REAZIONI CHIMICHE E COSMOLOGIA

Di Paolo Manzelli LRE@UNIFI.IT ( chimica divulgativa per concezioni anticipative di nuove conoscenze)

                Le reazioni chimiche avvengono con una stretta correlazione con la gravitazione universale, infatti e’ noto che molte reazioni producono precipitati chimici che, come la pioggia, cadono sul fondo della provetta dove si fa avvenire la reazione. Dato che le reazioni di precipitazione chimica a volte stentano a produrre un precipitato e spesso la forma del precipitato si differenzia qualitativamente in una struttura delle aggregazioni molecolari di tipo ad es. Flocculento o Pulverulento, il Prof. Giorgio Piccardi , ritenne dover indagare da cosa dipendessero tali fenomeni di cambiamento qualitativo nel tempo e nella forma delle precipitazioni , le quali come nella pioggia possono assumere varie note forme di liquido o di neve strutturata nelle piu’ fantastiche  organizzazioni frattali o di piu semplici chicchi di grandine .

                Cosi come la neve ed il ghiaccio dei ghiacciai rappresenta uno dei più importanti archivi delle variazioni globali della atmosfera della terra, che in ultima analisi vanno a dipendere dalle condizioni cosmiche ed in particolare dalle variazioni dei campi elettromagnetici e/o gravitazionali del sole;  cosi Piccardi  su scala temporale più breve volle analizzare una registrazione accurata delle variazioni qualitative della forma della velocita’ delle precipitazioni di varie reazioni chimiche, durante le varie stagioni dell’ anno, esplorando giornalmente in modo sistematico la velocita’ di precipitazione e la altezza della sedimentazione, per un periodo che duro’ circa trenta anni, convinto che la dimensione del tempo rimanesse inscritta nelle reazioni chimiche in termini riconoscibili di informazione e quindi di memoria.

                In particolare le ricerche di Giorgio Piccardi si focalizzarono sulla precipitazione dell’ Ossicloruro di Bismuto, che infatti puo’ presentarsi come un precipitato “flocculento” (similmente alla Neve) o “polverulento” ( simile alla Grandine) .  Piccardi scopri una regolarita’ del cambiamento di forma e della velocita’ di sedimentazione chimica dell’ Ossicloruro di Bismuto , che risultava strettamente dipendente dalle variazioni del numero e la estensione delle macchie solari e probabilmente anche da altri influssi cosmologici. Di fatto dalla analisi dei cambiamenti osservati dalla precipitazione effettuate nelle sue provette il Prof. Piccardi riusciva a riconoscere ed anticipare quali fossero le variazioni osservabili sulle le macchie solari, le quali, come gia aveva osservato Galileo Galilei, appaiono piu’ o meno scure per un effetto di contrasto di luminescenza; infatti le macchie solari sembrano oscure perché la loro temperatura è inferiore a quella fotosferica. Questa correlazione tra precipitati chimici e influenza del campo elettromagnetico e/o gravitazionale della stella piu’ vicina a noi , riconoscibile statisticamente dalle variazioni di forma e di velocita’ delle precipitazioni chimiche, condussero il prof. Piccardi ad interessarsi di altri fenomeni di reazione, che si rendono direttamente visibili durante il processo dinamico prima che la trasformazione vada ad assumere un nuovo equilibrio , tra essi il Prof. Piccardi si interesso’ agli Storm-Glass , ed inoltre di tutta una serie di reazioni  note col nome di “Reazioni Chimiche Oscillanti” e dei “Precipitati Ritmici” , denominati Anelli di Liesegang.

                Gli “Storm-Glass”sono detti anche “Barometri Chimici”, e sono noti fin dai tempi della Alchimia, ma ancora oggi privi di una semplice spiegazione scientifica, pur essendo facilmente riproducibili; infatti  si ottengono con una soluzione Idro-alcolica di Canfora con aggiunta di nitrato di ammonio; tale soluzione posta in una provetta chiusa tenuta in ambiente a temperatura costante , mostra variazioni di cristallizzazione della canfora che servono a prevedere le condizioni climatiche .Per Piccardi tutti i processi auto-catalitici ed in particolare quelli rappresentati dalle reazioni di Belousov-Zhabotinskii ,(questi ultimi erano scienziati Russi a lui noti per le sue ampie relazioni internazionali, ma che all’ epoca - attorno agli anni successivi della seconda Guerra Mondiale- furono poco noti nell’ ambiente scientifico internazionale), sembrarono essere un anello molto importante per correlare chimica e bio-chimica, come era nelle stesse intenzioni del chimico Boris Belousov, il quale dalla osservazione di tali reazioni oscillanti cercava di riprodurre in provetta un modello semplificato di sistema chimico utile ad approfondire la comprensione delle reazioni del piu’ complesso ciclo  di KREBS,; quest’ ultime hanno una funzione biologica vitale in quanto completano la scissione metabolica delle molecole provenienti dalla alimentazione. Infatti tali dinamiche non lineari di reazione sono comunemente note come “Reazioni dell’ Orologio” , proprio per il fatto che, se mantenute in condizioni esterne di temperatura e pressione costanti, la trasformazione da reagenti a prodotti dura un periodo di tempo assai preciso che e caratteristico di ciascun tipo di reazione. In effetti la dinamica dei processi di “auto-organizzazione catalitica” delle reazioni chimiche oscillanti e pur sempre  un fenomeno assai complesso che indica la necessita’ di una migliore concezione del “Tempo come Coordinata di Informazione”. Comunque al fine di evitare un atteggiamento filosofico di cui non si sentiva troppo competente, il Prof. Piccardi, preferi’,  limitarsi a studiare  sperimentalmente sistemi ancor piu’ semplici, quali sono le reazioni di precipitazione di cristalli periodici , che avvengono con maggior lentezza, essendo incluse in  un sistema inerte ( ed es:  gel del tipo di quello utilizzato in fotografia)  , cosi che le reazioni chimiche oscillanti generano delle strutture  di precipitazione periodica in forma di anelli dette Anelli di Liesegang, dando quindi maggior visibilita’ alla dinamica del processo di reazione.

                Ricordo che Raphael Eduard Liesegang (1869-1947) era un chimico e fotografo che per primo
descrisse nel 1896 cio che succedeva ad un precipitato in Gel nelle reazioni fotochimiche.  Egli osservo’ infatti che se provava a diminuire la concentrazione del Cloruro d’ Argento, (che viene ridotto per azione fotochimica della luce in granuli  d’ Argento, i quali si depositano nelle foto in bianco e nero creando il contrasto che rende visibile l’ immagine), in tal  caso  il precipitato si polverizzava finemente, creando un alone organizzato in anelli concentrici, che rendevano molto sfumata l’ immagine. Successivamente con la microscopia elettronica si vide che anche il granulo di argento di dimensione ottimale per la visibilità della foto, ha pur sempre una struttura organizzata come una “Cipolla” per strati sovrapposti. Pertanto la struttura del granulo condensato si presenta come se contenesse tutti gli anelli visibili nella polverizzazione del deposito di  argento, fossero successivamente sovrapposti in una struttura compatta. Altri studiosi hanno ritenuto che quando il precipitato diviene molto pulverulento e gli anelli si espandono , quanto sopra possa essere spiegato inseguito alla  interazione tra i “moti browniani” delle particelle nel GEL e le deboli onde gravitazionali che ne provocano precipitazione ritmica; cosi mentre il granulo piu’ pesante non subisce effetti di tipo oscillatorio tali da descrivere la disposizione del precipitato in anelli concentrici, come puo’ fare un sasso nel generare le onde in un laghetto, altresi’  il precipitato pulverulento si distribuisce secondo una probabilità indotta dalla azione gravitazionale in una forma ritmica di deposizione.

                Giorgio Piccardi , pur conoscendo ed avendo osservato tali fenomeni chimici di precipitazione periodica sperimentalmente ben noti da tempo e facilmente riproducibili, si rese conto che era necessaria una interpretazione non convenzionale del significato del Tempo inteso come informazione e che cio’ avrebbe generato una rivoluzione del paradigma scientifico proprio della scienza contemporanea . Egli tratto’ il tema del “TEMPO COME COORDINATA di INFORMAZIONE” facendo presente l’ errore storicamente commesso dalla scienza meccanica, piu’ propria della societa’ industriale, nell’ aver separato il “tempo cronologico dal tempo biologico naturale”, diversamente da come era stato concepito dal mondo rurale; ma purtroppo si accorse di avere molte piu’ critiche che collaborazioni per delineare quel nuovo paradigma cognitivo necessario per  superare le concezioni riduzionistiche del meccanicismo scientifico , cosi da far avanzare ulteriormente la scienza come un fenomeno universale innovativo di condivisione del sapere.  Pertanto il Prof. Piccardi ritenendo  che la memoria storica, se letta come conservazione cognitiva, riesca a falsare ogni percezione oggettiva del reale, ritenne che la scienza necessiti di essere continuamente riletta nei suoi fondamenti cognitivi, per poter  prevedere ulteriori soluzioni creative, e concluse che cio’ e’ possibile  solo a partire dall’ osservabile; proprio per questo come gia’ accennato, egli si  limito’ con perseveranza e tenacia ad eseguire i cosi detti “TEST PICCARDI” , della piu’ semplice precipitazione dell’ OSSICLORURO di BISMUTO, allo scopo di dare una testimonianza il piu’ possibile sperimentalmente evidente, semplice e continuata di fenomeni che purtroppo l atteggiamento riduzionista della scienza meccanica porta sistematicamente a trascurare ovvero a non saper interpretare compiutamente. 

                Il LRE/EGO-CreaNET e ancora oggi convinto, come lo fu Piccardi, della necessita di attuare modificazioni profonde nel nostro stesso modo di 'pensare' ai fondamenti delle scienze sperimentali proprio al fine di comprendere i fenomeni auto-catalitici che sono alla base della vita e della “materia pensante” che risiede nel nostro stesso cervello, cosi da individuare le effettive coordinate di informazione utili ad uno sviluppo dinamico della  memoria storica , essenziali per  modificare gli sviluppi futuri di una scienza che abbia la effettiva possibilita’ di collocarsi in quella rinnovata dimensione sociale ed economica della cosiddetta futura Società della Conoscenza . Pertanto, nel tentativo di perseguire gli insegnamenti del Prof. Giorgio Piccardi, il LRE/EGO-CreaNET ha voluto divulgare una concezione innovativa sulle relazioni di sviluppo che sussistono in Natura tra ENERGIA ,MATERIA ed INFORMAZIONE , che saranno oggetto di una ulteriore relazione al primo Convegno della Fondazione ON-NS ( Open Network for New Science) che stiamo organizzando a Firenze (11 NOV. 2004 - ore 10.00-16.30) in palazzo Strozzi a Firenze c/o Gabinetto Scientifico Letterario VIEUSSEUX (sala FERRI) piazza Strozzi 1.  nell' ambito delle Manifestazioni per la Settimana Europea della Scienza.

                NOTA 1  : Preparazione di uno storm glass si ottiene mescolando  10 grammi di Canfora  in 40 cm cubi di etanolo (alcool- puro) , 2·5 grammi di nitrato di potassio, 2·5 grammi di cloruro di ammonio e 33 centimetri cubi di acqua distillata , ponendo la miscela in un tubo di vetro chiuso. Conviene inizialmente raffreddare e scaldare leggermente il tubo perche’ si avvii la cristallizzazione e decristallizzazione della canfora , e poi e importante tenere il tubo con la miscela, in un ambiente a temperatura costante.

                NOTA 2 : Il ciclo di Krebs, o ciclo dell’acido citrico è l’insieme delle reazioni biochimiche che permettono di fornire una certa quantità di energia (in parte sotto forma di calore, utilizzato per mantenere il corpo alla sua temperatura naturale, in parte come energia chimica utilizzabile in molteplici processi biochimici) bruciando, ossia ossidando ad acqua ed anidride carbonica, i vari prodotti della alimentazione ( zuccheri, grassi e proteine)

NOTA : 3 dalla  precedente figura che rappresenta la variazione di Energia di Trasformazione sulla Coordinata di reazione chimica, si nota che, nella fase di transizione della trasformazione chimica, nella quale si verificano fenomeni oscillanti ( Clock Reactions), avviene un cambiamento di segno dell' Entropia del sistema, da positiva ( +S ), in Neg- entropia (-S). I processi catalitici di attivazione ed inibizione  accompagnano la transizione tra il vecchio ordine molecolare dei reagenti (R) al nuovo, relativo ai prodotti della reazione (P). Nella transizione indicata in figura da il simbolo di un orologio si generano una attivita' oscillanti di modulazione catalitica della reazione che determina un progressivo andamento tra ordine precedente, disordine e nuovo ordine molecolare, indicato in figura da: +S //-S , rapporto quest’ultimo , che e correlabile alla informazione che circola nel sistema di trasformazione. Tale variazione oscillante di Entropia da positiva a progressivamente negativa, a cui sono associate sensibili variazioni di temperatura viene infatti recepita da ricettori catalitici, come un segnale di informazione agente nella modulazione dell’ andamento della reazione oscillante, in modo da indirizzare la cinetica delle trasformazione chimica da un sistema divergente (+S) ad un sistema convergente (-S) e quindi direzionare la trasformazione dei Reagenti verso una nuova organizzazione molecolare ad equilibrio stabile dei Prodotti.

BIBLIOGRAFIA-

-          La Coordinata TEMPO : https://www.edscuola.it/archivio/lre/la_coordinata_tempo.htm

-          http://itis.volta.alessandria.it/episteme/ep6/ep6-picc.htm

–Storm-Glass:http://chemistry.about.com/library/weekly/aa072301a.htm; http://www.ambientweather.com/stormglass.html

Boris Belousov : http://boris-belousov.wikiverse.org/

Raphael E. Liesegang : http://histv2.free.fr/liesegang/liesegang.htm

Ciclo di KREBS : http://www.nonsolofitness.it/argomenti/biologia.asp?biologia=20

CAOS, COSMOS, CRONOS: http://www.cronologia.it/mondo08c.htm

LUCE,ONDA,PARTICELLA: https://www.edscuola.it/archivio/lre/luce.html

Immaginario e percezione visiva : http://www.cronologia.it/temainfo/index24.htm

“TEST-PICCARDI “ – Fondo Pubblicazioni - Biblioteca Chimica – Polo Scientifico Sesto Fiorentino, Universita’ Firenze.