Transcript La chimica dei Faraoni - Le parole della scienza

La chimica
dei Faraoni
Giuseppe Valitutti
Università di Urbino
email: [email protected]
La civiltà Egiziana ha avuto una durata di circa 3200
anni. La parte iniziale comprende il periodo prima
del 3000 a. Cristo e la seconda, denominata periodo
Dinastico, va dal 3000 sino al 30 a.C., anno della
morte di Cleopatra, l’ultima regina d’Egitto della
dinastia Tolemaica. Nel 30 a.C. l’Egitto diventa una
provincia romana. La storia dell’Egitto è molto più
estesa (3200 anni) della storia di Roma (700 anni).
I più famosi faraoni sono stati Ramesse II,
Tutankamen, Cheope, Tutmosis III e le regine
Nefertiti e Cleopatra.
Gli egiziani furono fra i primi popoli a sviluppare la metallurgia.
Furono i primi ad estrarre il rame dai minerali e l’oro per fusione.
Furono anche esperti gioiellieri di oggetti in oro.
Essi svilupparono le tecnologie per fare il vino, la birra, la ceramica e il
vetro.
I dipinti nelle loro tombe dimostrano pure la padronanza dei Sali
colorati usati come pigmenti.
I papiri di Leida e Stoccolma descrivono molti processi chimici, come
la preparazione di leghe,
la colorazione dei metalli, la scrittura in oro, la colorazione con la
porpora.
Le donne egiziane si tingevano gli occhi con la terra nera, depositata
dal Nilo durante le inondazioni. In Egitto c’erano minerali di rame, oro e
argento e cave di carbonati, Na2CO3 · NaHCO3 · 2H2O,
che veniva usato per disidratare i cadaveri e quindi procedere verso i
restanti passaggi della mummificazione,
calcare CaCO3, quarzite SiO2, smeraldi, galena PbS.
La metallurgia
I metalli che l’uomo ha ottenuto per primi si trovano liberi
in natura e sono l’oro, l’argento e il rame. Prima del 4000
a.C. gli egiziani e altre popolazioni della Mesopotamia
avevano dimestichezza con l’isolamento del rame e
dell’oro, che essi ottenevano per fusione dei minerali
malachite (3CuCO3 · 3Cu(OH)2 e azzurrite (Cu3(CO3)2(OH)2).
Malachite
Azzurrite
La metallurgia
Gli egiziani riscaldavano i minerali in crogioli di argilla e in
presenza di carbone, per ridurre gli ioni rame a metallo:
CuCO3 = CuO + CO2
2 CuO + C = 2Cu + CO2
Il punto di fusione del rame di 1083 °C veniva raggiunto
insufflando aria nella fornace con un mantice:
La metallurgia
Il bronzo, una lega di rame e stagno, fu preparato intorno al
2000 a.C. Per la preparazione si usava il minerale di stagno
cassiterite, SnO2, che gli Egiziani importavano dai paesi
mediorientali ad Est dell’Egitto. Nella fornace si
alternavano strati di minerale in polvere (cassiterite +
malachite) con strati di carbone. Si accendeva il carbone e
si insufflava aria. In questo modo la temperatura saliva
oltre i 1000°C.
Il piombo dal 4000 a.C. si otteneva in un processo
chiamato coppellazione, dal quale si ricavavano anche
argento e oro. I passaggi pirotecnici sono descritti di
seguito.
La metallurgia
La principale fonte dell’argento,ricavato per coppellazione,
era la galena (PbS) e i sistemi di estrazione si dividevano
in due stadi:
-Frantumazione e fusione del minerale (separato dalla
ganga) fra i 950 e i 1200° (in atmosfera riducente) in modo
da far passare tutto l’argento nel piombo.
-Si passava poi alla coppellazione (dalla coppella, il
crogiolo utilizzato in età medievale, ma già usato dagli
Egiziani, per effettuare saggi di verifica sul sedimento della
vena argentifera) ove si rifonde il metallo ottenuto in
presenza di aria forzata, ad una temperatura di ca. 1000°.
Ciò comportava la separazione dell’argento dal piombo per
ossidazione, ottenendo il litargirio (PbO), che assorbiva gli
ossidi di altri metalli, tranne l’argento e l’oro. L’argento
ottenuto per coppellazione aveva un contenuto di piombo
minore del 2,5%.
La metallurgia
La coppella
La metallurgia
Il recupero di oro ed argento dal piombo (tipico è il trattamento delle
galene argentifere) si otteneva con la coppellazione, tecnica che
consisteva nella riossidazione del metallo fuso, cioè nel percorrere
esattamente al contrario il processo di metallurgia estrattiva: il piombo
veniva ossidato a litargirio (PbO) da parte di un flusso di aria. Il
litargirio (Figura) si eliminava dal bagno metallico, mentre i due metalli
preziosi, sempre più concentrati, rimanevano sul fondo della coppella,
che è il contenitore nel quale avveniva il processo. L’ossido di piombo,
che può fornire la materia prima per produrre nuovamente il piombo
metallico, differisce da quello iniziale per l’assoluta mancanza di oro e
di argento: l’analisi sistematica dei reperti archeologici ha permesso di
individuare manufatti prodotti con questo piombo di recupero. La
coppellazione era probabilmente nota sin dal IV millennio a.C. e
sicuramente praticata dai metallurgisti egiziani.
Il ferro e l’acciaio venivano prodotti in Mesopotamia e in Persia e fu il
fattore principale della conquista dell’Egitto da parte dei Persiani nel
600 a.C.
Ceramica e vetro
La nascita della ceramica nel 3000 a.C. è collegata con la costruzione di
fornaci in grado di raggiungere i 1000 °C. Ancora più antica è la produzione
del vetro, che risale al 4000 a.C.:
Il vetro comune è detto anche "vetro siliceo", in quanto costituito quasi
esclusivamente da diossido di silicio (SiO2). Il diossido di silicio ha un
punto di fusione di circa 1800 °C, ma spesso, durante la produzione del
vetro, vengono aggiunte altre sostanze (dette "fondenti"), che abbassano il
punto di fusione anche al disotto dei 1000 °C, quali ad esempio:
la soda (carbonato di sodio Na2CO3)
la potassa (carbonato di potassio)
Fondenti usati spesso nell'industria vetraria sono i borati e i nitrati. Poiché la
presenza di soda rende il vetro solubile in acqua (caratteristica non
desiderabile), viene aggiunta anche calce (CaO) per ripristinare
l'insolubilità. Il boro è aggiunto sotto forma di borace (Na2B4O7) o acido
borico (H3BO3) per migliorare le caratteristiche termiche ed elettriche (come
nel caso del vetro Pyrex).
Ceramica e vetro
I pigmenti colorati
Colore
Rosso
Materiale colorato
Ossidi di ferro, ematite anidra Fe2O3.
Rosso ocra: ossidi di ferro idratati Fe2O3 ·
nH2O.
Giacimenti di ocra rossa e gialla
Giallo
Argille mescolate con giallo ocra.
Orpimento As2S3
Orpimento
Blu
Azzurrite
Il Blu Egiziano CaO · CuO · 4SiO2 ,
colorante sintetico
Nero
Verde
Carbone
Malachite
I pigmenti colorati
Grigio
Miscuglio di calcare (marmo
bianco) e carbone
Bianco
Marmo bianco
Arte tintoria
Gli Egiziani furono anche dei bravi tintori di tessuti.
Usavano la robbia dei tintori per estrarre dalle radici il
colorante rosso.
Per il blu si usavano le foglie del guado (da coltivare). Il
procedimento di colorazione di una maglietta è il
seguente.
Arte tintoria
Per il blu si usavano le foglie del guado (da coltivare). Il
procedimento di colorazione di una maglia di lana.
Arte tintoria
Oggi coltivarla può essere un interessante esperimento. Potreste
divertirvi a ricavare la tinta dalle foglie e a tingere le vostre magliette.
Il procedimento è un po’ complicato ma realizzabile da tutti. Prendete
le foglie del guado, mettetele in acqua dopo averle tagliate a
pezzettini e lasciatele macerare per un giorno o due. Fate bollire il
tutto, togliete le foglie e rimestate poi con forza, più volte nel giro di
qualche ora in modo da far prendere ossigeno all’acqua. Le foglie
rilasciano una sostanza detta indacano, trasparente e solubile in
acqua. A contatto con l’ossigeno l’indacano si trasforma in indaco
blu. L’indaco non è solubile e precipita quindi sul fondo del
contenitore. In questo modo otterrete una polvere blu che sarà la
base delle vostre tinture.
Arte tintoria
Per tingere prendete l’indaco, mettetelo in acqua e fatelo bollire.
Attenzione però! la pentola deve essere stagnata, altrimenti dovrete
aggiungere un pezzo di stagno nell’acqua di bollitura (meglio se è acqua
distillata). Come dicevamo l’indaco non è solubile. Lo stagno, che ha
potere riducente, “riduce” l’indaco trasformandolo nuovamente in
indacano. Una volta trasformato vedrete sparire la vostra polvere e
divenire l’acqua trasparente. Intingeteci la maglietta , fate penetrare bene
l’acqua nelle fibre e tiratela poi fuori. Mettetela all’aria e la sostanza si
ossiderà tingendo di blu il vostro indumento. Se non c’è lo stagno,
l’indaco non si riduce e rimane solo sulla superficie delle fibre. Al primo
lavaggio se ne va. Solo nel modo che vi ho descritto, potete usarlo
senza problemi. Maggiori informazioni si trovano:
http://arte.terrasini.com/artisti/pittura/la-coltivazione-della-piantaguado/#ixzz1PVsnS3ZD
Coltivare il guado
Coltivare il guado è semplice. Si semina in primavera e si distanziano poi le
piante di una trentina di centimetri l’una al momento del diradamento o
dell’impianto in piena terra. Se volete tenerla in vaso sul terrazzo considerate
che per svilupparsi bene dovrete fornirle un buon vaso (una ventina di
centimetri di diametro), un terriccio morbido e ricco e dovrete tenerla
concimata (un normale concime per piante verdi va benissimo). Se invece
volete coltivarlo nell’orto preparate il terreno l’autunno precedente la semina
vangando in profondità e aggiungendo del buon concime organico come
compost vegetale o letame maturo. Seminate in una seminiera e piantate poi
le piantine appena avranno due o tre foglioline. Tenete presente il fatto che il
guado è parente di alcuni ortaggi come il cavolo o il rapanello, essendo della
famiglia delle crucifere. Non piantatelo quindi in una parcella che l’anno
precedente ha ospitato questi ortaggi. La continua presenza di crucifere può
far arrivare parassiti indesiderati. Lasciate anche le zolle della vangatura
scoperte in inverno in modo che prendano le gelate. Livellate e rastrellate solo
prima di piantare.
Coltivare il guado
Trovare i semi non è cosa semplicissima. Vi segnalo due siti
dove trovare i semi. Il primo è un sito francese specializzato
in piante tintorie:
http://www.couleurgarance.com/modules/categories/article.
php?ID_CATEGORIES=27&ID_ARTICLES=206&ID_VARIANT
ES=227&PHPSESSID=7662a7291d6d3f53f313289c35fab44b
http://www.valtiberina.toscana.it/dinstdmenudx.php?COD_P
AG=329
.
Coltivare il guado
Il guado o Isatis tinctoria ha un ciclo a scansione biennale.
La produzione di colore [indaco da guado o indaco europeo] utilizza
esclusivamente le foglie basali della rosetta al I anno di vita della pianta.
La raccolta delle foglie segue quattro stadi diversi e si concretizza al IV, tra
aprile e maggio.
Da 1 mq di terreno coltivato a guado si ricavano all’incirca 2 g di colore per
uso pittorico (1-1,5 g di colore/ 1 kg di foglie).
Si dice che la tonalità del blu può variare a seconda della luce naturale
presente al momento della coltura; più verosimilmente modalità e intensità di
ossigenazione possono incidere sul tono del pigmento:
giornata di sole = pigmento verde bluastro
giornata coperta = pigmento blu
.
La porpora
.
La porpora veniva estratta da molluschi del Mediterraneo parenti
prossimi delle raguse marchigiane. La famosa porpora di Tiro,
nota in Asia Minore fin dal XV secolo a.C. e citata anche nell’Iliade
di Omero e nell’Eneide di Virgilio, si estrae da due molluschi originari
del Mediterraneo, noti come buccinum (Thais haemastroma) e
purpura (Murex brandaris).
La porpora e l’indaco
Indaco
La birra
• La prima testimonianza chimica sulla birra è datata
intorno al 3500-3100 a.C.La birra è una delle più diffuse e
più antiche bevande alcoliche del mondo. Viene prodotta
attraverso la fermentazione alcolica con ceppi di
Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces
carlsbergensis di zuccheri derivanti da fonti amidacee, tra
cui quella più usata è il malto d'orzo. Il malto d'orzo è
l'orzo germinato ed essiccato. Vengono tuttavia
ampiamente impiegati anche il frumento, il mais e il riso,
solitamente in combinazione con l'orzo. Altre piante meno
utilizzate sono invece la radice di manioca, il miglio e il
sorgo in Africa, la patata in Brasile e l'agave in Messico.
La birra
• La birra nell’Antico Egitto era considerata un alimento ed
una medicina. Addirittura una birra a bassa gradazione o
diluita con acqua e miele, veniva somministrata ai neonati
quando le madri non avevano latte. Per gli Egizi la birra
aveva un carattere mistico e la birra non era un prodotto
artigianale, ma era divenuta una vera e propria industria
con i faraoni che possedevano addirittura delle fabbriche.
• Gli zuccheri contenuti nei chicchi d'orzo non sono
immediatamente accessibili, ma è necessario attivare
precedentemente un enzima presente nel chicco stesso
che parteciperà alla riduzione delle lunghe catene di
zuccheri. Questa operazione consiste semplicemente nel
far germinare i chicchi. Quando si pensa che l'attivazione
enzimatica della germinazione sia arrivata allo stato
ottimale, si interrompe il processo riducendo l'umidità nei
chicchi fino al suo valore minimo.
La birra
• Questo prodotto viene chiamato "malto acerbo". A questo
punto bisogna cuocerlo. A basse temperature si ottiene il
minimo effetto di tostatura e si parla di "malti chiari"
(talvolta chiamati anche lager o pale, a seconda del paese
in cui avviene la produzione). In proporzione a quanto si
aumenta la temperatura del forno, il malto risultante
diventa più scuro. Si può arrivare fino al punto di
bruciarlo, producendo così i "malti neri". Il grado di
tostatura del malto determina il colore della birra.
• Al giorno d'oggi l'additivo principale usato per
compensare la dolcezza del malto, è il luppolo. Di questa
pianta si utilizzano i fiori femminili non fecondati.
La birra
Fiori femminili del luppolo per aromatizzare la birra
Birra a casa
• Il malto e gli altri ingredienti per fare la birra a
casa.
• Malto 'Premium Lager'. Marca Muntons.
Barattolo kg. 1,5. Produce lt. 23. Alcool 3,8,
densità finale 1008, amaro IBU 25/35, colore
EBC 8/12
Birra a casa
codice prodotto: MAL 0269
• Malto "Premium Lager". produttore: Muntons.
Barattolo contenente kg. 1,5 di malto. Idoneo per
produrre 23 litri di birra finita. Zucchero da
aggiungere kg. 1, gradazione finale alcool 3,8,
densità finale 1008, amaro IBU 25/35, colore EBC
8/12. ATTENZIONE: la confezione contiene una
bustina di lievito.
• Prezzo Iva inclusa Prezzo: € 13,20
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