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Formaldeide: proprietà, sintesi, reazioni

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

Formaldeide: proprietà, sintesi, reazioni

Formaldeide: proprietà e sintesi chimica

La formaldeide è un gas incolore caratterizzato da un odore pungente. Questa sostanza tossica è composta dalla formula HCHO, che incorpora il gruppo carbonilico >C=O, dove il carbonio è ibridato sp².

Causa irritazioni oculari a concentrazioni superiori a 0.1 ppm ed è classificata come probabile cancerogeno. Spesso è utilizzata in soluzione acquosa al 37% m/m, detta formalina, che contiene una piccola quantità di metanolo e un inibitore per prevenire la polimerizzazione. La formaldeide ha un’azione antisettica e antitarlo per il legno ma dovrebbe essere evitata per l’uso domestico a causa della sua tossicità.

La formaldeide è uno dei principali agenti chimici coinvolti nella produzione di resine policondensate a base di urea-formaldeide e melamina-formaldeide. Queste resine trovano impiego principalmente come adesivi per pannelli truciolari e compensati, nonché nell’impregnazione di carta decorativa. Inoltre, la formaldeide è utilizzata per produrre resine acetaliche, sostituendo le parti metalliche in strumenti di precisione come ingranaggi per orologi, cuscinetti, viti, e cerniere.

Sintesi chimica

La sintesi della formaldeide avviene mediante ossidazione catalitica del metanolo. Il catalizzatore più comunemente utilizzato per tale processo è l’argento metallico o una miscela di ossidi di ferro, molibdeno o vanadio. La reazione complessiva è una combinazione di ossidazione parziale e deidrogenazione del metanolo, con la formazione di diversi sottoprodotti.

Reazioni

La formaldeide reagisce in maniera caratteristica come un’aldeide. Ad esempio, è soggetta a reazioni di ossidazione sia in ambiente acido che basico. Inoltre, partecipa a diverse reazioni di condensazione, producendo prodotti quali metilammine terziarie e β-ammino-chetoni.

Inoltre, in presenza di complessi di metalli di transizione, la formaldeide reagisce con idrogeno monossido di carbonio per formare glicole etilenico, un composto utilizzato nell’industria chimica per la produzione di poliesteri e come additivo antigelo.

Il processo di produzione di formaldeide può essere ulteriormente migliorato mediante la dispersione del catalizzatore di argento su vari supporti, come allumina, silice e pomice.

Queste sono le proprietà, la sintesi e le reazioni principali della formaldeide, una sostanza dalla vasta gamma di applicazioni industriali.

Fissazione dell’azoto: fasi del ciclo dell’azoto

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Fissazione dell’azoto: fasi del ciclo dell’azoto

Fasi del ciclo dell’azoto e la fissazione dell’azoto

Il processo di fissazione dell’azoto è di fondamentale importanza, in quanto trasforma l’azoto molecolare atmosferico in composti azotati, come l’ammoniaca. L’azoto svolge un ruolo chiave per la vita, essendo usato dagli organismi per la produzione di molecole organiche come amminoacidi, proteine e acidi nucleici.

Nonostante l’abbondanza di azoto nell’atmosfera, questo costituisce un nutriente limitante per la crescita delle piante. Le piante possono assimilare azoto sotto forma di ione ammonio NH4+ e nitrato NO3-. La maggior parte delle piante ottiene l’azoto di cui ha bisogno come nitrato inorganico dal suolo, limitando l’assunzione di ione ammonio a piccole quantità a causa della sua tossicità in elevate concentrazioni. Gli animali ricevono l’azoto necessario per il metabolismo e la crescita da sostanze organiche contenenti azoto.

Il ciclo dell’azoto

Il ciclo dell’azoto comprende diverse fasi, tra cui la fissazione dell’azoto (BNF), la nitrificazione, l’assimilazione, l’ammonificazione e la denitrificazione. La fissazione avviene mediante la conversione dell’azoto in ammoniaca, resa possibile dal metalloenzima nitrogenasi. Questo processo richiede energia derivante dall’idrolisi dell’ATP. La riduzione di N2 in NH3 richiede la presenza di un sale di magnesio e un agente riducente.

La nitrogenasi è un enzima vulnerabile all’ossigeno, pertanto molti organismi che fissano l’azoto utilizzano l’ossigeno come accettore terminale per la respirazione. È composta da due proteine, la dinitrogenasi e la dinitrogenasi reduttasi, entrambe contenenti un centro Ferro-Zolfo. Alcuni batteri possono contenere vanadio al posto del molibdeno o solo ferro.

La capacità di fissare l’azoto è propria di pochi organismi procarioti, batteri e cianobatteri provvisti di nitrogenasi. Questi batteri possono vivere sia liberi che in simbiosi con piante verdi. La fissazione dell’azoto e la sua trasformazione in ammoniaca rappresentano il primo passo del ciclo biologico dell’azoto.

In sintesi, la fissazione e la trasformazione dell’azoto in ammoniaca costituiscono una fase iniziale fondamentale del ciclo biologico dell’azoto, facilitando l’approvvigionamento di nutrienti fondamentali per la crescita delle piante e il metabolismo degli organismi.

Saggio di Molisch: analisi qualitativa dei carboidrati

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Saggio di Molisch: analisi qualitativa dei carboidrati

Analisi Qualitativa dei Carboidrati con il Saggio di Molisch

Il saggio di Molisch è un metodo utilizzato per l’analisi qualitativa dei carboidrati, sia in forma libera che legati a proteine o lipidi. I carboidrati sono composti organici presenti in natura che svolgono numerose funzioni biologiche, come riserva energetica e componente strutturale di varie molecole vitali, tra cui l’ATP, il DNA e l’RNA.

I carboidrati, noti anche come zuccheri, contengono un gruppo funzionale aldeidico o chetonico e gruppi alcolici e sono classificati in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. La caratterizzazione dei carboidrati può avvenire considerando diversi fattori come il numero di atomi di carbonio, il gruppo funzionale, la formazione di anelli, gli isomeri e il numero di unità contenute.

Determinazioni qualitative dei carboidrati

Esistono diversi test per determinare la presenza e le caratteristiche dei carboidrati, tra cui i noti saggi di Tollens, Fehling, Barfoed, Benedict, Seliwanoff, Bial e il saggio di Molisch. Ogni test è specifico per individuare particolari caratteristiche dei carboidrati, come la presenza di zuccheri riducenti, la differenziazione tra aldosi e chetosi, nonché la distinzione tra pentosi ed esosi.

Il saggio di Molisch, conosciuto anche come test dell’α-naftolo, è in grado di individuare la presenza di monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi, con una reazione positiva che può variare in base al tipo di zucchero presente.

Reazione

Il test di Molisch si basa sulla disidratazione del carboidrato tramite l’acido solforico. Dai pentosi si ottiene il furfurale, mentre dagli esosi si ottiene l’idrossimetilfurfurale. Questi composti reagiscono con l’α-naftolo per produrre un anello color porpora.

Per eseguire il saggio, si mescolano in una provetta 2 mL di soluzione da testare con due gocce del reattivo di Molisch, che è costituito da una soluzione di α-naftolo in etanolo al 95% unita ad acido solforico concentrato. Questo test è in grado di rilevare anche piccole quantità di carboidrati.

In conclusione, il saggio di Molisch rappresenta un valido strumento per l’analisi qualitativa dei carboidrati, consentendo di individuare diverse tipologie di zuccheri e fornendo informazioni utili sulle loro caratteristiche.

Naftalene: struttura, proprietà, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Naftalene: struttura, proprietà, reazioni, usi

Naftalene: Struttura, Proprietà, Reazioni e Usi

Il naftalene, noto anche come naftalina, è un idrocarburo biciclico aromatico costituito da due anelli benzenici fusi, caratterizzato dalla formula C10H8. La sua struttura molecolare è quella di due anelli benzenici fusi insieme a due atomi di carbonio adiacenti comuni ad entrambi gli anelli.

Proprietà del Naftalene

Il naftalene è un solido cristallino di colore bianco con un odore pungente. Presenta un punto di fusione di 80°C, un punto di ebollizione di 218 °C e la caratteristica di sublimare ovvero di passare da stato solido a vapore a temperatura ambiente. È insolubile in acqua, poco solubile in etanolo ma solubile in benzene, etere, cloroformio e solfuro di carbonio.

Il naftalene, insieme ad altri idrocarburi policiclici aromatici, è originato da processi di combustione incompleta nelle industrie, fumo di sigaretta, fumo di scarico di veicoli a motore e anche da eventi come gli incendi boschivi.

Dal punto di vista chimico, il naftalene mostra il carattere aromatico del benzene e dei suoi derivati, dando luogo a reazioni di sostituzione elettrofila.

Reazioni del Naftalene

Tra le reazioni tipiche del naftalene, ricordiamo la sintesi del 2-naftolo, la sintesi dell’ 1-naftolo, l’ossidazione del naftalene a anidride ftalica (Processo Gibbs-Wohl), e la sintesi dell’1-naftilammina.

Usi

Il naftalene è utilizzato nella produzione di materie plastiche, coloranti, resine, lubrificanti e combustibili. In passato è stato utilizzato come pesticida per tarme e altri parassiti, anche se è stato sostituito dal p-diclorobenzene, considerato meno tossico.

Tuttavia, è importante sottolineare che l’esposizione al naftalene ad alte concentrazioni può danneggiare i globuli rossi del sangue, fino a provocare anemia emolitica. Inoltre, è una sostanza nociva e si ritiene possa avere effetti cancerogeni, pertanto è cruciale maneggiarlo con cura ed evitare il contatto diretto.

Protezione catodica: metalli sacrificali, reazioni

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Protezione catodica: metalli sacrificali, reazioni

Protezione catodica: tutto ciò che c’è da sapere

La protezione catodica rappresenta un efficace mezzo di prevenzione contro la corrosione su strutture metalliche, soprattutto se poste in ambienti aggressivi, come sommersi o interrati.

Un’interessante tecnica per limitare e ritardare il fenomeno della corrosione è l’utilizzo di metalli sacrificali, proposto per la prima volta da Sir Humphrey Davy nello studio della corrosione dei metalli, in particolare del rame che era utilizzato negli scafi delle navi britanniche. L’aggiunta di zinco al ferro, ad esempio, previene la corrosione, in virtù dei potenziali normali di riduzione associati.

In generale, i metalli utilizzati come anodi sacrificano devono avere la capacità di ossidarsi più facilmente rispetto al metallo in via di protezione. Questi anodi, come zinco, magnesio o leghe di alluminio, presentano un potenziale normale di riduzione negativo e molto alto, il che favorisce il processo.

L’utilizzo degli anodi sacrificali è adatto a preservare strutture come gli scafi delle navi, tubazioni, sistemi di distribuzione e serbatoi. Tuttavia, per strutture di grandi dimensioni, questa metodologia può risultare costosa, pertanto, in questi casi, si preferisce adottare la protezione catodica a corrente impressa.

In ottica di manutenzione, gli anodi sacrificali devono essere ispezionati periodicamente e sostituiti una volta consumati, garantendo un’efficace protezione contro la corrosione.

Se sei interessato a saperne di più o a implementare la protezione catodica per le tue strutture, non esitare a contattarci.

*Immagine: metalli sacrificali*

Guanidina e derivati: cloruro di guanidinio, tiocianato di guanidinio

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Guanidina e derivati: cloruro di guanidinio, tiocianato di guanidinio

Guanidina e suoi derivati: cloruro di guanidinio, tiocianato di guanidinio

La guanidina, con formula CH5N3 e struttura cristallina incolore, condivide una somiglianza con l’acido carbonico, ma a differenza di quest’ultimo, è una forte base. La forma protonata della guanidina è stabilizzata per risonanza. In condizioni fisiologiche, si trova protonata e il suo equilibrio di dissociazione è: CH5N3 + H2O ⇌ CH6N3+ + OH-. La costante Kb relativa a questo equilibrio è 0.4, rendendo una soluzione di guanidina fortemente alcalina. La guanidina si scioglie nei solventi polari.

Derivati

Tra i derivati della guanidina, il cloruro di guanidinio è costituito dal catione CH6N3+ e dall’anione Cl-. Questo composto è un potente agente caotropico, in grado di denaturare acidi nucleici e proteine, svolgendo un ruolo significativo nella determinazione della struttura primaria di un eteropolimero o di una proteina.

Il cloruro di guanidinio è anche utilizzato in campo medico per ridurre i sintomi della sindrome di Eaton-Lambert, che influisce principalmente sui muscoli del tronco, causando sensazioni di stanchezza e affaticamento.

Un altro derivato della guanidina, il tiocianato di guanidinio, è anch’esso un agente caotropico utilizzato come denaturante delle proteine. Inoltre, è impiegato nell’estrazione del DNA e dell’RNA e nella disattivazione di virus come il virus influenzale.

Nell’estrazione del DNA e dell’RNA, il tiocianato di guanidinio è in grado di rompere cellule e particelle virali, impedendo l’attività degli enzimi RNasi (ribonucleasi) e DNasi (deossiribonucleasi), garantendo la conservazione del DNA e dell’RNA estratti.

Con una vasta gamma di applicazioni pratiche, la guanidina e i suoi derivati sono rilevanti non solo in ambito chimico, ma anche in settori come la ricerca scientifica e la medicina.

Velocità di reazione : da cosa viene influenzata

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Velocità di reazione : da cosa viene influenzata

Velocità di reazione: fattori che la influenzano

Le reazioni chimiche sono processi irreversibili che dipendono da vari fattori che influenzano la loro velocità. A livello molecolare, coinvolgono la rottura e la formazione dei legami. Perché si verifichino, sono necessarie condizioni specifiche: un’energia minima per avviare la reazione, la possibilità di collisione tra le molecole dei reagenti e altri aspetti cinetici e termodinamici.

Fattori influenzanti la velocità di reazione

Alcuni degli elementi che influenzano la velocità di reazione sono la temperatura, la luce, la pressione, la presenza di un catalizzatore e l’elettricità. Ad esempio, alcune reazioni avvengono solo a temperature elevate o in presenza di luce, come la fotosintesi clorofilliana. La pressione gioca un ruolo cruciale in certe sintesi, come la formazione dell’ammoniaca a elevate pressioni. I catalizzatori, come i metalli di transizione o i loro composti, abbassano l’energia di attivazione delle reazioni chimiche, consentendone lo svolgimento.

Le reazioni influenzano anche i fenomeni macroscopici come la variazione di calore, l’effervescenza, la variazione di temperatura, la formazione di un precipitato o l’emissione di un gas. Ad esempio, la decomposizione del nitrato di piombo porta alla formazione di PbO e NO2, segnalando una reazione chimica.

Esempi di reazioni chimiche

Alcuni esempi di reazioni chimiche significative sono la disidratazione del saccarosio che produce carbone, la reazione tra il potassio e l’acqua che genera idrossido di potassio e idrogeno gassoso, e la sintesi del biossido di titanio.

Classificazione delle reazioni

Le reazioni chimiche possono essere classificate come ossidoriduzione o senza scambio di elettroni e, in base a condizioni e comportamento dei reagenti, si preferisce classificarle come reazioni di sintesi, decomposizione, sostituzione o doppia sostituzione.

In conclusione, la velocità di reazione è influenzata da un insieme di fattori fisici e chimici che ne determinano l’andamento. Understanding these factors can provide insights into a wide range of natural and industrial processes.

Reazioni chimiche: esempi e spiegazioni

Le reazioni chimiche rappresentano un aspetto fondamentale della chimica, in quanto sono responsabili delle trasformazioni della materia. Esse possono essere di diversi tipi, come ad esempio reazioni di decomposizione, precipitazione, scambio semplice e combustione.

# Reazioni di decomposizione

Un esempio classico di reazione di decomposizione è rappresentato dalla nitroglicerina, un composto esplosivo, che attraverso una reazione si trasforma in azoto, anidride carbonica, acqua e ossigeno.

# Reazioni di precipitazione o di doppio scambio

Un’altra tipica reazione è quella di precipitazione, in cui due soluzioni contenenti sali reagiscono formando un precipitato insolubile. Un esempio è la reazione tra cloruro di bario e solfato di sodio che produce solfato di bario e cloruro di sodio.

# Reazioni di scambio semplice

Nelle reazioni di scambio semplice, un elemento sostituisce un altro elemento presente in un composto. Un esempio è la reazione tra zinco e solfato di rame, che produrrà solfato di zinco e rame.

# Reazioni di combustione

Infine, le reazioni di combustione coinvolgono l’ossigeno e producono calore come risultato. Un esempio comune è la combustione del metano in presenza di ossigeno, che crea anidride carbonica e acqua.

Le reazioni chimiche sono fenomeni che influenzano la vita quotidiana e sono di fondamentale importanza per comprendere il funzionamento del mondo che ci circonda. Comprendere i diversi tipi di reazioni e i loro esempi è quindi essenziale per approfondire la conoscenza della chimica.

Clorazione delle acque

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Clorazione delle acque per la disinfezione: preclorazione, iperclorazione, clorazione frazionata e postclorazione

La clorazione delle acque è un processo fondamentale per eliminare microrganismi patogeni come batteri, virus, funghi, protozoi e spore, prevenendo così la trasmissione di malattie.

Batteri

I batteri che possono essere presenti nelle acque sono diversi. Ad esempio, l’Antrace causa una malattia infettiva acuta, l’Escherichia coli provoca malattie intestinali ed extra-intestinali, il Myobacterium tuberculosis è responsabile della tubercolosi, la Salmonella può causare la febbre tifoide e la giardiasi, mentre il Vibrio cholerae è responsabile del colera.

Virus

Tra i virus presenti nelle acque, l’Hepatitis Virus può causare l’epatite A, mentre il Poliovirus è il responsabile della poliomielite. Inoltre, sono presenti parassiti come il Cryptosporidium che provoca un’enterite acuta e la Giardia lamblia, responsabile della giardiasi.

Trattamenti

Il trattamento delle acque mira principalmente a garantire che siano potabili e prive di microrganismi patogeni. Ciò può essere ottenuto attraverso processi fisici o chimici come la sedimentazione, la filtrazione e la disinfezione.

Tecniche di disinfezione delle acque

La clorazione delle acque è una delle tecniche più utilizzate per la disinfezione, con tecniche come la preclorazione, l’iperclorazione, la clorazione frazionata e la postclorazione. Queste tecniche differiscono per il momento e la modalità in cui il cloro viene aggiunto all’acqua per garantire la massima efficacia nella disinfezione.

In sintesi, la clorazione delle acque è un processo fondamentale per rendere sicure le acque destinate al consumo umano, alla balneazione e ad altri usi. La comprensione dei microrganismi presenti e delle tecniche di disinfezione è cruciale per garantire l’efficacia del trattamento e la sicurezza dell’acqua per la salute pubblica.

Acetone: proprietà, sintesi, reazioni

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Acetone: caratteristiche, produzione e utilizzi

L’acetone è un composto organico incolore, volatile e infiammabile con un tipico odore di menta. È il più semplice dei chetoni e ha formula C3H6O, presentando un gruppo carbonilico >C=O. È solubile in acqua e in solventi organici come etanolo ed etere dietilico, ed è comunemente usato come solvente.

Tuttavia, l’acetone è spesso noto per essere utilizzato come solvente per smalti, contenendo oltre all’acetone altri componenti dannosi. È importante sottolineare che queste miscele possono essere dannose per le unghie e irritanti per gli occhi.

L’acetone è ampiamente utilizzato nella pulizia di componenti elettronici e nella formulazione di vernici, mastici e resine. Nonostante sia considerato un solvente organico meno tossico, l’inalazione prolungata di alte concentrazioni di vapori può provocare irritazioni delle vie respiratorie, mal di testa e altri sintomi di intossicazione.

Produzione

L’acetone viene comunemente prodotto attraverso il “processo Hock”, in cui propene e benzene reagiscono in presenza di ossigeno, producendo acetone e fenolo. Altrimenti, può essere ottenuto attraverso l’idratazione del propene per formare 2-propanolo, che in seguito viene ossidato per produrre l’acetone. In passato, l’acetone veniva prodotto mediante la distillazione secca di acetali.

Reazioni

Oltre alle reazioni tipiche dei chetoni, l’acetone può essere sottoposto a diverse reazioni per produrre materiali ampiamente utilizzati nell’industria. Ad esempio, può reagire con ossido di rame (II) per formare un chetene. Inoltre, reagendo con HCN, si ottiene metilmetacrilato, un monomero di partenza per il polimetilmetacrilato.

La reazione tra acetone e fenolo porta alla formazione del bisfenolo A, utilizzato nella produzione di policarbonati, poliuretani e resine epossidiche. Allo stesso modo, la reazione con l’acqua produce diolo geminale 2,2-diidrossipropano.

Conclusioni

L’acetone, nonostante l’uso comune come solvente per smalti, svolge un ruolo vitale in vari settori industriali. La sua produzione e utilizzo come materia prima in molte reazioni chimiche lo rendono uno dei composti organici più essenziali. Tuttavia, è importante utilizzare l’acetone in modo sicuro e controllato per evitare eventuali rischi per la salute e l’ambiente.

Marmi: struttura, classificazione, proprietà

Chimica Online

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Marmi: struttura, classificazione, proprietà

La Struttura, Classificazione e Proprietà del Marmo

I marmi sono rocce molto apprezzate per il loro aspetto estetico, la capacità di essere lucidati e la resistenza alla maggior parte degli agenti atmosferici. Hanno avuto svariati utilizzi in diverse civiltà, dalla scultura all’architettura. Questo materiale è disponibile in una varietà di texture a seconda della sua composizione e della sua genesi.

I marmi derivano dalla trasformazione strutturale dei calcari di origine sedimentaria, in seguito a pressioni, attriti e calore. Da un punto di vista commerciale, viene definito marmo qualsiasi pietra che presenti le caratteristiche salienti del marmo propriamente detto, e cioè la versatilità ad essere scolpito, levigato e lucidato, ad essere ridotto in blocchi e lastre.

Struttura Saccaroide

Il marmo è un tipo di roccia metamorfica che si forma da calcare e dolomite, in determinate condizioni di calore e pressione. Il metamorfismo è il complesso delle reazioni chimico-fisiche allo stato solido con le quali una roccia si adegua ad un nuovo ambiente ovvero a nuove condizioni di pressione e temperatura. Il marmo deriva dalla ricristallizzazione su vasta scala di calcari preesistenti che ha dato luogo a una struttura microcristallina. Presenta una grana fine con piccoli cristalli orientati a caso e saldati, con un aspetto che ricorda quello del comune saccarosio, ed è quindi definito saccaroide.

I marmi sono costituiti principalmente da carbonato di calcio ad alto grado di purezza, il che li rende suscettibili a danni causati dalle piogge acide.

Classificazione

I marmi vengono classificati sulla base del colore che può interessare l’insieme della superficie oppure soltanto le venature e altri criteri come la specificazione del tipo di fossile che ha contribuito a originare il primo giacimento dal quale il marmo si è poi formato. Si parla pertanto di marmi ammonitici, nummulitici ecc. Il colore del marmo è determinato da impurezze inglobate.

Varietà di Marmi

Ci sono varie varietà di marmo, ognuna con caratteristiche e colori distinti:

– Marmi bianchi
– Marmi azzurri
– Marmi rossi
– Marmi gialli
– Marmi verdi
– Marmi neri
– Marmi policromi

Composizione e Caratteristiche Fisiche

Il marmo è composto da ossido di calcio, biossido di silicio, ossido di alluminio, ossidi vari e carbonati vari. Le caratteristiche fisiche del marmo includono durezza, densità, resistenza alla compressione, modulo di rottura, assorbimento di acqua, porosità e resistenza alle condizioni climatiche.

Il marmo, nonostante la presenza di nuovi materiali, continua ad affascinare artisti ed architetti di tutto il mondo per le sue capacità espressive superiori a tutti i materiali.

In conclusione, i marmi sono rocce straordinarie, con una storia ricca e una bellezza senza tempo, che continuano ad essere apprezzate per le loro molteplici caratteristiche e per la loro eleganza ineguagliabile.

Gas illuminante: usi, lampade a incandescenza

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Gas illuminante: usi, lampade a incandescenza

Gas illuminante: benefici, storia e lampade a incandescenza

Il gas illuminante, composto da gas come idrogeno, monossido di carbonio e metano, è stato ottenuto nel XIX secolo riscaldando il carbone fossile in assenza di aria. Era principalmente impiegato per l’illuminazione pubblica urbana, guadagnandosi il soprannome di “gas di città”. Parigi fu una delle prime città a adottare l’illuminazione stradale a gas, seguita da Baltimora, nel 1816.

L’illuminazione a gas era distribuita tramite tubazioni lungo le strade, consentendo ai bruciatori posti sui lampioni di diffondere la luce. Successivamente, il gas illuminante fu utilizzato nelle cucine a gas e negli scaldabagni.

Lampade a incandescenza

Quando Thomas Edison perfezionò e brevettò le lampade a incandescenza nel 1879, iniziò a diffondersi il sistema di illuminazione pubblica elettrica. Questo sistema, implementato a New York nel 1882, alla fine prevalse sull’illuminazione a gas. Attualmente, accanto al gas di pirolisi, altri gas come quelli di gasificazione dei distillati petroliferi leggeri e il metano, sono destinati all’uso domestico.

Fino al XX secolo, i chimici avevano limitate conoscenze sulla composizione e la struttura molecolare dei fossili, pensando che fossero costituiti principalmente da carbone di legna mescolato con impurezze contenenti idrogeno.

Fossili

Solo successivamente si è riusciti a classificare i fossili in base alla loro età geologica, partendo dal carbone fossile più recente fino all’antracite. I fossili si sono originati dalla trasformazione del legno e di altre parti vegetali attraverso il processo di carbogenesi. Il processo di pirolisi, o distillazione secca, produce sostanze volatili e un residuo solido ricco di carbonio, noto come coke.

Durante il processo di pirolisi, si ottiene il gas combustibile e, per ottenere alte rese, si usano litantraci ad alto contenuto di sostanze volatili che si prestano al processo di distillazione secca. Si opera alla temperatura di 900-1000°C per ottenere maggiori rese, evitando la pirolisi dei prodotti gassosi.

Glicolisi: ossidazione del glucosio, fasi

Fabrice Deseaux

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6 Dicembre 2023

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Glicolisi: ossidazione del glucosio, fasi

La Glicolisi e le Fasi dell’Ossidazione del Glucosio

La reazione di glicolisi comporta l’ossidazione del glucosio, che è una reazione spontanea a causa della variazione dell’energia libera di Gibbs, che è minore di zero. Il glucosio è la principale fonte energetica degli organismi viventi e, quando viene ossidato nel processo metabolico, i prodotti di reazione sono biossido di carbonio e acqua, oltre all’energia utilizzata dalle cellule.

Il Sole emette luce che le piante utilizzano per convertire il biossido di carbonio e l’acqua in glucosio attraverso il processo fotosintetico, secondo la reazione: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2. La variazione di energia libera ΔG correlata a tale reazione è di + 2870 kJ/mol, quindi è necessaria una fonte energetica come la luce affinché la reazione possa avvenire.

Gli organismi eterotrofi non possono sintetizzare autonomamente le molecole organiche da molecole inorganiche e dipendono da composti organici precedentemente sintetizzati dagli organismi autotrofi, come le piante, e traggono energia dalle reazioni chimiche che degradano il glucosio in biossido di carbonio e acqua.

La reazione di ossidazione del glucosio è spontanea, con una variazione di energia libera di – 2870 kJ/mol, e l’energia ottenuta è molto alta e deve essere frazionata in unità più piccole.

La glicolisi avviene in una serie di reazioni in cui sono presenti il ATP (adenosintrifosfato, principale trasportatore di energia chimica negli organismi viventi), ADP (adenosindifosfato), NAD+ (nicotinamide adenina dinucleotide) e NADH (forma ridotta di NAD+) che partecipano a diverse fasi della reazione.

La prima reazione della glicolisi è: C6H12O6 + 2ATP + 2ADP + 2NAD+ → 2NADH + 4ATP + 2 acido lattico. Pertanto, dalla glicolisi di una molecola di glucosio si ottengono 2 molecole di ATP e 2 molecole di acido lattico.

Il NADH prodotto nella reazione reagisce a sua volta con l’ATP nella reazione: 2[3ADP + NADH → NAD+ + 3ATP], che porta alla formazione di molecole di ATP.

Il terzo stadio, il ciclo di Krebs, procede secondo la reazione: 2[CH3CH(OH)COOH + 6O2 + 15ADP → 3CO2 + 3H2O + 15ATP]. In questo stadio, le molecole di acido lattico vengono trasformate in biossido di carbonio e acqua, e le molecole di ADP vengono trasformate in molecole di ATP.

La reazione complessiva di ossidazione del glucosio è: 6O2 + C6H12O6 + 38ADP → 38ATP + 6CO2 + 6H2O. L’energia complessiva della reazione è -2870 kJ/mol, mentre l’energia necessaria per la reazione 38ADP → 38ATP è di +1160.5 kJ/mol. Il rendimento della reazione oscilla tra il 44 e il 66% in condizioni biologiche.

Conclusione
La glicolisi è un processo fondamentale per l’ottenimento di energia da parte degli organismi viventi e il ciclo completo di ossidazione del glucosio attraverso la glicolisi e il ciclo di Krebs rappresenta un’importante fonte di energia per tutti gli organismi viventi.