(b. Palermo, Sicilia, 13 luglio 1826; d. Roma, Italia, 10 maggio 1910),
chimica.
Cannizzaro era il più giovane dei dieci figli di Mariano Cannizzaro, magistrato e ministro di polizia a Palermo, e di Anna di Benedetto, che proveniva da una famiglia di nobili siciliani. La Sicilia era sotto il dominio dei Borbone re di Napoli, e la famiglia Cannizzaro sostenuto il regime. Una delle sorelle di Stanislao divenne una dama di compagnia della regina. Da parte di sua madre, tuttavia, c’erano un certo numero di liberali politici. Tre degli zii materni di Cannizzaro furono in seguito uccisi nelle campagne di Garibaldi, e lui stesso divenne un forte antimonarchico.
La prima educazione di Cannizzaro nelle scuole di Palermo era essenzialmente classica, anche se includeva alcune matematiche. Nel 1841 entrò all’Università di Palermo come studente di medicina. Qui conobbe il fisiologo Michele Foderà, che lo introdusse alla ricerca biologica. Con Foderà tentò di operare una distinzione tra nervi centrifughi e centripeti. Nel corso di questo lavoro Cannizzaro realizzò il suo bisogno di una maggiore comprensione della chimica, che fu insegnata molto male all’università.
Nel 1845, al Congresso degli Scienziati Italiani a Napoli, Cannizzaro riportò i risultati dei suoi studi fisiologici e incontrò il fisico Macedonio Melloni, nel cui laboratorio lavorò per un breve periodo. Confida la sua mancanza di formazione chimica a Melloni e di conseguenza viene presentato a Raffaele Piria, professore di chimica all’Università di Pisa e il principale chimico italiano dell’epoca. Prese Cannizzaro come suo assistente di laboratorio, non solo insegnandogli chimica, ma anche permettendogli di prendere parte alle indagini sulle sostanze naturali. Fu a Pisa, tra il 1845 e il 1847, che Cannizzaro decise di dedicarsi alla chimica. Qui divenne anche un amico intimo di Cesare Bertagnini, un allievo molto promettente di Piria. Anche se Bertagnini morì a trent’anni, lui e Cannizzaro, insieme a Piria, furono influenti nella fondazione di una scuola italiana di chimica durante i primi anni del 1850.
Nell’estate del 1847 Cannizzaro tornò a Palermo, con l’intenzione di riprendere gli studi a Pisa in autunno. Ben presto scoprì che una rivoluzione contro i Borboni era in preparazione; e nonostante il conservatorismo della sua famiglia, si unì ai rivoluzionari. Nel gennaio 1848 i Borboni furono cacciati da Napoli e fu istituito il regno di Sicilia. Il giovane Cannizzaro divenne ufficiale di artiglieria e rappresentante alla Camera dei Comuni e prese parte attiva ai combattimenti. Quando la ribellione fallì definitivamente nell’aprile del 1849, fu costretto a fuggire a Marsiglia.
Da Marsiglia si recò a Parigi, dove, attraverso l’influenza di Piria, incontrò Cahours, che lo introdusse nel laboratorio di Chevreul nel Jardin des Plantes. Qui riprese i suoi studi chimici, lavorando con Stanislao Cloëz sulla cianammide e sui suoi derivati.
Nel 1851 Cannizzaro poté tornare in Italia come professore di fisica, chimica e meccanica presso il Collegio Nazionale di Alessandria. Anche se le strutture erano poveri, Piria lo ha esortato ad accettare la posizione perché potrebbe—e in effetti ha fatto—portare a migliori nomine. Cannizzaro ha costruito il laboratorio di ricerca e ha svolto alcuni dei suoi migliori lavori in chimica organica lì.
Come risultato del suo lavoro ad Alessandria, Cannizzaro è stato nominato professore di chimica presso l’Università di Genova nel 1855. All’università non esisteva un laboratorio; e Cannizzaro, ottimo insegnante, poté per un certo periodo dedicare molta riflessione al suo corso di chimica teorica. Fu da Genova che nel 1858 inviò la lettera che descriveva il corso su cui si basa principalmente la sua fama. Nel settembre 1860 partecipò al Congresso di Karlsruhe, in cui fece conoscere le sue idee al mondo chimico. Nel 1856 o 1857 Cannizzaro sposò, a Firenze, Henrietta Withers, figlia di un pastore inglese. Avevano una figlia e un figlio, che divenne architetto.
Gli eventi politici cambiarono nuovamente il corso della carriera di Cannizzaro. La rivolta siciliana di Garibaldi del 1860 ebbe successo, e Cannizzaro tornò nella sua nativa Palermo per prendere parte al nuovo governo. Questa volta non partecipò ai combattimenti veri e propri, ma divenne membro del Consiglio straordinario dello Stato di Sicilia. Nel 1861 fu nominato professore di chimica inorganica e organica all’Università di Palermo. Ancora una volta dovette organizzare e costruire un laboratorio, poiché l’unica struttura per la ricerca chimica era la stessa piccola stanza che era stata disponibile nei suoi giorni da studente. Cannizzaro ebbe un tale successo nei suoi sforzi che Palermo divenne il centro di educazione chimica in Italia. Uomini come Wilhelm Körner, che ideò il metodo per localizzare la posizione dei sostituenti nell’anello del benzene, e Adolf Lieben, in seguito un noto chimico organico a Vienna, furono tra i suoi studenti. Allo stesso tempo fu attivo nell’istituzione di scuole di vario tipo a Palermo, e durante un’epidemia di colera fu commissario alla sanità pubblica.
Con l’unità d’Italia, Cannizzaro fece il suo ultimo passaggio, all’Università di Roma nel 1871. Come prima, ha scoperto che le strutture di laboratorio erano state trascurate. Fondò quindi l’Istituto Italiano di Chimica nell’antico Convento di San Lorenzo. Nel laboratorio funzionante che ha istituito è stato in grado di continuare il lavoro sulla costituzione di sostanze naturali che aveva iniziato con Piria. I suoi sforzi durante l’ultima parte della sua vita sono stati dedicati a determinare la struttura della santonina, che ha dimostrato di essere uno dei pochi composti naturali derivati dal naftalene. Con il suo trasferimento a Roma, Cannizzaro fu nominato senatore del regno. Come a Palermo, ha trascorso molto tempo su doveri pubblici e civili.
Cannizzaro continuò a tenere le sue lezioni con grande entusiasmo e successo fino quasi alla fine della sua vita, interrompendole solo l’anno prima della sua morte a ottantatré anni. Durante l’ultima parte della sua vita è stato onorato dalla maggior parte delle importanti società scientifiche d’Italia e del resto d’Europa. Nel centenario della sua nascita nel 1926, durante il Secondo Congresso Nazionale Italiano di Chimica Pura e Applicata, il suo corpo fu trasferito al Pantheon di Palermo.
Cannizzaro ha svolto tutto il suo lavoro sperimentale nel campo della chimica organica. Ogni volta che aveva un laboratorio a disposizione, ha continuato il lavoro sulle sostanze naturali che aveva iniziato a Pisa. Ha anche dedicato molto tempo allo studio degli alcoli aromatici, una classe di composti poco conosciuti prima del suo lavoro. Nel 1853, mentre studiava il comportamento della benzaldeide, scoprì la sua reazione con l’idrossido di potassio, in cui una riduzione dell’ossidazione produce sia acido benzoico che alcool benzilico. Questo è ancora noto ai chimici organici come la ” reazione di Cannizzaro. Fu anche il primo a proporre il nome “hydroxyl” per il radicale OH.
La fama duratura di Cannizzaro dipende però dalla lettera che scrisse nel 1858 all’amico Sebastiano de Luca, succeduto a Bertagnini nella cattedra di Piria a Pisa. Si tratta del famoso “Sunto di un corso di filosofia chimica fatto nella Reale Università di Genova”, pubblicato nella rivista Nuovo cimento, fondata a Pisa da Piria, nello stesso anno e ristampato come opuscolo nel 1859. È stato spesso ripubblicato e tradotto.
La complicata condizione della chimica che portò Cannizzaro a comporre la sua lettera derivava da eventi e personalità che risalgono a cinquant’anni prima della comparsa del “Sunto”. Quando Dalton pubblicò il primo volume del libro che spiegava la sua teoria atomica nel 1808, considerò ma respinse l’idea che volumi uguali di gas nelle stesse condizioni contenessero un numero uguale di particelle. Solo pochi anni dopo, nel 1811, Amedeo Avogadro riprese questa idea. Facendo una chiara distinzione tra atomi (che ha chiamato “molecole elementari”) e molecole (“molecole integrali”), è stato in grado di trarre una serie di conclusioni importanti. Tre anni dopo Ampère propose un’idea simile. Se le conclusioni dedotte da questa ipotesi fossero state accettate nel momento in cui sono state suggerite, ai chimici sarebbe stato risparmiato mezzo secolo di confusione. Tuttavia, i documenti non erano ben compresi; e i fatti chimici noti non erano sufficienti a fornire tutte le prove necessarie per confermare l’ipotesi. Ancora più importante, le autorità che dominarono il pensiero chimico durante la prima metà del diciannovesimo secolo, Berzelius e Dumas, non accettarono l’idea.
Berzelius non distingueva gli atomi dalle molecole, parlando indifferentemente di un atomo di idrogeno o di un atomo di alcol. La sua teoria elettrochimica (dualistica), alla quale cercò di conformare tutti i fatti, richiedeva che i composti chimici fossero tenuti insieme da cariche elettriche opposte. Quindi, non poteva esserci una combinazione di atomi elettricamente simili, e l’idrogeno e l’ossigeno non potevano essere biatomici. Le determinazioni analitiche dei pesi atomici di Berzelius erano basate sulla legge di Gay-Lussae di combinare volumi di gas e nella maggior parte dei casi erano abbastanza accurate; tuttavia non era in grado di applicare questa legge in modo coerente ai composti solidi, e quindi un certo numero di suoi valori per i pesi atomici erano errati.
Dumas riconobbe che le determinazioni della densità di vapore potevano essere utilizzate per determinare i pesi atomici; ma poiché anche lui confondeva atomi e molecole, scrisse dell’acqua come composta da “un atomo di idrogeno” e “mezzo atomo di ossigeno”.”(Per Berzelius il concetto di mezzo atomo era ridicolo. Dumas determinò la densità di vapore di mercurio, fosforo, arsenico e zolfo e trovò pesi “atomici” che credeva fossero incredibilmente alti. Ha quindi scartato l’ipotesi di Avogadro. Nel 1843 Berzelius accettò i risultati sperimentali di Dumas e rifiutò definitivamente il concetto di Avogadro. L’influenza di questi due uomini era così forte che l’ipotesi dei pesi atomici aveva poche possibilità di essere accettata.
Nel frattempo, nel 1813, Wollaston aveva proposto l’uso di pesi equivalenti come unità fondamentali della chimica. Pesi equivalenti appello a molti chimici perché sembravano essere determinabile sperimentalmente senza ricorrere a qualsiasi teoria. La confusione è stata aumentata perché non c’era una standardizzazione del significato per molte formule impiegate per rappresentare composti chimici. Simboli che coinvolgono atomi sbarrati o doppi è venuto a significare cose diverse per diversi chimici. Quando Laurent e Gerhardt provarono nel 1840 a tornare al principio di Avogadro, andarono troppo lontano e introdussero nuova confusione nella chimica. Alcuni uomini, come M. A. A. Gaudin, un calcolatore nel Bureau des Longitudes in Francia, apprezzato l’ipotesi Avogadro e pubblicato il lavoro a seconda di esso; ma erano al di fuori dei circoli ufficiali e non ha avuto alcuna influenza.
Quindi, quando Cannizzaro scrisse il “Sunto”, non c’era accordo tra i chimici su quali valori dovessero essere adottati per i pesi atomici, molecolari o equivalenti; nessuna possibilità di sistematizzare la relazione dei vari elementi; e nessuna unanimità su come i composti organici dovrebbero essere formulati.
La carenza di strutture di laboratorio nelle varie università in cui aveva insegnato e il proprio entusiasmo per l’insegnamento avevano combinato a indurre Cannizzaro a dedicare molta riflessione ai corsi da lui tenuti. Riconobbe bene la difficoltà incontrata dai suoi studenti nell’apprendimento della chimica quando scoprirono che anche i maestri della scienza non potevano essere d’accordo su ciò che costituiva la struttura fondamentale dei composti chimici. Credendo di aver capito come fosse sorta questa confusione, si mise a spiegare nel modo più semplice e chiaro possibile quale fosse la vera base della chimica. Il suo essere italiano forse permise a Cannizzaro di vedere più chiaramente dei chimici stranieri ciò che il suo connazionale Avogadro aveva suggerito quasi cinquant’anni prima. Nel suo corso teorico ha ora proposto di chiarire le difficoltà che erano sorte. La sua lettera a Luca delineava lo sviluppo delle sue idee pedagogiche.
Cannizzaro è stato colto nella storia della chimica e quindi è stato in grado di sviluppare il suo corso storicamente. Non solo ha dato credito al lavoro di personaggi noti, ma ha anche dedicato del tempo a autori poco noti come Gaudin. Le sue prime quattro lezioni erano puramente storiche, per dare ai suoi studenti lo sfondo per comprendere la situazione attuale della chimica.
Cannizzaro ha iniziato sottolineando la distinzione tra atomi e molecole fatta da Avogadro e Ampère. Ha poi spiegato le teorie di Berzelius e come avevano fuorviato il maestro analista. Egli ha anche mostrato come Dumas si era sentito costretto a concludere che ci sono state diverse regole che regolano la chimica inorganica e organica. Ha esaminato i contributi di molti chimici più vicini al suo tempo, mostrando quanto spesso si fossero avvicinati alla verità senza rendersene completamente conto. In tutto questo, revisione storica ha ripetutamente insistito sul fatto che l’applicazione di ipotesi di Avogadro spiegato le incongruenze notato da altri e che nessun fatto contraddicendolo erano noti.
Era quindi pronto, nella sua quinta lezione, a mostrare come l’ipotesi di Avogadro potesse essere utilizzata. La maggior parte di ciò che egli ha sottolineato era stato dichiarato, o almeno implicito, da Avogadro; ma Cannizzaro ha portato fuori molto più chiaramente ed è stato in grado di fornire una ricchezza di esempi da casi che non erano stati conosciuti in precedenza. Ha sottolineato che poiché tutti i pesi atomici sono relativi, è necessario scegliere un peso standard con cui confrontare tutti gli altri valori. Scelse l’idrogeno come standard, ma poiché sapeva che era biatomico, usò “mezza molecola di idrogeno” come unità. Usando questo termine evitò l’errore di Dumas, il “mezzo atomo di idrogeno” che aveva così disturbato Berzelius.
Cannizzaro accanto disse ai suoi studenti, “Confrontare le varie quantità di stesso elemento contenuto nella molecola di sostanza priva e in quelle di tutti i suoi componenti diversi, e non sarà in grado di sfuggire la seguente legge: diverse quantità di stesso elemento contenuto in molecole diverse, sono tutti multipli di una stessa quantità, che, essendo sempre tutto, ha il diritto di essere chiamato un atomo.”Questo ha chiamato la legge degli atomi, e Partington dice che merita di essere chiamato il principio di Cannizzaro. Ha dato numerosi esempi dell’applicazione di questa legge, specialmente ai metalli, i cui pesi atomici erano in un particolare stato di confusione.
Il metodo per determinare i pesi molecolari mediante l’uso di densità di vapore dipendeva dall’esistenza di composti volatili. Quando tali composti non erano noti per un dato elemento, Cannizzaro usava analogie o dipendeva dalla relazione tra peso atomico e calore specifico scoperto da Dulong e Petit. Nel caso in cui entrambi i metodi potrebbero essere utilizzati, ha dimostrato che hanno dato lo stesso risultato. Questo rafforzò la sua argomentazione. Nella sua discussione sui radicali organici Cannizzaro ha sottolineato la loro somiglianza nel combinare il potere agli atomi di vari elementi. Questo approccio è venuto molto vicino a una dichiarazione della teoria della valenza, che non era ancora stato chiaramente enunciato. Ha sottolineato che i radicali come il metile sono monatomici, come l’idrogeno, mentre i radicali come l’etilene assomigliano a composti mercurici o rameici. “L’analogia tra i sali mercurici e quelli di etilene o propilene non è stata notata, per quanto ne so, da nessun altro chimico.”
Così, nel suo” Sunto ” Cannizzaro non solo richiamò ancora una volta l’attenzione sull’ipotesi di Avogadro, rese completamente chiara la distinzione tra atomi e molecole, e mostrò come le densità di vapore potessero essere utilizzate per determinare i pesi molecolari (e i pesi atomici), ma pose completamente a riposo l’idea che la chimica inorganica e organica funzionassero secondo regole diverse. Come Tilden ha riassunto il suo lavoro nel Cannizzaro Memorial Lecture to the Chemical Society, ” C’è, infatti, ma una scienza della chimica e un insieme di pesi atomici.”
Quando il” Sunto ” fu pubblicato per la prima volta, attirò poca attenzione, probabilmente a causa del luogo e della lingua della sua pubblicazione. I chimici crescevano sempre più frustrati nei loro tentativi di sistematizzare la loro scienza. Ciò è particolarmente vero per i lavoratori più giovani, che sono stati più attivi nella ricerca e che più sentito il bisogno di una solida base teorica per i loro studi. Uno spirito guida in questa ricerca di un background è stato August Kekulé, che aveva appena pubblicato il suo articolo epocale sul collegamento delle catene di carbonio e la tetratomicità del carbonio. Nella primavera del 1860 propose al suo amico Carl Weltzien, professore di chimica alla Technische Hochschule di Karlsruhe, che un congresso internazionale di chimici fosse chiamato a stabilire, tra le altre cose, definizioni più precise dei concetti di “atomo, molecola, equivalente, atomicità, alcalinità, ecc.”In collaborazione con Charles Wurtz di Parigi, Kekulé e Weltzien organizzarono il primo congresso internazionale di chimica, che si riunì a Karlsruhe per tre giorni, a partire dal 3 settembre 1860. La maggior parte degli uomini presenti erano i chimici più giovani, attivi nella ricerca e quindi ansiosi di chiarire le basi dei loro studi. Molti degli uomini più anziani affermati, come Liebig e Wöhler, più sicuri delle loro idee teoriche, non sono venuti. Dumas è stato il più importante dei lavoratori più anziani che hanno partecipato, ma ha trascorso gran parte del suo tempo a ribadire l’idea della differenza tra chimica inorganica e organica.
Il primo giorno dell’incontro, la discussione si è concentrata sulla distinzione tra molecole fisiche, che significava particelle di un gas, liquido o solido; molecole chimiche, la parte più piccola di un corpo che partecipa a una reazione ma che può essere divisa; e atomi, che non possono essere divisi. Anche se Kekulé ha sostenuto questa distinzione, Cannizzaro ha dichiarato che non poteva vedere alcuna differenza tra molecole fisiche e chimiche. Il secondo giorno sono state discusse questioni di nomenclatura, e il terzo giorno c’è stata una vivace considerazione se i principi di Berzelius dovrebbero essere adottati ai fini della nomenclatura. Cannizzaro consegnato una lunga confutazione di questa proposta in cui ha riassunto gli argomenti che aveva usato nel ” Sunto.”Ha difeso con forza l’ipotesi di Avogadro e ha sottolineato che le pressioni anomale di vapore di alcune sostanze potrebbero essere spiegate dal fenomeno della dissociazione a temperature più elevate, che era stato recentemente scoperto da Deville. Nella discussione che seguì, l’opinione prevalente era che non si poteva votare su questioni scientifiche e che ogni scienziato doveva avere piena libertà di usare il sistema che preferiva.
Cannizzaro se ne andò alla fine dell’incontro, probabilmente sentendo che i suoi sforzi erano stati inutili. Tuttavia, il suo amico Angelo Pavesi, professore di chimica all’Università di Pavia, rimase indietro e distribuì copie del “Sunto” che Cannizzaro aveva portato con sé. Questo fu il passo decisivo, perché portò le argomentazioni chiare e logiche di Cannizzaro all’attenzione dei principali chimici dell’epoca. Poiché questi argomenti erano stati preparati per introdurre gli studenti alla chimica, non hanno omesso alcun passo nel ragionamento o nelle deduzioni e quindi erano ideali per convincere anche i chimici praticanti i cui preconcetti avrebbero potuto impedire loro di seguire una versione più condensata.
Uno dei primi a vedere il significato del documento fu Lothar Meyer, che lesse l’opuscolo sulla via del ritorno a Breslavia. Mentre lo esprimeva, le squame cadevano dai suoi occhi e lui era convinto. Il suo libro Die modernen Theorien der Chemie, pubblicato nel 1864, utilizzò le idee di Cannizzaro in tutto ed esercitò una forte influenza sul mondo chimico. Anche Mendeleev partecipò al congresso e in seguito scrisse della difesa che Cannizzaro aveva presentato per l’ipotesi di Avogadro. Fu il riconoscimento dei veri pesi atomici che permise a Meyer e Mendeleev di formulare la legge periodica alla fine degli anni ‘ 60.
In chimica organica scomparve anche la confusione delle formule che aveva avuto origine nel disaccordo sull’uso di pesi atomici o equivalenti di carbonio e ossigeno. La strada è stata aperta per il pieno sviluppo della teoria strutturale sviluppata da Butlerov e altri nel decennio successivo al Congresso di Karlsruhe. Nel 1860 il mondo chimico era pronto per il rilancio dell’ipotesi di Avogadro, ma fu la grande logica e chiarezza della presentazione di Cannizzaro a facilitarne l’accettazione.
BIBLIOGRAFIA
I. Opere originali. C’è una bibliografia degli articoli di Cannizzaro sulla chimica sperimentale in Bulletin. Société chimique de France, 4a ser., 7 (1910), VII–XIII. La reazione di Cannizzaro è descritta da Cannizzaro stesso in “Ueber den der Benzoësäure entsprechenden Alkohol”, in Annalen der Chemie di Justus Liebig, 88 (1853), 129-130; 90 (1854), 252-254. “Sunto di un corso di filosofia chimicu fatto nella Reale Università di Genova” apparve in Nuovo cimento, 7 (1858), 321-366, e fu ripubblicato come opuscolo (Pisa, 1859). Una traduzione in inglese è Alembic Club Reprints, no. 18 (Edimburgo, 1910); e una traduzione tedesca è il Klassiker der Exacten Wissenschaften di Ostwald, n.30 (Lipsia, 1891).
II. Letteratura secondaria. Ampio materiale biografico è in W. A. Tilden. “Cannizzaro Memorial Lecture”, in Journal of the Chemical Society. 101 (1912). 1677-1693; e Domenico Marotta, “Stanislao Cannizzaro”, in Gazzetta chimica italiana, 69 (1939), 689-717. Una biografia più breve è A. Gautier, “Stanislas Cannizzaro”, in Bulletin. Société chimique de France, 4a ser, 7 (1910). I-VI. La parte di Cannizzaro al Congresso di Karlsruhe è descritta da Clara de Milt, “Carl Weltzien e il Congresso di Karlsruhe”, in Chymia, 1 (1948). 153–169.
Henry M. Leicester