sabato 31 dicembre 2016

2016, ADDIO!


Cari Lettori

saluto il 2016 pubblicando quella che per me è la foto più significativa dell'anno. In origine sarebbe stata a colori, ma l'ho antichizzata un poco: un tocco vintage impreziosisce il ricordo.


Grazie a tutti coloro che mi sono stati davvero vicini nei mesi scorsi: che il 2017 sia bello come lo desiderate! Prosit!


mc



mercoledì 28 dicembre 2016

RESUME'...

Il rame è l'elemento di transizione che, forse, meglio si presta per esperimenti scolastici: un po' per i colori dello stato elementare e degli stati ossidati, un po' per la facile reperibilità, meno per la tossicità (le regole sono sempre quelle: indossare i DPI e non assaggiare le sostanze manipolate).

Per far passare il rame allo stato ossidato, si procede di solito trattandolo con acido nitrico: la reazione è spettacolare perché il liquido trasparente si colora in verde-azzurro, mentre si sviluppano vapori rossastri (biossido di azoto). Proprio per questo l'operazione va condotta sotto cappa aspirante. (e a scuola non si fa, poiché l'acido nitrico è un reagente soggetto a forti restrizioni: ricordo di averla fatta invece in laboratorio al primo anno di università).

Cu e HNO3 : immagine dal web - le seguenti invece sono originali del blogger

Dalla soluzione di rame (II) è possibile preparare una serie di complessi colorati, per trattamento con ammoniaca, carbonato di sodio e idrossido di sodio.


Trattando la soluzione di rame (II) con ioduro di potassio si formano invece lo ioduro di rame (I) sotto forma di precipitato e iodio elementare (che poi è possibile estrarre con un solvente organico come l'esano o il diclorometano). Trovate una trattazione più ampia QUI.


La riduzione del rame (II) a rame (I) è possibile anche eseguendo il saggio di Benedict per gli zuccheri riducenti: il cambiamento di colore, da blu a rosso mattone, attesta la positività del saggio.



Anche il Saggio del biureto (usato nel riconoscimento delle proteine) sfrutta un cambiamento di colore che interessa lo ione rameico: da blu a viola - più o meno intenso a seconda della quantità di proteina presente. Il viraggio è dovuto al fatto che lo ione è complessato dagli atomi di O e N presenti nelle proteine, come rappresentato nell'immagine sottostante.


Spero che questa breve e colorata rassegna sia di aiuto ai miei discepoli nell'organizzare il ripasso della parte di laboratorio in vista delle prove di fine gennaio, a coronamento del quadrimestre.


lunedì 26 dicembre 2016

Mr. Bean: the chemist !



... esilerante ...

Questo video regala un sorriso con un mix classico: l'ignoranza della Chimica, lo stereotipo del laboratorio ingombro di oggetti in vetro dalle forme misteriose, traboccanti di liquidi colorati e vapori inquietanti... oltre al solito finale col botto.

Altrove, un simile mix sarebbe davvero pericoloso: ignoranza, incapacità, dabbenaggine... e a saltare, alla fine, sono i nervi di chi è costretto ad aver a che vedere con simili personaggi. A me è capitato:  purtroppo ho incontrato individui di una tal levatura in un luogo dove non dovrebbero essere e che più o meno un anno fa mi hanno portato sull'orlo di una pesante crisi di nervi. 

Qualcuno potrebbe ricordarmi le leggi della stupidità umana enunciate da Carlo Cipolla in un celebre saggio, Allegro ma non troppo: ogni luogo ha la sua quota di stupidi e anche se si individuassero e si eliminassero, tale quota rimarrebbe comunque invariata.


In tempi recenti, uno di questi individui diversamente pensanti si è fatto vivo per e-mail al fine di minacciarmi, intimandomi di non dare corso a un certo lavoro editoriale che sto ultimando, al quale tengo particolarmente: non perché tale lavoro mi procuri lustro e gloria, ma perché raccoglie ordinatamente dei materiali che ho assemblato per la mia apprezzata e pluriennale attività di divulgatore. Lo voglio dare alle stampe solo per il piacere di farlo (e per allungare la mia lista di pubblicazioni). 

Qualcuno ribatterà che la carta si lascia scrivere, qualcun altro che sono solo quisquilie (... pensate a termini più spicci: mi sto a riferendo persone di umili origini sociali, ma qui devo moderare i termini, soprattutto per il rispetto che devo a chi legge): d'altronde vivo in un luogo dove si parla un dialetto che comprende quattro o cinque termini per lodare una persona e un'ottantina per denigrarla. 

Gli individui diversamente pensanti a cui mi riferisco tuttavia provengono dalla bassa veneta: le peculiarità linguistiche permangono, anche se costoro tentano di mascherarle improvvisando grossolani grecismi - che certamente non li fa apparire dotti e tanto meno educati. La cafoneria permane comunque e non si maschera con giacca e cravatta - oppure con un camice, in luogo di un più appropriato toni


Alla ricezione del messaggio intimidatorio ho risposto bloccando i contatti, cancellando tutti i messaggi (questo come atto di puro disprezzo nei loro confronti) e ignorando le minacce: altro non posso fare. Se mi trovassi in climi più mediterranei, forse dovrei ricordare a costoro che tengono famiglia (io no, per fortuna...): ma nel Nordest non vigono tali usanze. 

Alla meschinità, al basso profilo, alla cafoneria qui si risponde con il lavoro fatto di dedizione, impegno e qualità - che gli individui diversamente pensanti non sanno nemmeno cosa sia, visto che normalmente godono di immeritate rendite di posizione (e sull'origine di queste stendo un pietoso velo). 

Preciso ulteriormente: non spendono i loro soldi perché sono benestanti (come benestante lo potrei essere anch'io, sebbene a me poi piaccia impegnarmi nelle mie attività lavorative e non, per il gusto della soddisfazione personale, prima di tutto), ma parassitano indegnamente le risorse altrui e ostentano il diritto a farlo, solo per il vezzo di mostrare che loro possono e (almeno nei limiti del loro diverso pensare) gli altri no. 

Forse qualcuno dovrebbe ricordar loro che tal diritto, da loro ritenuto universale, termina in corrispondenza della porta del loro ufficio. Fuori, le regole sono altre: e volenti o nolenti, minacciosi o meno, pubblicherò questo e altri lavori, senza bisogno di permessi e di benedizioni di inutili e sedicenti padreterni.


PS: rido del fatto che questi individui diversamente pensanti si prodighino in improbabili apologie di Galileo e di Giordano Bruno, per poi essere di fatto più oscurantisti di certi enti (ecclesiastici e statali) del passato, che da bravi collettivisti moderni vorrebbero criticare. 

Non lamentiamoci se poi l'Italia sia al 77esimo posto al mondo per la libertà di stampa: finché diamo a individui diversamente pensanti la libertà di imporre la loro arroganza a discapito del lavoro altrui, non possiamo certo auspicare margini di miglioramento. Ammesso e concesso che si voglia migliorare - e ho molti motivi per dubitarne.

giovedì 22 dicembre 2016

AUGURI DI LIETE FESTIVITA' ...



W.A. Mozart - Messa in Do minore K 427
Et incarnatus est...
B. Bonney (soprano)
English Baroque Solists
J.E. Gardiner (direttore)


AVVISO: anticipo i miei più sentiti auguri in vista del Natale ormai prossimo. Per qualche giorno (fino alla sera del 26.12) non sarò reperibile sui social network e nemmeno risponderò al cellulare: non vogliatemi male! Un abbraccio. MC

venerdì 16 dicembre 2016

LA CHIMICA FA BENE... PER LE VACANZE !

Per le vacanze di Natale, ormai imminenti, ho "suggerito" ai miei alunni la lettura del testo La chimica fa bene, di Gianni Fochi (ed. Giunti, 2012). QUI una recensione autorevole.


Il libro presenta le innumerevoli applicazioni nella nostra vita quotidiana di una scienza traboccante di segreti da scoprire (nota: Il segreto della chimica è il titolo di un altro testo, del medesimo autore, di cui consiglio caldamente la lettura). 

Gas, reagenti, molecole, ioni, atomi, elettroni sono i protagonisti di un racconto che spiega come le bevande diventano gassate e come si realizzano gli occhiali fotocromatici; perché la benzina brucia e l'acqua no, perché il sale si getta sulle strade ghiacciate, perché l'umidità arriccia i capelli, cosa sono i cristalli liquidi con cui si producono i nostri televisori (e i display degli orologi digitali).


La chimica fa bene... e risponde a tante domande. Contro i pregiudizi diffusi sull'industria chimica, l'autore dimostra che questa scienza non ha bisogno di essere sostenibile, "verde" (o green, per gli anglofili), per continuare a orientare e migliorare la vita di tutti noi. 

Fin da quando l'uomo ha imparato a controllare e usare quell'insieme di reazioni chimiche che chiamiamo fuoco, nell'avanzata della tecnologia la chimica si è trovata praticamente un po' dappertutto. E per molti aspetti ciò succede ancora. Subirla senza comprenderla è la condizione peggiore che possa toccarvi.

... buona lettura!

lunedì 28 novembre 2016

CROMO: QUALCHE CURIOSITA'...

Il cromo è un elemento, appartenente alla prima serie dei metalli di transizione, il cui nome proviene da un termine greco che significa colore



I suoi composti sono variamente colorati: basti pensare al bicromato di potassio arancione, ai cromati di colore giallo, ai sali come il cloruro e il solfato dal colore verde, etc.

(Composti del cromo in soluzione - dal web)

Fu scoperto nel 1798 da Nicholas Vauquelin trattando il minerale crocoite con acido cloridrico e poi riducendo il prodotto ottenuto con carbone.

Oggi il cromo e i suoi sali si ricavano dalla cromite, minerale relativamente abbondante nella crosta terrestre. 
Il primo trattamento che essa subisce consiste in un’ossidazione con aria e in ambiente basico (NaOH) per trasformare tutto il cromo in cromato di sodio giallo e permettere in questo modo la separazione dal ferro, presente nella cromite sotto forma di ossido, mediante liscivazione. 
L’ossido di ferro precipita mentre il cromato di sodio passa in soluzione: si filtra e si ha la totale separazione dei due composti formatisi in soluzione acquosa.
La soluzione di cromato (di colore giallo) viene concentrata e acidificata con acido solforico per formare il bicromato (di colore arancione):

2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O

Aggiungendo una base (come l’idrossido di sodio) dal bicromato si riforma il cromato, come avevamo potuto appurare i miei compagni ed io in un’esperienza carina effettuata durante il laboratorio di chimica generale al primo anno di università.

Ottenuto il bicromato, questo viene ridotto a solfato di cromo mediante aggiunta di un composto opportuno (solfito, bisolfito o iposolfito di sodio): infatti, nella concia delle pelli il cromo viene aggiunto in forma di sale trivalente. 

I primi brevetti (Knapp, 1861) prevedevano l’uso di cloruro di cromo sostituito poi dal solfato di cromo.

Per ottenere il solfato di cromo dalla soluzione di bicromato, acida per acido solforico, si può aggiungere uno dei sali sopra ricordati, ad esempio il solfito di sodio:

Na2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O

Il cromo esavalente si riduce a cromo trivalente, mentre lo zolfo del solfito passa dallo stato di ossidazione +4 allo stato di ossidazione +6 del solfato.

Questo corrisponde a un vistoso cambiamento di colore, con un viraggio dall’arancione al verde, come è possibile osservare nel filmato sotto da me realizzato.


... notate le campane a morto: ci ricordano che Cr (VI) è cancerogeno. Ricorderete sicuramente Erin Brockovich (alla vicenda della quale fu dedicato un film con Julia Roberts, nel 2000), che nei primi anni Novanta fece causa a due aziende, poi riconosciute colpevoli di aver inquinato per oltre 30 anni le acque della città di Hinkley (California) e condannate a risarcire i residenti.

Inchieste simili sono state condotte anche da giornalisti locali sui mali di casa nostra: basta fare una breve ricerca in internet per trovare qualche risultato e perciò non mi dilungo.

sabato 26 novembre 2016

QUALCHE NOTA SUL CUOIO...

Uno dei materiali da noi più usati quotidianamente è il cuoio: scarpe, cinture, portachiavi, portafogli e altri accessori vari sono fatti di questo materiale. Poi c’è chi ne fa una vera e propria "religione" e di cuoio compra pure pantaloni, giubbetti, camicie e quant’altro, ma questo non ci interessa.

Incuriosisce molto di più – a mio modesto parere – l’insieme delle operazioni chimiche e meccaniche che rendono la pelle di alcuni animali imputrescibile e impermeabile, migliorandone la resistenza ad agenti chimici e le caratteristiche meccaniche. All’insieme di queste operazioni si dà il nome di concia, che si effettua solo dopo aver ripulito la pelle, sgrassandola (usando bagni alcalini), depilandola e ripulendola dagli agenti chimici usati in queste operazioni preliminari (usando bagni acidi per acido solforico, cloridrico, formico, acetico, borico, etc).

Poi, dopo un'eventuale conservazione del materiale da trattare, si effettua la concia vera e propria e all’uopo si utilizzano diverse sostanze che permettono la classificazione dei vari procedimenti.
  • La concia al tannino prevede l’impiego di sostanze di origine vegetale o sintetica per ottenere cuoi robusti, da suola o per sella.
  • La concia all’alludo utilizza allume e trova impiego nella produzione di pelli morbide per guanti.
  • La concia all’olio si avvale dell’uso di olio di pesce e permette di avere cuoi molto morbidi e pelli scamosciate. 

Il processo più diffuso oggi è la concia al cromo, che però pone notevoli problemi per la tossicità e l'impatto ambientale dei composti usati e dei prodotti di scarto. In luogo del cromo vengono usati anche sali di ferro, di zinco o di zirconio.

Le concerie a Belluno
Fino al 1957 il quartiere Borgo Piave, a sud di Belluno, era sede di un’industria conciaria attiva fin dal XVIII secolo (nel dipinto del pittore bellunese Girolamo Moech (1792-1857), riprodotto nel riquadro, si nota la ciminiera fumante, a sinistra), nota come la conceria del Piave.


A impiantarvi l’attività fu Nicolò Colle, originario di Cesana di Lentiai; questa fu mantenuta nel corso dei decenni dai discendenti e (a metà Ottocento) ampliata notevolmente con l’acquisto del fabbricato che diverrà la sede storica dell’azienda, situato sulla riva destra del Piave.

L’ubicazione non è delle più felici in quanto le piene del fiume inondano l’opificio e si rende necessario alzare e rinforzare l’argine.

Lo scoppio della Grande Guerra segna un periodo di stasi dell’attività. Gli austriaci, che nel 1917 avevano occupato Belluno, requisiscono merci e macchinari.

Dopo il conflitto lo stabilimento viene rimodernato e riprende la produzione: alla concia naturale in fosse di pietra interrate, con le pesanti mole azionate da ruote idrauliche, è stata sostituita la concia al cromo, con macchine a vapore ed elettriche.

Venire a Belluno oggi e chiedere delle Concerie Colle significa farsi indirizzare ad un prestigioso complesso residenziale con oltre quaranta appartamenti, realizzato recentemente recuperando ampi spazi lasciati vuoti da un’attività cessata ormai da cinquant’anni che ha caratterizzato la vita del borgo e alla quale il borgo è sempre stato in qualche modo legato.

Le concerie di Fez
Un ideale viaggio a Fez (Marocco) ci permette in qualche modo di ripercorrere brevissimamente la storia dell’arte conciaria.  Showara rappresenta la tradizione che si tramanda da secoli: è una delle tre concerie storiche della Medina di Fez.

Tra le piccole case della casbah si trova un ampio spazio nel quale sono poste una accanto all’altra tante vasche rotonde che nell’insieme sembrano descrivere un alveare.

Si distinguono per il colore caratteristico due zone, quella della vasche bianche e quella delle vasche colorate.


Nelle vasche bianche, colme di calce, le pelli grezze vengono ammorbidite e depilate; nelle vasche colorate le pelli precedentemente trattate vengono lasciate in ammollo per quattro giorni nei colori.

Gli operai, immersi nelle vasche fino alla cintola, lavorano le pelli con i piedi nell’inferno di un fetore indescrivibile dovuto ai prodotti chimici usati - che anche se sono di origine naturale puzzano lo stesso: calce viva, guano di piccione, piante, crusca, corteccia.

Chi c’è stato, racconta che ai turisti viene dato un rametto di menta da annusare per resistere alle esalazioni.

Una pratica ormai rara, la concia naturale: le concerie moderne, erette in quartieri industriali periferici, utilizzano invece prodotti sintetici che hanno permesso di accelerare la produzione.

Si lavora con l’acido solforico, la calce viva, l’acido formico e il cromo. Se nelle vasche tradizionali con i tannini vegetali e il guano di piccione ci volevano due mesi per trattare una pelle, in fabbrica ogni giorno ne vengono trattate duemila.

Il cromo, fortemente inquinante, viene in parte recuperato (anche se in soluzione acquosa) e rivenduto a un prezzo più basso rispetto alla forma salina solida: i conciatori così risparmiano notevolmente (il rapporto del costo del cromo riciclato e del prodotto salino nuovo è 1:3).

Nonostante questo, sono ancora molte le fabbriche che rilasciano nell’ambiente i loro rifiuti di produzione: tuttavia una serie di progetti mirano a ridurre l’inquinamento ambientale (dovuto non solo alla concia ma anche ad altre attività) di almeno il 60%.

Per approfondire:
QUI - il sito dedicato al Prof. Mauro Berto, docente di Chimica conciaria all'ITIS di Arzignano (in provincia di Vicenza, nel distretto veneto del cuoio);
QUI - una riflessione dal blog della Società Chimica Italiana sull'impatto ambientale della lavorazione del cuoio.


venerdì 11 novembre 2016

BORODIN, TRA CHIMICA E MUSICA

Niente di meglio che raccontare la vita di Alexandr P. Borodin (1833-1887) per introdurre un vasto pubblico di non addetti ai lavori al meraviglioso mondo della chimica organica: è quel che ho fatto qualche anno fa all'Università degli Anziani-Adulti di Belluno, nel corso di una memorabile conversazione di cui riporto l'inizio poco più sotto. Godetevi intanto il Secondo Quartetto per archi.


NOTA. Il progetto iniziale contemplava anche l'esecuzione di brani musicali tra una slide e l'altra: l'idea fu bocciata per questione di eccessiva lunghezza della presentazione, ma tuttora mi piacerebbe riproporre la conferenza così come era stata pensata in origine. Spero di averne l'occasione, prima o poi...


Borodin, noto oggi come compositore, fu in realtà un chimico eccezionale, collaboratore di Mendeleev e poi professore di chimica a San Pietroburgo. In questa veste si adoperò perché anche le donne potessero essere ammesse alla frequenza dei corsi universitari di medicina e morì d'infarto durante un ballo in suo onore.


Alla musica si dedicava nel tempo libero e questo non gli impedì di rivelare il suo genio anche alla tastiera: chi non ricorda le Danze polovesiàne, tratte da Il principe Igor, o l'evocativo brano Nelle steppe dell'Asia centrale?


Raccontando i suoi interessi di scienziato, ho potuto toccare quasi tutte le classi di composti organici.

  • Fu tra i primi a sintetizzare il fluoruro di benzoile, un composto aromatico fluorurato;
  • mediante la reazione di un carbossilato d'argento con il bromo ha preparato bromuri alchilici da acidi carbossilici (reazione di Borodin-Hunsdiecker);
  • studiò gli alchili di zinco, composti metallorganici ottenuti poco prima da Frankland;
  • compì studi sulle aldeidi, scoprendo nel 1864 la condensazione aldolica, cinque anni prima di Kekulé (che poi gli soffiò la paternità del lavoro, oggi giustamente restituitagli) e di Wurtz (il quale a sua volta è ricordato per aver scoperto le ammine alifatiche e la reazione di coupling con il sodio metallico);
  • studiò l'urea, forse l'ammide più nota, mettendo a punto un metodo analitico per la sua determinazione nelle urine per ossidazione con ipobromito e misura del volume di azoto sviluppato.
Scusate se è poco... c'è praticamente tutto: alogenuri alchilici, composti metallorganici, alcoli, aldeidi, acidi carbossilici, ammine e ammidi! Un bel modo (e originale) per proporre in modo diverso (e forse più efficace) un primo approccio alla chimica organica, non trovate?

lunedì 7 novembre 2016

L'APPUNTAMENTO DI OGGI


Oggi, 7 novembre , dalle ore 15 alle 17, 
presso la Biblioteca Civica di Ponte nelle Alpi, 
sarò ospite dell'AUSER locale per una conversazione 
dedicata all'Azoto e ai suoi composti...

mercoledì 2 novembre 2016

QUALCHE NOTA SUL RAME...

Il rame è un elemento chimico, con Z = 29 e simbolo Cu (dal latino cuprum, che richiama nel nome l'isola di Cipro, presso la quale esistevano giacimenti di rame). Puro, si presenta come un solido dal colore rossiccio, a differenza degli altri metalli - grigi lucenti.

Con argento e oro, il rame forma la triade dei metalli da conio. Noto dall'antichità (dà il nome alla prima età dei metalli), esso si trova in natura allo stato nativo oppure sotto forma di minerali, soprattutto carbonati (malachite) e solfuri (calcopirite). Innumerevoli sono gli oggetti di uso comune e non forgiati in rame o con le sue leghe (bronzo, ottone).

Il rame dà due serie di sali: rameosi (n.ox. = +1) e rameici (n.ox. = +2). Qualche tempo fa ho raccontato QUI la preparazione dello ioduro rameoso, CuI, e ho richiamato l'attenzione sul saggio di Benedict per riconoscere gli zuccheri riducenti. Il saggio è positivo se la soluzione azzurra di Cu(II) diventa arancione per formazione di Cu2O, ossido rameoso, detto un tempo ossidùlo di rame: osservatelo in questa foto (di SSZ) nella provetta alla vostra destra.


I sali di rame (I) sono importanti catalizzatori in molte reazioni organiche - come ad esempio le reazioni di Sandmeyer, che interessano i sali di diazonio e permettono di introdurre sull'anello aromatico Cl, Br e CN; oppure le reazioni di cross-coupling (Ullmann); etc.

Il rame e i suoi sali catalizzano anche reazioni di interesse industriale, come la sintesi del metanolo (ZnO/Cu/Al2O3), la produzione di acetaldeide,  l'ossidazione di HCl a cloro e acqua, l'ossiclorurazione di alcheni, etc.

I sali di rame (II) si distinguono per il classico colore verde-azzurro, dovuto alla formazione dell'aquo-ione. Ne vedete qualche esempio in questa vecchia collezione. Una nota: CuO e CuS sono neri. Se anidri, i sali di rame sono invece bianchi.


Alcuni sali di rame (non tutti però) sono solubili in acqua: cloruro, nitrato, solfato (quest'ultimo prodotto industrialmente in grandi quantità - sotto - e usato come fungicida in agricoltura, anche biologica, tal quale oppure in diverse miscele, come la poltiglia bordolese).


Carbonato e idrossido di rame (nella foto sotto) sono insolubili in acqua e danno precipitati. Si preparano aggiungendo soluzioni di carbonato o idrossido di sodio (o di potassio) a soluzioni acquose di Cu(II).


Altri composti dai colori interessanti sono dati per reazione con leganti N-donatori (ammoniaca, ammine). Gustatevi (con gli occhi: il contenuto di quei bicchieri è assai velenoso) il video sotto...


Qualche altra cosa meriterebbe di esser detta a proposito dei composti organometallici che contengono rame (es. cupràti di Gilman) oppure sul ruolo biologico di questo elemento in molti enzimi. Ma non voglio appesantire il post. Alla prossima!


PS: nella foto conclusiva di LG, un complesso di Cu(II) con ammoniaca.


venerdì 21 ottobre 2016

Fotografando qualche curiosità nel piccolo mondo...


Un piccolo microscopio giocattolo, come quello in foto, mi ha permesso fin da ragazzo di compiere qualche osservazione interessante.

Le parti fondamentali di un microscopio

Stamattina, parlando di fibre tessili, mi sono ricordato di qualche foto che avevo scattato accoppiando in modo improvvisato (artigianale è forse dir troppo) la fotocamera e lo strumento. Ecco una serie di scatti realizzati ormai qualche anno fa, ma sempre buoni - pur nei loro inevitabili limiti.

Fibrina 100x

Seta 100x

Lana 100x

Nylon 100x

Strato di cipolla (un classico immancabile!!!) 100x

Elettrodo artigianale (vedi testo)

Ho chiuso la rassegna di immagini dal microcosmo con la foto della punta di un elettrodo realizzato durante il corso di laboratorio di elettrochimica, al IV anno di università.
Il supporto era costituito da una micromina di grafite (buon conduttore della corrente elettrica), sulla cui superficie è stato depositato del platino: si intravede lo strato grigio di metallo. L'isolamento è stato realizzato con dello smalto per unghie... l'arte di arrangiarsi trionfa anche qui!!!


domenica 16 ottobre 2016

SAGGI PER GLI ZUCCHERI RIDUCENTI

Un’aldeide è un composto organico che contiene il gruppo funzionale formile: R-CHO

Un aldoso è un monosaccaride che contiene un gruppo formile: il glucosio è un aldoso a sei atomi di carbonio (aldoesoso).

Analogamente alle altre aldeidi, un aldoso è facilmente ossidato per dare il corrispettivo acido carbossilico, denominato acido aldonico: dal glucosio deriva quindi l’acido glucosio.


L’ossidazione può essere condotta:
  • in ambiente moderatamente acido (con acqua di bromo);
  • in ambiente basico usufruendo di differenti reattivi.

Queste reazioni di ossidazione coinvolgono esclusivamente il gruppo formile dell’aldoso, lasciando inalterati i gruppi OH presenti sul resto della molecola e in particolare il gruppo ossidrile del carbonio terminale. 

Un’ossidazione di quest’ultimo si ha utilizzando come agente ossidante acido nitrico diluito, con la formazione di acido aldarico (nel caso del glucosio, si ottiene acido glucarico); un’ossidazione totale si ha invece usando acido periodico.
  
Consideriamo invece le reazioni di ossidazione condotte in ambiente basico, che si realizzano con:
  • Reattivo di Tollens: Ag(I) in soluzione acquosa di ammoniaca;
  • Reattivo di Fehling: Cu (II) in soluzione acquosa basica di sodio tartrato;
  • Reattivo di Benedict: Cu(II) in soluzione acquosa basica di sodio citrato.
L’azione di uno di questi reattivi su un aldoso porta alla formazione di un acido aldonico e di una specie metallica ridotta

Nel caso del reattivo di Tollens, si ha la formazione del cosiddetto specchio d'argento: il metallo si deposita sulle pareti della provetta in cui si conduce la reazione.

Il saggio di Tollens, eseguito nel Laboratorio di Chimica Organica (I).
Nel caso dei reattivi di Fehling e di Benedict, si ha la formazione di un precipitato di ossidulo di rame, dal caratteristico color arancione (rosso mattone, afferma qualche testo: vedi immagine di chiusura).

Ciascuno di questi reattivi ha solo valore analitico e non preparativo (non si usano cioè per sintetizzare acidi aldonici): può essere impiegato per realizzare semplici saggi al fine di riconoscere gli zuccheri riducenti. Questi zuccheri sono definiti riducenti perché riducono il metallo che si comporta come ossidante: l'esempio più noto è dato dal glucosio, già ricordato in apertura. Non è uno zucchero riducente il disaccaride saccarosio, il comune zucchero da tavola.

L'esecuzione del saggio di Benedict è molto semplice ed è compiuta sfruttando tre soluzioni preparate di fresco:
  • la prima è una soluzione di solfato rameico, di colore blu;
  • la seconda è una soluzione di citrato di sodio;
  • la terza è una soluzione di carbonato di sodio.
  • Il citrato di sodio è necessario per complessare il catione rameico, al fine di evitare la precipitazione di carbonato di rame per aggiunta della soluzione di carbonato di sodio.
Il saggio si esegue secondo i seguenti punti.
  • In una provetta si solubilizza il campione (zucchero da testare) in acqua distillata. 
  • Si aggiungono le tre soluzioni nell'ordine sopra elencato. 
  • Si riscalda fino ad incipiente ebollizione, si fa sobbollire per un minuto.
  • La positività al saggio è attestata dalla formazione di Cu2O rosso mattone e insolubile (nella provetta a destra). 
Il saggio di Benedict, eseguito dallo scrivente blogger in privato.


venerdì 14 ottobre 2016

Carboidrati... qualche accenno.

Parlare in modo completo ed esaustivo dei carboidrati è difficile. A meno che non sia necessario sviluppare un corso monografico, bisogna operare delle scelte, vista la vastità dell'ambito da trattare. Per rendersene conto, basti considerare ad esempio solo le formule strutturali dei d-monosaccaridi a tre, quattro, cinque e sei atomi di carbonio.


Quali idee suggerire? quali approfondire? Meglio privilegiare l'aspetto chimico, biochimico o alimentare? A lezione ho tentato di introdurre l'argomento nel modo seguente, piuttosto schematico e forse un po' troppo selettivo.


Ho eseguito, in modo qualitativo, anche l'esperienza che riporto al termine del passo. Il video presente è preso dal web: nessuno ha fatto riprese durante l'esecuzione in laboratorio.


I carboidrati, oltre che costituire un'importante classe di alimenti, forniscono anche materie prime importanti. 

La cellulosa, il composto organico più diffuso al mondo, è necessaria alla fabbricazione della carta, del cellophane, delle pellicole (beh, un po' desuete oggi, con l'avvento del digitale), delle nitrocellulose (per le vernici) e del fulmicotone

Compone le fibre tessili naturali (cotone, canapa, iuta, lino) ed è il materiale di partenza per ricavare il ràyon (cellulosa rigenerata). Non è solubile in acqua: lo è invece nel solfuro di carbonio (con formazione dello xantàto di cellulosa) oppure nel reattivo di Schweitzer. Acidificando le soluzioni di cellulosa, essa riprecipita.

Dall'amido, per saccarificazione (idrolisi), è possibile ottenere zuccheri semplici che poi, per fermentazione alcolica, portano alla formazione di etanolo. Questo processo è noto fin dall'antichità, ed è sfruttato per la preparazione di bevande - quali vino, birra, sakè, etc. 

Oggi ha conosciuto un nuovo interesse al fine di produrre bioetanolo da scarti di lavorazione (es. dei zuccherifici, che producono melasse dalla cui fermentazione si può ottenere etanolo; altre fonti possono essere costituite da cereali, alghe, paglia, legname, etc.).

Il bioetanolo, una volta concentrato (ad esempio, per distillazione azeotropica con benzene), è usato come additivo per carburanti o per produrre additivi (eteri, come ETBE= etìl-terz-butil-etere) ad alto numero di ottano. E' il carburante per il motore Flex, progettato in Italia e diffuso in Brasile - dove il bioetanolo è prodotto dagli scarti di lavorazione della canna da zucchero.

In Italia, bioetanolo è prodotto a partire da cereali amidacei. In Russia, bioetanolo era ottenuto per fermentazione di patate ed era utilizzato per produrre butadiene tramite il processo Lebedev. Il butadiene è la materia prima necessaria all'industria degli elastomeri - e i chimici occidentali dicevano che i russi facevano gomma con le patate...

[continua]

domenica 9 ottobre 2016

CAVENDISH, CHI ERA COSTUI ?

Lord Henry Cavendish fu uno dei più grandi uomini di scienza del XVIII secolo e certamente anche un campione di eccentricità.

Nacque il 10 ottobre 1731 a Nizza, figlio primogenito di un nobile inglese. Rimase orfano di madre in tenera età (a 2 anni) e la mancanza della madre forse può giustificare la sua misoginia e il suo carattere estremamente schivo e introverso.

A proposito delle donne, si ricorda che licenziò in tronco una cameriera entrata per sbaglio nella sua stanza mentre egli vi sostava. Per ovviare all'inconveniente, fece costruire all'interno del suo palazzo un sistema di soppalchi e passaggi segreti nei quali egli poteva muoversi liberamente senza il rischio di incontrare la servitù. 

Estremamente frugale nei pasti, esprimeva i suoi desideri scrivendoli su biglietti che lasciava su un tavolino apposito. 

Terrorizzato dai sarti, si preparava a commissionare un nuovo abito meditando per mesi e ripiegando sempre su modelli in voga nel secolo precedente.


Frequentò le scuole e il college, studiando lingue, letteratura, filosofia e teologia, ma scappò per non dover discutere pubblicamente la tesi di laurea: tanto era timido e riservato.

Si recò a Parigi, con il fratello Federico, per studiare fisica e matematica. Si appassionò agli esperimenti, che conduceva in un laboratorio privato, nel quale lavorava da solo. 

L'eredità di due zii gli permise di vivere di rendita fino alla morte, avvenuta il 24 febbraio 1810 a Londra: egli era uno dei nobili più ricchi dell'intero Regno Unito. Tuttavia, a dispetto degli altri gentleman del suo rango, non amava discutere di affari, che riteneva una perdita di tempo di fronte all'urgenza della Ricerca scientifica, sua unica occupazione.

Promotore della cultura, adibì una parte del suo palazzo a biblioteca pubblica, presso la quale egli stesso firmava i cartellini dei prestiti.

Si interessò di fisica e di chimica: 
  • isolò l'idrogeno, che ottenne per azione di vari acidi (solforico, cloridrico) su alcuni metalli (ferro, zinco, stagno, etc.) e identificò erroneamente come flogisto;
  • preparò l'acqua per combustione di idrogeno e ossigeno, descrivendo le proprietà esplosive della miscela tonante dei due gas;
  • studiò la composizione dell'aria, facendo misurazioni assai più accurate di quelle condotte contemporaneamente da Lavoisier - tanto da intuire l'esistenza di una frazione minima (inferiore all'1% in volume) che solo più di un secolo dopo Samuel Ramsay descriverà essere formata da argon e altri gas rari
  • Combinò azoto e ossigeno per mezzo di scariche elettriche, formando una miscela di ossidi di azoto che assorbiti in acqua davano soluzioni diluite di acido nitrico: su questa osservazione si baseranno i successivi tentativi condotti da Birkeland ed Eyde alla fine del XIX secolo per fissare l'azoto atmosferico come nitrati al fine di produrre fertilizzanti.
  • Si occupò di elettrostatica, anticipando Coulomb nel formulare la legge di attrazione-repulsione delle cariche elettriche.
  • Si occupò di termologia, intuendo concetti quali calore specifico, capacità termica, coefficiente di dilatazione, etc.
  • Determinò sperimentalmente il valore della costante di gravitazione universale (G) e la densità media della Terra.
  • Lasciò una mole di appunti scritti che furono riordinate in parte da Maxwell molti decenni dopo. Maxwell evidenziò come Cavendish avesse anticipato Faraday e Ohm nel formulare molte osservazioni, ma non pubblicò mai nulla e comunicò i risultati dei suoi esperimenti di rado. Rimane tuttora celebre la conferenza alla Royal Society, di cui era membro, tenuta il 15 gennaio 1784: di fronte a una sala gremita nonostante una bufera di neve, egli illustrò i risultati dei suoi esperimenti su idrogeno, ossigeno e azoto.