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Una breve considerazione sulla storia della strumentazione scientifica.

 

Nell’analisi chimica distinguiamo una prima fase storica, rappresentata dalla Gravimetria (basata sulla misura di massa) e dalla Volumetria (basata sulla misura di volume su cui si fonda la titrimetria), ed una seconda fase storica rappresentata dall’Analisi strumentale. Alla base di questa è una relazione matematica definita fra l’intensità di un segnale e la concentrazione o quantità di una certa specie.
I tipi di segnale utilizzati sono molti e diversi:

  • Corrente
  • Potenziale
  • Resistenza (conducibilità)
  • Proprietà dielettriche
  • Assorbimento e emissione di luce
  • Variazione di massa
  • Ionizzazione
  • Energia (calore) emessa o assorbita
  • Intensità di colore

ed altri ancora.

Dobbiamo nell’analisi strumentale individuare momenti significativi di innovazione rappresentati da altrettanti scoperte:

  • Valvole Transistor
  • Circuiti integrati
  • Tele comando a distanza
  • Robotizzazione

 

 

I vantaggi derivanti dalla innovazione acquisita sono stati molteplici

  • Disponibilità di Strumenti portatili
  • Campioni ultramicro (massa˂mg)
  • Non distruttività e non invasività dell’analisi

Anche la didattica è stata influenzata da questi elementi di innovazione: siamo infatti passati dalla trasparenza dell’armadio cioè dalla strumentazione modulare e disaggregata alla completa oscurità delle scatole “nere” rappresentate dalle odierne strumentazioni. Si è così rinunciato a vedere come funziona uno strumento, il che invece  aiutava  anche a comprendere i principi del metodo analitico componente.

Ne consegue l’importanza delle raccolte di vecchie strumentazioni e della loro catalogazione ai fini dello scambio fra istituzioni didattiche e della possibilità di reperire particolari modelli strumentali ai fini didattico-storici. Ad esempio casi di tali apparecchiature oggi piuttosto rare sono nell Museo di Chimica di Roma.

 

  • L’apparecchio di Kipp per la produzione di H2S
  • Una collezione di bilance
  • Colorimetro e cromatografo
  • Distillatore con relative colonne di rettifica
  • Alcuni microscopi
  • Potenziometro di prima generazione
  • Rifrattometro
  • Spettrografo Hilger
  • Spettrometro di massa di prima generazione
  • Spettrofotometro e spettroscopi
  • Termobilancia
  • Wattmetro
  • Strumento portatile Difrattometro a raggi x
  • Potenziostato portatile
  • Strumento portatile Spettrometro di Raman
  • Spettrofotometro IR
  • Spettrometri di massa (quadripolare)
  • Spettrometro a emissione ottica al plasma
  • Spettrometro al plasma indotto da laser
  • Anemometro

 

 

Come si vede la trasparenza non è sempre sinonimo di semplicità: si tratta di una caratteristica costruttiva che nel tempo si è persa in una sorta di filosofia dell’imperscrutabile considerata una qualità di prestigio e di fascino. Oggi le “scatole nere” sono il modello prevalente.

Un percorso dall’”armadio” alla “scatola nera” passa attraverso innovazioni tecniche (si pensi al passaggio dallo Spettrografo al Quantometro allo Spettrometro al Plasma; si pensi al passaggio dal Potenziostato/Amperostato al Multistat; si pensi a misure complesse come quelle del TOC (total organic carbon) e dimensionali medie:
da ˃ 1m3 (dimensione lineare 1m) nel tempo si è progressivamente passati
a 0,12 m3 (dimensione lineare 50 cm),
a 0,03 m3 (dimensione lineare 25 cm),
a 0,001 m3 ( dimensione lineare 10 cm)
fino agli attuali Portatili.


La Complessità strumentale è in tempi più recenti divenuta motivo di  un’inversione di tendenza. L’aspirazione a strumenti sempre più completi e quindi anche più complessi ha innescato un processo di progressivo ingrandimento delle dimensioni medie degli strumenti in attesa di un nuovo “inscatolamento”.


Luigi Campanella

Degree in Chemistry and qualified as chemist on 1961.
University teaching qualification for Electrochemistry.
Stabilised in charge Professor of "Practice Industrial Chemistry II" and then of "Practice of Applied Chemical Analysis"  at the University "La Sapienza" of Rome from 1967 to 1980.
Full Professor of "Analytical Chemistry" at the University "La Sapienza" of Rome since 1980 and of Environmental and Cultural Heritage Chemistry since 2003.Also Professor of "Agricultural Chemistry" and then "Soil Chemistry since 1994, of "Restoration Chemistry" since 1998 andof Food Chemistry since 2003 at the University "La Sapienza" of Rome.
President of the Council of the Industrial Chemistry Course from 1981 to 1983
Head of the Chemistry Department in the period 1983-86.
Director of the Ph.D. course in Chemical Science at  the University of Rome.
Dean of the Faculty of Mathematical, Physical and Natural Science of "La Sapienza" University of Rome from 1988 to 1994.
Author of about 500 publications in the field of Analytical Chemistry, Electrochemistry, Environmental Chemistry and Analytical Biotechnology. Particularly he set characterised and applied many biosensors, based on immobilised enzymes or vegetal tissues, to determine compounds of clinical, pharmacological and environmental interest. These let him to participate as a member to the CEE Research Group on "Biosensor". He also studied the application of chemical and biological procedures for the remediation of polluted (by surfactants, hydrocarbons, pesticides, heavy metals) civil and industrial wastes.
He participated at about 500 national and international Congresses.
Author of five books in the fields of Analytical Chemistry,Applied and Industrial Chemistry,Phylosophy of Chemistry,Chemistry of Cultural Heritage
President of the Division "Analytical Chemistry" of the Italian Chemistry Society from 1989 to 1990 and of the Environmental and Cultural Heritage Chemistry Division since 2004 till 2006
Vice President of the Italian Chemistry Society from 1990 to 1992.
President of MUSIS (Museum of Science and Scientific Technology) in 1991.
Scientific adviser of Rome mayor from 1993 to 1997.
Visit Scientist in Russia (MOSCOW University and Museum), Poland (Warsaw University), Canada (Moncton University), China (Pechino Environmental Sciences Institute), USA (Oak Ridge Labs), Tunisia (Tunis City of Science), Cuba (L’Avana University).
Representant of Italy in IUPAC (International Union of Pure Applied Chemistry)
Member of EUCHEM,American Chemical Society,AOAC
Responsible of Internationsal Research Agreement withL’Avana University Faculty of Sciences,with Lomonosov (Moscow)University Center of Eco Health
Member of various Study Commissions in CNR (National Research Council), MURST (Ministry of the University and of Scientific and Technological Research), ENEA (New Technology, Energy and Environmental Agency), between which the Infrastructure, Innovative Materials and Chemistry Committee of MURST, the Metals Group of Water Research Institute of CNR
Winner of International Capire Prize for a creative future on 1994 , of the European E.I.P. (School as instrument of peace) Prize on 1996 and of the Prize Science for Peace (Convention 2005)
Gold Medal 2003 of the Environmental Chemistry Division of Italian Chemical Society.
2007 Liberti Medal of Italian Chemical Society
Winner of Croce Prize 2008 for Alternative methods to experiments on animals 
Winner of Anassilaos Prize 2009 for Scientific Research


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