Contesto tecnologico: L'IDROGENO

Secondo il principio di Archimede, "ogni corpo immerso in un fluido riceve una spinta verticale dal basso verso l'alto, pari per intensità al peso del volume di fluido spostato": il dirigibile, volando immerso in una miscela di gas chiamata aria, avrà una spinta ascensionale pari al peso dell'aria (poco più di 1 kg/m³) che occupa il suo volume, ma ciò significa che occorrono grandi volumi di gas leggeri per sollevare un tale gigante del cielo. Tra i gas, i due principalmente impiegati erano l'idrogeno e l'elio: entrambi hanno una grande capacità di sollevamento ma mentre il primo è molto infiammabile e costa poco, il secondo non è infiammabile ed ha un costo molto elevato. Agli inizi tuttavia fu preferito l'idrogeno (più facile da reperire).

L'idrogeno è il primo elemento chimico che troviamo sulla tavola periodica, è il più leggero di tutti ed è anche il più abbondante nell'universo osservabile (lo troviamo infatti nell'acqua, in tutti gli organismi viventi) e forma composti con la maggior parte degli elementi.

La natura di questo gas, cominciò ad emergere nel XVI secolo quando Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim, meglio noto come Peracelso, descrisse un prodotto gassoso (definendolo "aria che scoppiava") che si formava quando il ferro veniva fatto reagire con l'acido solforico.

Nel 1671, il chimico e fisico inglese Robert Boyle, condusse alcuni famosi esperimenti sui gas e sulla combustione; nello stesso anno pubblicò l'articolo "New experiments touching the relation between flame and air" nel quale descrisse la reazione che portava alla formazione di H₂ gassoso. Fu inoltre il primo a raccogliere un gas in un contenitore e a dargli un nome.

Esperimenti di H.Cavendish con l'idrogeno

Tuttavia la scienza non comprese l'importanza di questo gas fino a quando nel 1766, Henry Cavendish, fisico e chimico irlandese, cominciò ad indagare sulle sue proprietà, riuscendo a dimostrare che in realtà quell'aria infiammabile era una sostanza distinta e ben definita con una densità tra le 7 e le 11 volte inferiore a quella dell'aria. Fu proprio questa caratteristica a suscitare un interesse sempre maggiore della scienza e dei costruttori di palloni aerostatici che fino a quel momento utilizzavano l'aria calda.

Apparecchio di Lavoisier per produrre acqua

Questa sostanza fu chiamata "Idrogeno" solo nel 1783 da Antoine-Laurent de Lavoisier, chimico francese. Egli ideò un apparecchio in cui prima di tutto veniva fatto il vuoto, successivamente l'idrogeno da un tubo e l'ossigeno attraverso un secondo tubo erano convogliati in un'ampolla posta al centro dove, mediante una scintilla, si innescava la combustione. Il flusso di idrogeno rispetto a quello dell'ossigeno era in rapporto di 2:1 e la combustione era mantenuta per un lungo tempo durante il quale si generavano delle goccioline di acqua che si depositavano sul fondo. Grazie a questo esperimento Lavoisier dimostrò che l'acqua non era un elemento ma un composto di ossigeno e idrogeno in determinate percentuali e trovò inoltre un nuovo metodo più efficiente per ricavare l'idrogeno (elettrolisi dell'acqua).