METANO

La scoperta del metano

Durante le vacanze estive del 1776 sul Lago Maggiore, mentre in barca costeggia i canneti presso Angera, frugando con un bastone il fondo melmoso dell'acqua, vide salire a galla e poi svanire nell'aria bollicine gassose in gran copia.

Liberazione per agitazione di un terreno melmoso di una nuova aria aria.

Verifica dell'infiammabilità dell'aria raccolta

(da Lettere sull'aria infiammabile, disegni in testa alla seconda e quarta lettera

Raccolto tale gas, ne scoprì il carattere infiammabile.

"Quest'aria arde assai lentamente con una bella vampa azzurrina."

Si trattava di un nuovo gas diverso dall'aria infiammabile metallica (idrogeno) già nota.

" [...] questo, infatti, giunge a scoppiettare col massimo strepitio e rumore ove venga frammischiata con un volume di aria comune doppio del suo; quella all'incontro s'infiamma e scoppia col massimo vantaggio se ad una misura aggiungasi le otto di comune."

A questa nuova aria Volta diede il nome di aria infiammabile nativa delle palude.

Si tratta di quello che oggi noi chiamiamo metano, la cui scoperta deve quindi essere attribuita al Volta.

Avendo poi scoperto tale gas in tutte le paludi egli lo attribuì a fenomeni di decomposizione.

Questa scoperta portò Volta ad interessarsi maggiormente dei gas infiammabili

"Mi venne talento di pigliar prova, se per mezzo del solo fuoco elettrico succedea di far avvampare l'aria infiammabile. [...]

Quanto all'aria tratta dai metalli per via di scioglierli in un liquore acido, si ottiene l'intento troppo più agevolmente che persona non crederebbe.

Io no fo che presentare la bocca d'una caraffa piena di quest'aria allo Scudo del mio elettroforo.

La scintilla [...] mette quell'aria in fiamme, [...] come sarebbe avvenuto, se io v'avessi appressato interrottamente la fiamma d'una candela."

Questo fenomeno e la presenza molto abbondante dell'aria infiammabile delle paludi in natura portò il nostro scienziato a supporre che i fuochi fatui fossero dovuti a tale gas infiammato dall'elettricità atmosferica.

3. La pistola di Volta

Nel gennaio del 1777, essendo riuscito ad accendere l'aria infiammabile anche con la scintilla provocata da una pietra focaia, pensò di costruire

"una piccola bombarda od archibuso di nuova foggia, il quale caricato in luogo di polvere, di aria infiammabile mescolata in giusta dose colla deflogisticata [ossigeno] potrebbe cacciare una palla con impeto e rimbombo, e accendersi per mezzo d'un acciarino, proprio come un archibuso comune."

Il progetto gli riuscì ancora meglio quando scoprì che la miscela tonante poteva essere infiammata direttamente da una scintilla elettrica prodotta all'interno del recipiente che la conteneva e non solo alla bocca della caraffa, come precedente osservato.

Il primo esperimento fu in parte disastroso in quanto la piccola boccetta di cristallo contenente la miscela gli scoppiò in mano.

Nacque così la pistola elettrico-flogopneumatica.

Le prime pistole erano fatte di legno, le successive di vetro o di metallo e avevano forme diverse.(vedi fig. 4)

Pistola di Volta originale in vetro, conservata presso il Museo per la Storia dell'Università di Pavia

In generale veniva usato gas infiammabile metallico, ma in alcuni casi si utilizzava anche il gas delle paludi, così da far dire a Volta

"tutto è mio, tutto trovato da me.

L'apparato elettrico [l'elettroforo portatile]; l'aria infiammabile; la costruzione della pistola."

La pistola divenne presto un oggetto di grande interesse e curiosità.

Lo stesso Volta scrive:

"Non è possibile dirvi quante esperienze curiosissime io abbia fatte, e quante più far si possono [...].

Figuratevi qual fu lo stordimento di molti spettatori, in presenza dei quali diedi fuoco alla pistola colla punta del mio dito (essendo io elettrizzato sullo sgabello) [...].

Ma ciò che sopra tutto li fece trasecolare si fu l'eccitare lo sparo della pistola in distanza dalla macchina che si facea giocare [trasportando l'elettricità mediante due fili conduttori].[...].

Io non so a quanti migli un fil di ferro tirato sul suolo dei campi e delle strade [...] condurrebbe giusta il sentier segnato la scintilla commovente.

Ma se il fil di ferro fosse sostenuto alto da terra da pali di legno qua e là piantati es. gr.

Da Como a Milano e quivi interrotto solamente dalla mia pistola, continuasse e venisse in fine a pescare nel canale del naviglio, continuo col mio lago di Como, non credo impossibile di far lo sparo della pistola a Milano con un boccia di Leyden da me scaricata a Como."

Non è difficile vedere in questo progetto l'idea della trasmissione di un segnale a distanza (telegrafo).

L'eudiometro

La pistola non rimase però un gioco di società.

"Questa pistola può servire anche di saggiatore, vale a dire per misurare la forza di esplosione che hanno le arie infiammabili."

Subito questo nuovo strumento venne applicato allo studio dell'aria infiammabile metallica.

"La dose conveniente per comporre un'aria al sommo tonante è di un terzo e un poco più di deflogisticata con due d'infiammabile metallica."

E' questo come è noto il rapporto stechiometrico corretto per la reazione tra l'idrogeno e l'ossigeno

Ma è possibile utilizzare lo strumento anche per scoprire la salubrità di un aria misurando la quantità di ossigeno in essa contenuta.

Così utilizzato lo strumento diventa un eudiometro.

Questi strumenti divennero ben presto di uso universale nello studio chimico della composizione dei gas. Gay Lussac nel 1805 scriverà a questo proposito:

"Così l'illustre fisico Volta che ha arricchito la fisica delle più belle scoperte, avrà anche la gloria d'aver donato alla Chimica lo strumento il più esatto e il più preciso per le sue analisi."

Eudiometro ad aria infiammabile (1) ed eudiometro tascabile (2) (da Lettera prima a a Priestley ,2 sett.1777). "AB è un recipiente cilindrico di cristallo grosso [..]. “dd” due palle annesse a due fili d'ottone [...].

S'empie di acqua il recipiente, si capovolge e se tuffa la bocca in un vaso pien d'acqua C, si introducono per l'apertura

E fatta ad imbuto quelle misure che si vogliono di aria comune e [quindi di] infiammabile. Ciò fatto si fa scoccare[...] una scintilla elettrica [...] dentro al recipiente. [...]

Dopo ciascun infiammamento segue una diminuzione del volume d'aria racchiuso"

Per tentativi successivi è quindi possibile misurare la quantità di aria deflogisticata (ossigeno) contenuta nell'aria comune iniziale

A questo punto è doveroso parlare di una mancata scoperta.

Utilizzando l'idea di Volta nel 1781 Cavendisch scoprì la sintesi dell'acqua, cioè che dalla reazione dell'idrogeno con l'ossigeno si ottiene acqua.

Successivamente la stessa scoperta venne fatta anche da Monge e Lavoiser..

Ecco cosa scrive lo stesso Volta nel 1783:

"io ci sono andato molto vicino. [...] fino dal 1777 avea detto di voler infiammare gran copia d'aria infiammabile assieme a molta aria respirabile confidandola nel mercurio ad oggetto di raccorvi ciò che vi fosse precipitato.

Ma il male è, che non ebbi mai tanto mercurio che basta in mio potere.

Se l'avessi avuto non v'è dubbio che avrei trovato quel ch'ora ha trovato il Sig. Lavoiser ".

5. La lucerna ad aria infiammabile.

Volto pensò anche di utilizzare anche ad un uso più pratico le proprie scoperte. "[Ho] talvolta ruminato, se vi fosser mezzi onde far uso economico dell'aria infiammabile, sostituendola es. gr. all'olio ecc."

E ancora

"[Ho pensato] a costruire una lucerna ad aria infiammabile, che dilettevole senza meno, ma forse anche utile in qualche modo riuscir debba: questa sarà all'istesso tempo una Clessidra, ossia specie d'orologio a acqua."

E con grande modestia precisa

"Son debitore di parte dell'idea di questa lucerna al nostro Padre Campi; i primi saggi pure gli abbian fatti in compagnia."

Schizzo autografo di Volta di una lucerna ad aria infiammabile (da Cart. Volt. G. 10).

L'acido contenuto in C cade a gocce in A dove si trova la limatura di metallo e sviluppa idrogeno che attraverso il cannello ab esce e viene incendiato dalla scintilla elettrica. B)

Lucerna, già appartenuta a Volta, conservata nel tempo Voltiano di Como.