L'invenzione della matita la si fa risalire a Nicolas-Jacques Conté, un francese piuttosto eclettico, ufficiale dell'esercito e aeronauta in mongolfiera, al tempo di Napoleone e pittore. Nonchè inventore dell'odierna matita: un cuore di grafite in un contenitore di legno.C'è un museo virtuale che si chiama Hidden-heroes, eroi nascosti, che parla delle invenzioni e degli inventori di oggetti entrati ormai nell'uso comune ma che hanno comunque richiesto l'inventiva di qualcuno per essere creati, per poi magari essere perfezionati e prodotti in serie. Tra queste invenzioni c'è anche quest'oggetto apparentemente semplice e forse passato un po' di moda, con l'avvento dei computer. Ma la tecnologia per costruire una matita non è così semplice come si potrebbe pensare. Osservate questo filmato della Faber-Castell, mitica casa di produzione.
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| imagecredit en.wikipedia |
La caratteristica essenziale di una matita è il suo cuore di grafite. La grafite è uno degli stati in cui si presenta il carbonio ovvero uno dei suoi stati allotropici, definizione ideata da Jons Jacob Berzelius per indicare le possibili forme in cui si possono presentare alcune sostanze.
Essenzialmente quattro sono gli stati allotropici del carbonio
- carbone amorfo
- grafite
- diamante
- fullerene
L'ultimo allotropo però si presenta in diverse forme come nanotubi di carbonio, buckminsterfullerene, Londsdaleite e altri.
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| a. diamante, b. grafite, c. lonsdaleite, d.-f. fullereni, g. carbone amorfo, h. nanotubi di carbonio imagecredit en.wikipedia |
Il nome grafite viene dal greco grapho che significa scrivere e lo si deve ad Abraham Gottlob Werner un geologo tedesco vissuto a cavallo tra metà del 1700 e inizio del 1800.
E' un minerale che si forma ad una temperatura di 1200 °C ma a pressioni non eccessive, se si pensa che il diamante, invece, anche se si forma a una temperatura leggermente inferiore (tra i 900e i 1200 °C) richiede però pressioni dell'ordine di 50 mila atmosfere. La struttura fisica a strati o fogli della grafite, uniti tra loro da deboli legami di Wan der Waals, rendono conto della sua sfaldabilità e del suo baso indice di Mohs o durezza: mentre l'altro allotropo del carbonio, il diamante, è il secondo elemento più duro, la grafite è uno tra i più morbidi (scala di Mohs 1-1,5)
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| image credit chimicare.org |
La grafite si forma dalla trasformazione metamorfica ad alta temperatura di materiale organico carbonizzato o dalle rocce ignee che si formano dalla solidificazione e raffreddamento della lava. Non trova impiego solo nella fabbricazione di matite ma anche come lubrificante, nelle centrali nucleari come moderatore di neutroni o nell'indurimento dell'acciaio.
Aspetto inquietante è che la grafite rappresenta lo stato più stabile del carbonio mentre il diamante, all'opposto, è lo stato più instabile, per cui, molto lentamente, ma inesorabilmente, i diamanti tendono a trasformarsi in grafite.
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| imagecredit geologia.com |
La figura, tratta da geologia.com, mostra come il diamante è più stabile ad elevate pressioni.
Fonti:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nicolas-Jacques_Cont%C3%A9
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La Tavola Periodica degli Elementi interattiva
Dall'interessante sito della Royal Society of Chemistry traggo questa Tavola Periodica degli elementi interattiva. Si clicca su un elemento della Tavola e si accede a una pagina con alcuni dati, come data di scoperta, origine del nome, una breve descrizione e un'animazione. Ormai la Tavola periodica ce l'hanno cucinata in tutte le salse e quindi una più una meno non apporta novità, questa è però interessante anche in ottica pedagogica, è uno strumento flessibile e stimolante per avvicinare alla chimica attraverso uno dei suoi strumenti più rappresentativi.
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