire da materie prime disponibili, si possono fabbricare tutti i prodotti utili al nostro benessere, e della progettazione di massima degli impianti necessari a queste trasformazioni; la realizzazione degli impianti è affidata all'impiantistica c. L'elettrochimica si occupa dei fenomeni chimici in cui si ha produzione o assorbimento di corrente elettrica. La fotochimica si occupa dei problemi chimici in cui interviene la radiazione luminosa. La geochimica studia la composizione chimica del nostro pianeta, la distribuzione degli elementi su di esso, ecc. La c. mineralogica si occupa invece dello studio da un punto di vista chimico dei minerali, dell'indagine su giacimenti sfruttabili, ecc. La c. applicata si interessa delle tecnologie necessarie per la fabbricazione di un dato prodotto; essa si specializza ulteriormente in metallurgia, c. delle materie plastiche, delle fibre tessili, del legno, delle fermentazioni, dei materiali da costruzione, delle gomme, ecc. La c. nucleare si occupa delle reazioni atomiche e delle trasformazioni e della utilizzazione dei minerali radioattivi, oltre che di fenomeni in cui intervengono radiazioni ad elevato contenuto energetico. La c. teorica, utilizzando i metodi della meccanica atomica, cerca di prevedere con calcoli le proprietà e la possibilità di esistenza di certi composti; essa elabora anche - dove possibile - basi teoriche in sostituzione di quelle sperimentali, e migliora la comprensione di certi fenomeni chimici. Lo studio della struttura delle molecole e degli ioni è oggetto della strutturistica c. Esistono poi altre branche della c. che si tralasciano o perché molto specializzate o perché si possono far rientrare in una di quelle citate (ad es. la termochimica rientra nella c. fisica).

TABELLA CRONOLOGICA DELLA SCOPERTA DEI PRINCIPALI ELEMENTI CHIMICI
Elemento	Simbolo	Scopritore e data d'isolamento
Oro Carbonio Rame Stagno Argento Zolfo Ferro Piombo Mercurio Zinco Antimonio Fosforo Arsenico Cobalto Platino Nichel Idrogeno Azoto Ossigeno Cloro Uranio Titanio Cromo Potassio Boro Calcio Iodio Silicio Alluminio Bromo Torio Vanadio Elio Fluoro Radio Neon Polonio Afnio Tecnezio Nettunio Plutonio Curio Lorenzio Kurciatovio	Au C Cu Sn Ag S Fe Pb Hg Zn Sb P As Co Pt Ni H N O Cl U Ti Cr K B Ca I Si Al Br Th V He F Ra Ne Po Hf Tc Np Pu Cm Lw Ku	Noto nella preistoria Noto nella preistoria Noto nella preistoria Noto nella preistoria Noto nell'antica Roma Noto nell'antica Roma Noto nell'antica Roma Noto nell'antica Roma Noto nell'antica Roma Noto nel Medioevo Basilio Valentino (XV sec.) H. Brand (1669) N. Lémery (1685) G. Brandt (1735) A. de Ulloa (1735) A.F. Cronstedt (1751) H. Cavendish (1766) D. Rutheford (1772) J. Priestley (1774) C.W. Scheele (1774) M.H. Klaproth (1789) W. Gregor (1791) L.N. Vauquelin (1798) H. Davy (1807) H. Davy - Gay Lussac - Thenard (1807) H. Davy (1808) Courtois (1811) – Gay Lussac (1815) J.J. Berzelius (1823) H. Oersted (1825) A.J. Balard (1826) J.J. Berzelius (1828) Sefstrom (1830) Lockyer – Frankland (1868) M. Moissan (1886) Coniugi Curie (1898) Ramsay – Travers (1898) M. Curie (1898) Urbain (1923) Perrier – Segre (1937) McMillan – Abelson (1940) Seaborg – McMillan (1940) Seaborg (1944) Ghiorso e coll. (1961) Flerov e coll. (1967)