What is Cloro?
Cloro (symbol Cl) is element 17 on the periodic table, a alogeno in period 3, group 17. A pale green gas that kills bacteria, bleaches fabric — and, bound to sodium, sits on your dinner table. At room temperature it is a gas.
La storia
Che cos'è cloro e come lo abbiamo scoperto
Il cloro è il Jekyll e Hyde degli elementi: un veleno letale che ci mantiene in salute. Come gas, è un'arma chimica giallo-verdastra, così tossica da essere usata nelle trincee della Prima guerra mondiale. Ma combinato con il sodio, diventa sale da cucina, essenziale per la vita. Questo elemento schizofrenico disinfetta le piscine e l'acqua potabile, salvando milioni di persone dalle malattie trasmesse dall'acqua; tuttavia, nella sua forma pura, attacca i polmoni e può uccidere in pochi minuti. La candeggina al cloro sbianca i vestiti e uccide il 99,9% dei germi, rendendolo uno dei più importanti strumenti di salute pubblica dell'umanità. L'acido dello stomaco contiene cloro sotto forma di acido cloridrico, abbastanza potente da sciogliere il metallo. Dai tubi in PVC ai pesticidi, dai medicinali ai microchip, il cloro è ovunque nella vita moderna: basta che non sia mai nella sua forma pura e terrificante.
The discovery of cloro
La scoperta e la storia del Cloro
Prime indagini chimiche
La storia del Cloro inizia con Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), un farmacista svedese che lavorava nel suo piccolo laboratorio di Köping, in Svezia. In una giornata d'inverno del 1774, Scheele riscaldò la pirolusite (diossido di Manganese) con acido muriatico (acido cloridrico) e osservò un gas pungente, giallo-verde, che sbiancava i fiori e gli bruciava i polmoni. Chiamò questa sostanza misteriosa "acido muriatico deflogisticato", ritenendo che fosse acido muriatico privato del suo flogisto.
La nota di Scheele nel suo quaderno, datata dicembre 1774, riportava: "Si sviluppò un gas di colore giallo-verde, dall'odore molto soffocante, che bruciava terribilmente i polmoni." La sua reazione (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂) aveva prodotto il primo campione registrato di gas Cloro puro.
La controversia sulla natura dell'elemento
Claude Louis Berthollet (1748-1822), il celebre chimico francese, studiò approfonditamente il gas di Scheele dal 1785 al 1789. Inizialmente sostenitore della teoria del composto di Scheele, Berthollet scoprì le notevoli proprietà sbiancanti del gas e avviò la produzione commerciale della polvere sbiancante. Tuttavia, rimase convinto che il gas contenesse Ossigeno e lo chiamò "acido muriatico ossigenato".
La controversia si intensificò quando Antoine Lavoisier (1743-1794) insistette sul fatto che tutti gli acidi dovessero contenere Ossigeno (dal greco "oxys genes" - produttore di acidi). Ciò diede origine a un dibattito scientifico trentennale sulla vera natura del Cloro.
La prova decisiva di Humphry Davy
Il mistero fu risolto da Sir Humphry Davy (1778-1829) presso la Royal Institution di Londra. Utilizzando il suo apparato per l'elettrolisi, inventato da poco, Davy tentò di decomporre il gas verde e ottenere il suo presunto componente di Ossigeno. Nonostante mesi di esperimenti tra il 1807 e il 1810, non riuscì a estrarre Ossigeno.
Il 12 luglio 1810, Davy presentò alla Royal Society la sua rivoluzionaria conclusione: "Sono propenso a credere che la sostanza che abbiamo esaminato non sia un composto, ma una sostanza semplice." La chiamò "Cloro", dal greco "chloros" (verde pallido), riconoscendola finalmente come un elemento fondamentale.
Il collega di Davy, Michael Faraday (1791-1867), fornì un sostegno fondamentale liquefacendo con successo il Cloro nel 1823, dimostrandone le proprietà fisiche distintive e confermandone la natura elementare.
Rivoluzione industriale e polvere sbiancante
Charles Tennant (1768-1838), chimico e imprenditore scozzese, rivoluzionò l'industria tessile sviluppando la polvere sbiancante nel 1799. Il suo stabilimento a St. Rollox, Glasgow, divenne il più grande complesso chimico del mondo, producendo ipoclorito di Calcio [Ca(ClO)₂] facendo passare gas Cloro sulla calce spenta.
L'innovazione di Tennant trasformò la produzione tessile: lo sbiancamento tradizionale con latticello e luce solare richiedeva 6-8 mesi, mentre lo sbiancamento al Cloro richiedeva solo poche ore. Nel 1815, la sua azienda produceva 9.000 tonnellate all'anno, impiegava oltre 1.000 lavoratori e generava profitti enormi.
La nascita dell'industria cloro-alcalina
L'industria moderna del Cloro ebbe inizio con Hamilton Young Castner (1858-1899) e Karl Kellner (1851-1905), che svilupparono indipendentemente processi elettrolitici per produrre Cloro e idrossido di Sodio dall'acqua salata. La cella a mercurio di Castner del 1892 e la cella a diaframma di Kellner del 1894 competirono aspramente, fino a fondersi nella Castner-Kellner Company.
Herbert Henry Dow (1866-1930) rivoluzionò la produzione americana di Cloro fondando la Dow Chemical Company nel 1897. Le sue innovative celle elettrolitiche utilizzavano i giacimenti sotterranei di salamoia di Midland, Michigan, rendendo Dow il più grande produttore mondiale di Cloro entro il 1920.
La prima guerra mondiale e la guerra chimica
Il capitolo più oscuro del Cloro iniziò il 22 aprile 1915, durante la seconda battaglia di Ypres, quando le forze tedesche liberarono 168 tonnellate di gas Cloro, dando origine al primo attacco su larga scala con armi chimiche. Fritz Haber (1868-1934), in seguito insignito del Nobel per la sintesi dell'ammoniaca, diresse questo programma nonostante l'opposizione della moglie Clara e il suo successivo suicidio per protesta.
L'attacco uccise 5.000 soldati alleati e ne ferì altri 10.000, aprendo una nuova era nella guerra chimica. In seguito entrambe le parti svilupparono armi chimiche più sofisticate, sebbene la visibilità del Cloro e i metodi rudimentali di diffusione ne limitassero l'efficacia.
La rivoluzione della salute pubblica
La più grande eredità del Cloro emerse attraverso la disinfezione dell'acqua. John L. Leal (1858-1914) realizzò la prima clorazione continua dell'acqua municipale a Jersey City, New Jersey, nel 1908. Nonostante le contestazioni legali degli abitanti, che temevano un "avvelenamento chimico", il sistema di Leal eliminò i decessi dovuti alla febbre tifoide nel giro di due anni.
Abel Wolman (1892-1989) e Linn Enslow perfezionarono la scienza della clorazione, stabilendo i calcoli del dosaggio e il monitoraggio del residuo che divennero standard globali. Il loro lavoro rese possibile l'accesso ad acqua potabile sicura per miliardi di persone e rientra tra i più grandi risultati della salute pubblica del XX secolo.