1
00:00:07,239 --> 00:00:08,052
Quale credete che sia

2
00:00:08,052 --> 00:00:09,579
la scoperta più importante

3
00:00:09,579 --> 00:00:11,581
fatta negli ultimi secoli?

4
00:00:11,581 --> 00:00:12,614
Il computer?

5
00:00:12,614 --> 00:00:13,263
L'automobile?

6
00:00:13,263 --> 00:00:14,168
L'elettricità?

7
00:00:14,168 --> 00:00:16,145
O forse la scoperta dell'atomo?

8
00:00:16,145 --> 00:00:19,592
Io direi questa reazione chimica:

9
00:00:19,592 --> 00:00:21,213
una molecola di azoto

10
00:00:21,213 --> 00:00:23,297
più tre molecole di idrogeno

11
00:00:23,297 --> 00:00:26,739
che creano due molecole di ammoniaca.

12
00:00:26,739 --> 00:00:28,343
Questo è il processo Haber

13
00:00:28,343 --> 00:00:30,925
che lega molecole di azoto nell'aria

14
00:00:30,925 --> 00:00:32,431
a molecole di idrogeno,

15
00:00:32,431 --> 00:00:35,564
e che trasforma l'aria in fertilizzante.

16
00:00:35,564 --> 00:00:36,806
Senza questa reazione,

17
00:00:36,806 --> 00:00:39,482
gli agricoltori riuscirebbero a produrre cibo a sufficienza

18
00:00:39,482 --> 00:00:41,348
solo per 4 miliardi di persone;

19
00:00:41,348 --> 00:00:44,880
mentre la nostra popolazione si aggira intorno ai 7 miliardi.

20
00:00:44,880 --> 00:00:46,881
Quindi, senza il processo Haber

21
00:00:46,881 --> 00:00:51,306
oltre 3 miliardi di persone sarebbero senza cibo.

22
00:00:51,306 --> 00:00:55,025
Sapete, l'azoto in forma di nitrato, NO3,

23
00:00:55,025 --> 00:00:58,205
è un nutriente essenziale per la sopravvivenza delle piante.

24
00:00:58,205 --> 00:01:00,706
Crescendo, le coltivazioni consumano azoto,

25
00:01:00,706 --> 00:01:02,425
assorbendolo dal suolo.

26
00:01:02,425 --> 00:01:03,923
L'azoto può essere reintegrato

27
00:01:03,923 --> 00:01:06,346
attraverso dei lunghi processi di fertilizzazione naturale

28
00:01:06,346 --> 00:01:07,845
come la decomposizione delle carcasse di animali

29
00:01:07,845 --> 00:01:09,679
ma gli uomini vogliono far crescere il cibo

30
00:01:09,679 --> 00:01:11,680
molto più velocemente di così.

31
00:01:11,680 --> 00:01:13,591
Ora, ecco la parte frustrante:

32
00:01:13,591 --> 00:01:16,594
il 78% dell'aria è composta da azoto

33
00:01:16,594 --> 00:01:19,396
ma le coltivazioni non possono semplicemente trarre l'azoto dall'aria

34
00:01:19,396 --> 00:01:22,511
perché contiene dei legami tripli molto forti,

35
00:01:22,511 --> 00:01:24,643
che le coltivazioni non riescono a rompere.

36
00:01:24,643 --> 00:01:26,643
Praticamente, ciò che Haber ha fatto

37
00:01:26,643 --> 00:01:27,762
è stato quello di ideare un modo

38
00:01:27,762 --> 00:01:29,529
per sottrarre l'azoto presente nell'aria

39
00:01:29,529 --> 00:01:31,281
per trasferirlo nel terreno.

40
00:01:31,281 --> 00:01:34,864
Nel 1908, il chimico tedesco Fritz Haber

41
00:01:34,864 --> 00:01:36,176
ha sviluppato un metodo chimico

42
00:01:36,176 --> 00:01:39,020
per utilizzare la vasta fornitura di azoto presente nell'aria.

43
00:01:39,020 --> 00:01:39,890
Haber scoprì un metodo

44
00:01:39,890 --> 00:01:41,594
che sottraeva azoto dall'aria

45
00:01:41,594 --> 00:01:43,046
per legarlo all'idrogeno

46
00:01:43,046 --> 00:01:45,242
e formare ammoniaca.

47
00:01:45,242 --> 00:01:47,797
L'ammoniaca può quindi essere iniettata nel suolo,

48
00:01:47,797 --> 00:01:50,506
dove si trasforma velocemente in nitrato.

49
00:01:50,506 --> 00:01:53,100
Ma se il processo Haber doveva essere utilizzato

50
00:01:53,100 --> 00:01:54,950
per sfamare il mondo,

51
00:01:54,950 --> 00:01:55,213
lui doveva necessariamente trovare un modo

52
00:01:55,213 --> 00:01:58,415
per creare molta di questa ammoniaca in maniera facile e veloce.

53
00:01:58,415 --> 00:01:59,381
Per capire

54
00:01:59,381 --> 00:02:01,900
come Haber abbia superato questa sfida,

55
00:02:01,900 --> 00:02:02,179
abbiamo bisogno di sapere qualcosa

56
00:02:02,179 --> 00:02:04,397
riguardo all'equilibrio chimico.

57
00:02:04,397 --> 00:02:06,346
L'equilibrio chimico può essere raggiunto

58
00:02:06,346 --> 00:02:09,514
quando si ha una reazione in un contenitore chiuso.

59
00:02:09,514 --> 00:02:11,233
Per esempio, mettiamo

60
00:02:11,233 --> 00:02:14,346
idrogeno e azoto in un contenitore chiuso

61
00:02:14,346 --> 00:02:16,158
e diamo loro la possibilità di reagire.

62
00:02:16,158 --> 00:02:17,757
All'inizio dell'esperimento,

63
00:02:17,757 --> 00:02:20,370
abbiamo molto azoto e idrogeno,

64
00:02:20,370 --> 00:02:22,006
cosicché la formazione di ammoniaca

65
00:02:22,006 --> 00:02:24,098
procede ad alta velocità.

66
00:02:24,098 --> 00:02:26,680
Ma non appena idrogeno e azoto reagiscono

67
00:02:26,680 --> 00:02:28,261
e si esauriscono,

68
00:02:28,261 --> 00:02:29,883
la reazione rallenta

69
00:02:29,883 --> 00:02:31,842
perché ci sono meno azoto e idrogeno

70
00:02:31,842 --> 00:02:33,625
nel contenitore.

71
00:02:33,625 --> 00:02:36,347
Alla fine, le molecole di ammoniaca raggiungono un punto

72
00:02:36,347 --> 00:02:38,058
in cui cominciano a decomporsi

73
00:02:38,058 --> 00:02:41,339
nuovamente in azoto e idrogeno.

74
00:02:41,339 --> 00:02:43,063
Dopo un po', le due reazioni,

75
00:02:43,063 --> 00:02:45,588
che creano e disfano l'ammoniaca,

76
00:02:45,588 --> 00:02:47,634
raggiungeranno la stessa velocità.

77
00:02:47,634 --> 00:02:49,341
Quando questa velocità si equivale,

78
00:02:49,341 --> 00:02:52,147
diciamo che la reazione ha raggiunto l'equilibrio.

79
00:02:53,146 --> 00:02:55,280
Questo potrebbe sembrare positivo, ma non lo è

80
00:02:55,280 --> 00:02:56,511
quando ciò che volete

81
00:02:56,511 --> 00:02:58,817
è creare tonnellate di ammoniaca.

82
00:02:58,817 --> 00:03:00,336
Haber non vuole affatto

83
00:03:00,336 --> 00:03:01,855
che l'ammoniaca si disfi,

84
00:03:01,855 --> 00:03:03,374
ma se si lascia la reazione

85
00:03:03,374 --> 00:03:04,865
in un contenitore chiuso,

86
00:03:04,865 --> 00:03:06,487
questo è ciò che accadrà.

87
00:03:06,487 --> 00:03:08,794
Ecco dove Henry Le Chatelier,

88
00:03:08,794 --> 00:03:09,981
un chimico francese,

89
00:03:09,981 --> 00:03:11,271
ha potuto dare il suo aiuto.

90
00:03:11,271 --> 00:03:12,705
Ciò che scoprì era

91
00:03:12,705 --> 00:03:14,590
che se prendiamo un sistema in equilibrio

92
00:03:14,590 --> 00:03:16,296
e aggiungiamo qualcosa,

93
00:03:16,296 --> 00:03:17,723
come, ad esempio, ammoniaca,

94
00:03:17,723 --> 00:03:18,715
il sistema lavorerà

95
00:03:18,715 --> 00:03:20,921
per ritornare di nuovo allo stato di equilibrio.

96
00:03:20,921 --> 00:03:22,296
Le Chatelier scoprì inoltre

97
00:03:22,296 --> 00:03:23,469
che se aumentiamo

98
00:03:23,469 --> 00:03:25,596
la quantità di pressione in un sistema,

99
00:03:25,596 --> 00:03:26,761
il sistema cercherà di lavorare

100
00:03:26,761 --> 00:03:28,978
per ritornare alla pressione originaria.

101
00:03:28,978 --> 00:03:30,675
È come essere in una stanza affollata.

102
00:03:30,675 --> 00:03:32,182
Più molecole ci sono,

103
00:03:32,182 --> 00:03:33,773
più è grande la pressione.

104
00:03:33,773 --> 00:03:35,529
Se ritorniamo alla nostra equazione,

105
00:03:35,529 --> 00:03:37,532
vediamo che a sinistra

106
00:03:37,532 --> 00:03:39,681
ci sono quattro molecole

107
00:03:39,681 --> 00:03:41,776
e solo due a destra.

108
00:03:41,776 --> 00:03:44,278
Quindi, se vogliamo che la stanza sia meno affollata,

109
00:03:44,278 --> 00:03:45,872
e ci sia quindi meno pressione,

110
00:03:45,872 --> 00:03:46,779
il sistema comincerà

111
00:03:46,779 --> 00:03:48,670
a combinare azoto e idrogeno

112
00:03:48,670 --> 00:03:51,804
per fare molecole più compatte di ammoniaca.

113
00:03:51,804 --> 00:03:53,821
Haber si accorse che per creare

114
00:03:53,821 --> 00:03:55,100
grosse quantità di ammoniaca,

115
00:03:55,100 --> 00:03:56,604
avrebbe dovuto creare una macchina

116
00:03:56,604 --> 00:03:59,600
che aggiungesse continuamente azoto e idrogeno

117
00:03:59,600 --> 00:04:01,438
mentre aumentava anche la pressione

118
00:04:01,438 --> 00:04:03,314
del sistema in equilibrio,

119
00:04:03,314 --> 00:04:05,480
che è esattamente ciò che fece.

120
00:04:05,480 --> 00:04:08,030
Oggi, l'ammoniaca è uno dei composti

121
00:04:08,030 --> 00:04:10,313
chimici più prodotti al mondo.

122
00:04:10,313 --> 00:04:14,891
Ne sono prodotte circa 131 milioni di tonnellate all'anno,

123
00:04:14,891 --> 00:04:18,314
il che vuol dire circa 131 miliardi di kg di ammoniaca.

124
00:04:18,314 --> 00:04:19,363
È più o meno la massa

125
00:04:19,363 --> 00:04:21,447
di 30 milioni di elefanti africani,

126
00:04:21,447 --> 00:04:24,314
che pesano circa 4500 kg ciascuno.

127
00:04:24,314 --> 00:04:28,087
L'80% dell'ammoniaca è usata nella produzione di fertilizzante,

128
00:04:28,087 --> 00:04:29,041
mentre il resto è utilizzato

129
00:04:29,041 --> 00:04:30,937
nelle lavanderie casalinghe e industriali

130
00:04:30,937 --> 00:04:33,314
e per produrre altri composti azotati,

131
00:04:33,314 --> 00:04:35,265
come l'acido nitrico.

132
00:04:35,265 --> 00:04:36,345
Studi recenti hanno rilevato

133
00:04:36,345 --> 00:04:38,837
che la metà dell'azoto di questi fertilizzanti

134
00:04:38,837 --> 00:04:41,147
non è assimilata dalle piante.

135
00:04:41,147 --> 00:04:42,977
Di conseguenza l'azoto è stato trovato

136
00:04:42,977 --> 00:04:44,642
come composto chimico volatile

137
00:04:44,642 --> 00:04:47,695
nell'atmosfera e nelle riserve d'acqua della Terra,

138
00:04:47,695 --> 00:04:49,646
danneggiando gravemente l'ambiente.

139
00:04:49,646 --> 00:04:51,475
Certo, Haber non aveva previsto questo problema

140
00:04:51,475 --> 00:04:53,095
quando introdusse la sua invenzione.

141
00:04:53,095 --> 00:04:54,773
Seguendo la sua visione pionieristica,

142
00:04:54,773 --> 00:04:56,388
gli scienziati oggi stanno cercando

143
00:04:56,388 --> 00:04:59,054
un nuovo processo Haber del ventunesimo secolo,

144
00:04:59,054 --> 00:05:01,029
che raggiunga lo stesso livello di utilità

145
00:05:01,029 --> 00:05:03,359
senza le conseguenze dannose.