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Tutti i colori del carbonio

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Nella pratica del laboratorio chimico, il termine ‘viraggio’ si riferisce al cambiamento di colore di una soluzione quando uno dei suoi componenti, detto ‘indicatore’, aggiunto in quantità minima alla stessa, passa da una forma chimica a un’altra. La trasformazione è dovuta alla variazione di composizione del sistema a seguito, per esempio, di una reazione che ne altera repentinamente il pH oppure il potenziale redox. La presenza dell’indicatore è necessaria quando si voglia determinare la concentrazione incognita di un componente aggiungendo progressivamente un reagente a concentrazione nota che lo consuma, fino a raggiungere l’equivalenza. Qui, invece, estendiamo il termine viraggio al cambiamento di colore che la casella dell’elemento carbonio ha subito di recente nella tabella Società Chimica Europea (EuChemS), relativa all’abbondanza degli elementi chimici sul pianeta Terra.

A questo punto è utile qualche delucidazione. Tutti conoscono la Tavola Periodica degli Elementi, basata sulla periodicità delle proprietà chimiche e introdotta in forma primitiva nel 1869 dal chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev (1834-1907). Questo giornale se ne è occupato ripetutamente, a partire dal 2016 e poi nel 2019, in occasione del 150° anniversario della scoperta di Mendeleev, festeggiato dall’UNESCO a livello planetario. In quell’occasione abbiamo recensito due libri italiani a essa dedicati. Ricordiamo che a partire dall’introduzione della Tavola e specialmente da mezzo secolo in qua ne sono state proposte varie versioni, con l’intento di accrescerne il valore informativo. Tuttavia, per noi chimici, quella di riferimento, aggiornata con le ultime scoperte, resta la versione IUPAC.

A quest'ultima, nel 2019, se n’è affiancata un’altra, frutto dall’accresciuta sensibilità per la limitatezza delle risorse del pianeta e diffusa da EuChemS in 30 Paesi, a partire dalle scuole. Quella italiana, accompagnata da materiale didattico, è disponibile qui. La Tavola delle disponibilità riporta caselle di area variabile e colori diversi per i vari elementi, fotografando la situazione delle risorse terrestri (Fig. 1). La legenda della Tavola è chiara e facilmente interpretabile anche dai non esperti. La classificazione comprende: elementi a grave rischio di esaurimento (rosso), a rischio crescente (arancio), a disponibilità limitata (giallo), a piena disponibilità (verde), di sintesi (bianco) e provenienti da zone in conflitto (grigio). Il disegno di uno “smartphone” stilizzato indica quelli presenti in tali dispositivi (e sono parecchi). Quattro elementi sono bicolori (Ta, W, Au e Sn) e uno dei due è il grigio.

Figura 1. La “vecchia” Tavola Periodica degli Elementi. Crediti: EuChemS. Licenza: CC BY-ND

Nell’edizione 2019 della Tavola la casella dell’elemento carbonio (C) appariva in verde, a causa della sua abbondanza nella biomassa vegetale e nella litosfera. Come racconta il chimico Nicola Armaroli, proponente della Tavola in sede EuChemS, poco dopo la pubblicazione del 2019 un gruppo internazionale di una ventina di colleghi chiese di riconsiderare, per vari motivi, il colore del carbonio. Il 22 aprile 2021 si è svolto un webinar al quale hanno partecipato oltre 350 scienziati, per discutere i molteplici aspetti della questione, con un occhio attento alla necessità di decarbonizzare l’economia mondiale. Si è capito, insomma, che la Tavola della disponibilità va considerata come una specie di ‘cartogramma’ in divenire da aggiornare periodicamente.

In occasione della conferenza sul clima COP 26 che si è svolta a Glasgow, EuChemS ha diffuso una versione aggiornata della Tavola dove la casella del carbonio è tricolore (verde, rosso e nero) (Fig. 2), corredandola di utili note. La revisione del carbonio che ha portato a un tricolore verde, rosso e grigio scuro è frutto delle seguenti considerazioni:

  • Verde, perché abbondantemente disponibile come anidride carbonica (pericolosa), rocce carbonatiche e vegetazione
  • Rosso, perché in forme diverse è causa di seri problemi ambientali
  • Grigio, perché sotto forma di combustibili fossili può provenire da zone in conflitto.

Figura 2. La Tavola Periodica degli Elementi con i colori del carbonio aggiornati. Crediti: EuChemS. Licenza: CC BY-ND

Il Comitato esecutivo EuChemS che si occupa della Tavola ha in programma altre iniziative, dedicate a elementi a rischio. La prima (1 dicembre 2021) riguarda il litio ma si possono fare altri esempi. Come quello del silicio, di cui in questi giorni si parla molto, che nella Tavola compare in verde, benché i lunghi tempi di attesa nelle consegne delle auto si facciano risalire alla scarsità di microchip basati su di esso. Auguriamoci che le allerte della Tavola EuChemS contribuiscano a orientare i capi delle nazioni più sviluppate verso un uso responsabile delle risorse del pianeta tenendo in debito conto le esigenze dei Paesi poveri.

 

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