ARTICOLO VI.

Spiegazione, ed uso delle prime cinque Tavole,

e maniera di formarne altre simili per qualunque dissoluzione.

            Le cinque prime Tavole poste alla fine del presente Saggio hanno per oggetto di rendere più facile l'uso dell'Areometro rapporto alle dissoluzioni, per cui ciascuna di esse è formata, che sono le più usuali e comuni. La prima è calcolata per le dissoluzioni dell'acqua collo zucchero, la quale senza grande variazione serve altresì pe' mosti; dacché gl'ingredienti principali del mosto sono appunto l'acqua, e la parte zuccherosa; e le altre sostanze, come il tartaro, la resina, la materia colorante, la parte mucillaginosa o vi si trovano in piccolissima dose, o non alterano gran fatto il peso specifico dell'acqua. La seconda Tavola è formata per le dissoluzioni del sal comune, ed è acconcia per conoscere la dose del sale entro l'acqua marina. La terza ha per oggetto le dissoluzioni del nitro. La quarta serve pe' varj mescugli dell'acqua col Latte vaccino. La quinta finalmente fu costruita per conoscere le mescolanze dello spirito di vino con l'acqua, e può servire per quelle specie di vini, che sono più leggieri dell'acqua stessa. Nella prima colonna di ciascuna di queste Tavole vi sono espressi i gradi dell'Areometro, i quali nelle quattro prime Tavole calcolate per quelle dissoluzioni, che sono più pesanti dell'acqua, s'intendono gradi inferiori allo zero, ed indicano aumento di peso: quelli poi della quinta Tavola per lo spirito di vino, s'intendono gradi superiori allo zero, e indicano diminuzione di peso. Il numero de' gradi nella prima Tavola arriva a 152, e nelle due susseguenti sino agli 80; ch'è al di là di quello, che l'acqua possa tenere in dissoluzione di quelle rispettive sostanze. Nelle due ultime Tavole poi i gradi non doveano essere né più, né meno di quello, che realmente sono, per la ragione, che aggiungerò in appresso. Nella seconda colonna di ciascuna Tavola sta espressa la quantità dell'acqua corrispondente a ciascun grado; avvertendo, che lo stesso numero esprime sì il peso, che il volume dell'acqua stessa. Nella terza colonna vi è notato il numero indicante il peso della sostanza disciolta; e nella quarta colonna il suo volume corrispondente.

            Per l'intelligenza di tutto questo è necessario avvertire, che il volume di qualunque sostanza semplice, o composta si considera sempre uguale a 1000, e che tutta la differenza consiste nella diversità di peso; poiché computandosi come 1000,00 il peso dell'acqua pura, quello dello zucchero è, come 1942,50; quello del sal marino, come 4542,23; quello del nitro, come 5912,95, ec. Suppongasi ora un recipiente qualunque pieno di acqua distillata, questa sì rapporto al suo peso, che al suo volume sarà uguale a 1000, e l'Areometro entro ad essa segnerà zero. A questo volume di acqua, che si suppone distinto in 1000 porzioni, se ne levino otto porzioni, e vi si aggiungano in vece otto porzioni di zucchero, di sale comune, di nitro, ec. il volume di questa dissoluzione sarà ancora uguale a 1000; ma il suo peso sarà accresciuto più, o meno in ragione del peso specifico della nuova sostanza aggiunta; e questo accrescimento, ossia, eccesso di peso, che hanno le otto parti della sostanza aggiunta sopra il peso delle otto parti di acqua, che si sono tolte, è appunto quello, che viene indicato dall'Areometro. Venghiamo ora all'uso delle Tavole. Galleggi per esempio l'Areometro entro una dissoluzione di acqua, e di zucchero a gradi 44. Questi indicano, che il peso della detta dissoluzione supera di 88 millesimi quello dell'acqua pura. Prendasi quindi per mano la Tavola prima, e si troverà, che rimpetto ai gradi 44, nella seconda colonna vi è notato 907, e nella terza colonna 181; il che significa, che il peso dell'acqua nella detta dissoluzione è uguale a 907, ed il peso dello zucchero uguale a 181; di maniera che sommando insieme questi due pesi, ne risulta il peso totale 1088 indicato dai gradi 44 dell'Areometro. Lo stesso numero poi 907 indica anche il volume dell'acqua, ed il numero 93 della quarta colonna esprime il volume dello zucchero; di maniera che sommando insieme il volume dell'acqua 907, col volume 93 dello zucchero, ne risulta l'intero volume 1000. Similmente se entro una dissoluzione di nitro l'Areometro si stabilisca a gradi 13; la Tavola terza indicherà, che il peso dell'acqua vi è uguale a 995; il peso del nitro uguale a 31; e così pure il volume dell'acqua come 995, e quello del nitro, come 5.

            Occorre bene spesso o per oggetto di medicina, o per altri usi domestici di doversi servire del Latte vaccino, il quale il più delle volte non è di quella qualità, che si richiede, o per essere di sua natura troppo acquidoso, o perché sia stato adulterato dalle venditrici. Per assicurarsi dunque della qualità di questo liquore è costruita la Tavola quarta. Primieramente con varie prove mi sono assicurato, che il miglior Latte vaccino pesa 32 millesimi più dell'acqua pura, e quindi la sua gravità specifica essere, come 1032. Per questa ragione dovea essere estesa la detta Tavola, fino a' gradi 16 soltanto; i quali indicano appunto 32 millesimi di maggior peso. Il suo uso è analogo a quello delle altre Tavole; imperciocché se entro una data qualità di questo liquore l'Areometro verrà ad affondarsi a gradi 14; ivi dirimpetto si vedrà tosto essere il peso dell'acqua come 125; il peso del Latte come 903; il volume dell'acqua similmente come 125; e quello del latte come 875.

            La Tavola quinta è disposta, come dissi, per lo spirito di vino. Fu domandato da alcuni, se per mezzo dell'Areometro si possa conoscere la quantità dell'acqua, e dello spirito di vino, che sono contenuti in una data mescolanza. Il Sig. Baumé risponde, ciò essere impossibile: io, tutto all'opposto, rispondo: ciò essere anzi possibilissimo. Con un Areometro, quale era il suo, i cui termini fissi stanno appoggiati l'uno all'acqua pura, e l'altro ad un mescuglio di 90 oncie di acqua, e 10 oncie di sal marino, non si giungerà mai, io lo accordo, a ricavare la quantità di questi due ingredienti. Ma quando l'Areometro sia graduato in guisa, che ogni suo grado sopra lo zero abbia a marcare un dato numero di millesimi di minor peso, qualunque sia la dissoluzione, cui s'immerge; quando si abbia stabilito un termine, fin dove si può giungere con l'arte a rettificare lo spirito di vino, l'istrumento indicherà sempre colla sua immersione, quanto il liquore sia lontano dall'uno, o dall'altro termine, e per conseguenza qual dose di acqua, e di spirito concorra a formare la mescolanza. Né giova il dire, che non si giungerà mai a spogliare lo spirito di vino di tutta l'acqua, che contiene; dacché in questo caso lo spirito non sarebbe più spirito; mentre una porzione di acqua entra a formare una delle sue parti componenti. Imperciocché niuno ha mai preteso di spogliare lo spirito di vino della sua acqua di combinazione; né tampoco è punto ciò necessario; basta solo determinare un punto, fin dove lo spirito di vino può essere artificialmente rettificato, e questo punto dopo varj esami si è stabilito esser quello, quando il suo peso specifico è 170 millesimi in circa minore dell'acqua distillata; ossia, il che torna lo stesso, quando il suo peso sta al peso dell'acqua pura, come 830 a 1000 per un di presso. Per questa ragione la medesima Tavola quinta dovea essere estesa fino a' gradi 85, perché questi indicano appunto la diminuzione di 170 millesimi di peso, e quando l'istrumento si fissa a questo termine mostra, che lo spirito di vino è de' più eccellenti.

            Conosciuto l'uso delle cinque Tavole prime, rapportate alla fine del presente Opuscolo, restami additar la maniera di costruirne delle altre per qual siesi dissoluzione. Vogliasi a cagione di esempio formare una Tavola per le dissoluzioni del cremor di tartaro. Prima d'ogni altra cosa si cerchi, quale sia il peso specifico di questo sale, secondo la maniera descritta all'articolo IV e suppongasi per ora, che sia, come 3500. Ciò premesso, si dispongano le quattro colonne della Tavola da formarsi, nella prima delle quali si notino i gradi dell'Areometro, cominciando da zero fino a quel numero di gradi, che meglio piace. Nella seconda colonna destinata al peso, e pel volume dell'acqua, rimpetto allo zero della prima, si noti il numero 1000. Nella terza poi, che dee esprimere il peso del cremor di tartaro, e così pure nella quarta, che dee indicarne il volume, ivi dirimpetto si noti similmente zero. Essendo le cose così disposte; per sapere qual diminuzione di peso, e di volume debbasi esprimere nella seconda colonna corrispondentemente ad ogni grado, si prenda l'eccesso del peso, onde il cremor di tartaro supera il peso dell'acqua, il quale eccesso, seguendo il supposto già fatto, sarebbe di 2500. Questo si divida per metà, ed avrassi 1250, che saranno altrettanti gradi dell'Areometro, pe' quali deve esser diviso il peso, e volume di acqua 1000; per avere la parte corrispondente, che deve esser scemata per ciascun grado. Sicché diviso il peso 1000 pe' gradi 1250, il quoziente è appunto la porzione, onde di grado in grado successivamente l'acqua deve esser scemata. Perciò nella seconda colonna essendo notato 1000 rimpetto allo zero della prima; rimpetto a gradi uno dee notarsi 999 ; cioè, meno di 1000; rimpetto a gradi due si esprima 998 ; rimpetto a gradi tre 997 , e così via via per tutti i gradi, levando sempre dal peso del grado antecedente. Per avere poi la porzione di peso del cremor di tartaro da aggiungersi di grado in grado nella terza colonna, si divida il suo peso totale 3500 pe' medesimi gradi 1250, ed il quoziente 2 sarà la porzione da aggiungersi di grado in grado. Perciò nella terza colonna rimpetto allo zero dell'Areometro essendo notato zero, rimpetto a' gradi uno si noti 2 , rimpetto a' gradi due 5 ; a' gradi tre 8 ; a' gradi quattro 11 , e così di mano in mano, aggiungendo sempre 2 al grado antecedente. Nella quarta colonna; che deve esprimere di grado in grado il volume corrispondente, si nota il complemento del numero espresso nella seconda colonna per arrivare al 1000. Perciò rimpetto a gradi uno, ove nella seconda colonna è notato 999 , si nota nella quarta , che sommati insieme fanno 1000; di rimpetto a gradi due si nota 1 ; a gradi tre 2 , e così pe tutti i gradi, fino alla intiera formazione della Tavola. Per togliere poi l'imbarazzo delle frazioni; queste si computano come unità, se sorpassano la metà dell'intiero; oppure, si trascurano, se sono al di sotto della metà.

            Per avere una prova maggiore della esattezza del nostro Areometro, dopo varie prove sintetiche, volli sperimentarlo anche per via analitica. Se l'istrumento è fedele nelle sue indicazioni, ne dee seguire, che analizzando poscia questa mescolanza, che con esso si era esaminata, ossia, separando la materia disciolta dal fluido dissolvente, si dee riscontrare fra le due sostanze quella medesima proporzione, che era stata indicata dall'Aerometro stesso. A tale oggetto presi grani 3584 di acqua marina entro alla quale l'Areometro marcava gradi 12; e perciò secondo la Tavola seconda il peso del sale vi dovea essere in proporzione al peso dell'acqua, come 30 a 994. Sicché fra i 3584 grani di acqua marina, doveansi riscontrare grani 105 di sale, e grani 3479 di acqua pura. Esposi pertanto quest'acqua ad una lenta svaporazione, ed ogni cosa ridotta a secco, raccolsi 102 grani di sale, cioè, tre soli grani meno di quello, che avea indicato l'Areometro; il che dovette succedere in grazia delle altre lordure contenute nell'acqua stessa. Replicata questa prova con le dissoluzioni di altri sali, ne ottenni i medesimi risultati.

ARTICOLO VII.

Della causa della dilatazione de' fluidi.

            Tra l'immensa varietà degli esseri, da' quali siamo per ogni parte circondati, niente ci si presenta allo sguardo di stabile, e di permanente: tutto ad ogni istante cambia di grandezza, e di mole; i legni, i marmi, i bitumi, i fluidi; le pietre, i metalli crescono ad ogni tratto, e diminuiscono di volume; ed ogni cosa col variar delle stagioni, e col semplice passaggio dalla notte al giorno, e dall'uno all'altro sito, si allunga, e si abbrevia, si dilata, e si raccorcia con una irregolarità, che sparge della confusione nella serie delle nostre conoscenze. Ora la causa primaria, universale, costante, onde tutte le sostanze aumentano di volume non è che l'assorbimento del calorico, ossia del fluido igneo, il quale introducendosi per entro alle loro parti integranti, ne diminuisce l'aderenza, le separa l'una dall'altra, e le sforza ad occupare uno spazio maggiore. Avrei anche detto, essere questa la causa unica, se alcuni corpi solidi, non facessero una eccezione alla universalità di questa causa. Imperciocchè l'acqua ossia in natura, ossia ridotta in vapori, e sparsa per l'atmosfera insinuandosi fra le molecole di alcune sostanze, come sono i legni, le minugie, le corde, i panni, la carta, le tele, ed altre di simil genere, le dilata per tutti i sensi, e parecchie volte un tale effetto è più sensibile di quello, che deriva dal calorico stesso. Ma oltr'a che l'acqua insinuandosi ne' corpi, li aumenta di peso egualmente, che di volume, essa non ha poi veruna azione né sopra parecchj altri corpi solidi, come sono i metalli, né sopra niuno di quelli, che si trovano in istato di liquore; e quindi niente osta, che si abbia a riguardare il calorico, come causa primaria della dilatazione di tutti i corpi.

            In due differenti stati non per tanto può ritrovarsi il calorico: o allora quando rimane strettamente unito alle sostanze dalla forza di una mutua affinità; ed in questo stato, formando una parte del corpo stesso, si chiama calorico combinato, e secondo il parere de' moderni Chimici, non produce alcun effetto rapporto ad aumentarne il volume: oppure allorché separandosi da alcuna delle basi primiere, cui era unito, medianti le infinite chimiche dissoluzioni operate continuamente dalla Natura, si diffonde fra' corpi circonvicini, ed entrando ne' loro interstizj, vi esercita in questo caso la sua forza ripulsiva, ne aumenta il volume, e viene distinto col nome di calorico libero. Quindi noi dobbiamo considerare le molecole di qualunque corpo, come costrette ad ubbidire a due forze contrarie; ad una forza di attrazione, ch'è intrenseca alla materia stessa, e tende continuamente a ravvicinarla, e ad una forza di ripulsione, proveniente da una causa estrinseca, quale si è appunto il calorico libero, che tende ad allontanarle.

            Siccome però ogni sostanza diversa ha i suoi pori particolari più, o meno ampj, più o meno numerosi, e le sue molecole son dottate di una maggiore, o minore forza di attrazione; così è facile il concepire, che non tutti i corpi sono atti a ricevere la medesima quantità di calorico, né ad esser dilatati allo stesso grado. Imperciocché quanto più forte è l'adesione, ossia il grado di affinità, che hanno le particelle di un corpo fra se stesse, e quanto meno d'interstizj, e di vacui vi rimangono fra l'una, e l'altra, tanto più difficilmente è permesso l'ingresso al calorico, e tanto meno è desso capace di esercitarvi la sua forza ripulsiva. Quindi noi vedremo in appresso, che riscaldandosi due liquori fino a un determinato grado, l'aumento del loro volume non è uniforme in amendue, e neppure nello stesso fluido la dilatazione successiva non è proporzionale alle dosi del calorico assorbito. Da questa irregolarità di andamento viene comunemente accettuato da' Fisici il mercurio, la dilatazione del quale si suppone corrispondere ai gradi del calore; e quindi la preferenza, che se gli dà per la costruzione de' Termometri. Ma come comprovarlo, se ci manca tuttavia un fluido, il cui cammino sia evidentemente dimostrato regolare, ed uniforme? Per decidere d'una maniera affatto incontrastabile questa interessantissima questione, proposta ultimamente alla discussione dei dotti dalla R. Accademia di Mantova, il mezzo più proprio, a mio giudizio sarebbe quello di fare uso del Calorimetro inventato dal Sig. de la Place, e descritto dal Sig. Lavoisier al Cap. 3 della Parte terza del suo Trattato Elementare di Chimica. Il metodo d'istituire questa serie di sperimenti sarà il seguente. Si chiuderà entro al Calorimetro un determinato peso di acqua ridotta alla temperatura di gradi 80 del Termometro a mercurio, raccogliendo tutto il ghiaccio, che verrà disciolto dal calore della stessa acqua. In appresso si ripeterà la stessa operazione con egual peso di acqua ridotta a gradi 70; raccogliendone separatamente il diaccio, che sarà da essa disciolto. Così di mano in mano si andranno rifacendo le stesse prove con pesi uguali di acqua ridotta a gradi 60, indi a' gradi 50, e via di seguito fino a' gradi 10. Compiuti questi otto sperimenti, e confrontando insieme i pesi di ciascuna porzione di ghiaccio disciolto, se questi si troveranno proporzionali ai numeri 80; 70; 60; 50; 40; ec. che sono i gradi del calore indicati dal Termometro in ciascuna porzione di acqua, sarà indizio, che l'andamento del mercurio è uniforme ai gradi del calore; in caso diverso noi manchiamo tuttavia d'un istrumento esatto in questo genere. Questa è un'esperienza, che per tutti i riguardi è degna di essere istituita; né io tarderò ad eseguirla, subito che mi si presenterà l'opportunità di avere un Calorimetro sull'idea di quello del Sig. de la Place.

            Similmente dalla più, o meno di coesione, che hanno le particelle de' corpi fra se stesse, e dalla varia loro forma, struttura, grandezza, ed affinità verso il calorico, ne insorge un'altra differenza molto rimarcabile, quella, cioè, di essere essi corpi più, o meno pronti a ricevere il calorico libero. Volendo istituire un confronto tra la varia conducibilità di diversi liquori, cominciai dall'indagare, se la prontezza di uno stesso fluido sia uguale tanto nel ricevere, che nell'abbandonare il calorico. Ho riempiuto a tale oggetto di acqua distillata un vase di metallo, e da un ambiente, la cui temperatura era fissata a gradi 5 sopra il ghiaccio, il trasportai entro una stanza, il cui calore costante era di gradi 12 superiori; e per rialzarsi l'acqua a questa temperatura impiegò 127 minuti primi. Allora dalla temperatura della stanza trasferì il vase al primo ambiente di gradi 5, e l'acqua per abbassarsi a questo grado impiegò similmente minuti 127 col solo divario di alcuni secondi, che è affatto inevitabile in questo genere di sperimenti. Lo spirito di vino impiegò solo 71 minuto tanto nel salire dai gradi 5 ai gradi 12 quando nel discendere da questi ai gradi 5 di prima, con pochissima differenza.

            Restava in seguito da istituire un confronto tra la conducibilità di differenti liquori, ossia tra la più, o meno prontezza, che hanno nell'assorbire, e nell'abbandonare il calorico. A questo fine trascelsi un giorno, in cui la temperatura della mia stanza fosse stabilmente fissata alla temperatura di gradi dieci, ed entro ad essa trasferii in altrettanti vasi, e a dosi eguali dell'acqua distillata, dell'acqua marina, dell'olio di uliva, dell'aceto comune, e dello spirito di vino, che avea prima tutti ridotti al grado dell'acqua bollente, eccettuato lo spirito di vino, il quale non è suscettibile di questo grado di calore. Notai in appresso quanti minuti primi, e secondi impiegava ciascuno di questi liquori nel discendere di cinque in cinque gradi, cominciando appunto dai gradi 80 fino ai gradi 15; e nella Tavola VI sta esposto il risultato di tutti questi confronti. Colà si vede che tra i liquori sperimentati lo spirito di vino è il migliore, e più pronto conduttor del calorico: indi appresso viene l'olio di uliva, poscia l'acqua di mare, dopo questa l'aceto comune, ed in fine l'acqua distillata. Si raccoglie altresì dalla stessa Tavola, che le perdite del calorico fatte da un medesimo liquore non sono proporzionali ai tempi impiegati. Imperciocché da principio finché i pori del liquore sono molto dilatati, il calorico se ne scappa più facilmente; ma a misura, che le parti del fluido si vanno sempre più avvicando, formano un maggiore ostacolo all'uscita del calorico, e quindi più lentamente si riduce il liquore alla temperatura dell'ambiente. Ora conosciuta la causa del dilatamento de' fluidi, e le varie anomalie di questo effetto, ci rimane in fine a rintracciare il modo, onde rilevare con precisione la quantità di un tale aumento.