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Poliolefine e proprietà: additivi

Chimica Organica

Redazione

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30 Novembre 2023

Poliolefine: Additivi e proprietà dei polimeri termoplastici

Le poliolefine derivano dalla polimerizzazione delle olefine, ovvero idrocarburi alifatici ciclici e aciclici con uno o più doppi legami carbonio-carbonio. Esse comprendono un’ampia gamma di composti tra cui alcheni, cicloalcheni e polieni.

Tra le poliolefine più diffuse troviamo il polietilene e il polipropilene, affiancati da polibutilene, poliisobutilene, polimetilpentene e copolimeri costituiti da monomeri come etene e propene.

Le poliolefine presentano notevoli proprietà che le rendono adatte a svariati utilizzi. Sono durevoli, resistenti al calore, alla corrosione e non tossiche, il che le rende ideali per dispositivi medici e packaging alimentare. Tuttavia, sono suscettibili all’ossidazione e all’esposizione solare.

Per limitare i danni provocati dalla luce, vengono utilizzati degli additivi come assorbitori di raggi UV, antiossidanti e stabilizzanti.
Gli assorbitori di raggi UV possono essere derivati del benzatriazolo, del benzofenone, composti organici del nichel e salicilati. Gli antiossidanti proteggono il polimero dalla degradazione durante la produzione e le fasi successive di trasformazione, suddividendosi in primari e secondari a seconda del loro meccanismo di azione. Gli stabilizzanti, come le ammine impedite stabilizzanti alla luce (HALS), sono in grado di disattivare i radicali liberi formati dalla radiazione UV.

In conclusione, le poliolefine presentano un’ampia gamma di applicazioni grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche e chimiche e agli additivi che le proteggono dalla degradazione causata dalla luce.

Riarrangiamento pinacolico: meccanismo, prodotti di reazione

Redazione

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30 Novembre 2023

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Riarrangiamento pinacolico: meccanismo, prodotti di reazione

Riarrangiamento Pinacolico: Meccanismo e Prodotti di Reazione

Il riarrangiamento pinacolico, noto anche come trasposizione pinacolica, è un processo catalizzato dagli acidi che converte un glicole (1,2-diolo) in un composto carbonilico. Questa reazione organica può essere estesa a tutte le situazioni in cui avviene una migrazione di un gruppo da un atomo a un atomo adiacente, violando il principio di minima variazione strutturale. Questo principio stabilisce che le reazioni elementari coinvolgono un numero limitato di legami, poiché la rottura simultanea di più legami è una situazione improbabile.

Il nome “riarrangiamento pinacolico” deriva dalla trasformazione del pinacolo in pinacolone, ovvero del 2,3-dimetil-2,3-butandiolo in 3,3-dimetil-2-butanone. Questa reazione fu descritta per la prima volta nel 1860 dal chimico tedesco Wilhelm Rudolph Fitting.

Poiché il diolo è simmetrico, la protonazione di un ossigeno e la perdita di acqua avvengono con la stessa probabilità su entrambi i gruppi –OH, portando alla formazione di un carbocatione terziario.

Meccanismo del Riarrangiamento Pinacolico

Il meccanismo del riarrangiamento pinacolico implica uno shift 1,2 di un gruppo metilico che porta alla formazione di un carbocatione stabile, seguito dalla deprotonazione dell’ossigeno che porta alla formazione del chetone.

Considerando il caso del 2-metil-2,3-butandiolo, non simmetrico rispetto al 2,3-dimetil-2,3-butandiolo, la protonazione avviene sull’ossigeno con successiva perdita di acqua e formazione di un carbocatione. In questo caso, avviene lo shift 1,2 di un idruro con formazione del carbocatione.

Pur essendo una trasposizione di tipo Wagner-Meerwein, il riarrangiamento pinacolico si differenzia per la maggiore stabilità del carbocatione intermedio.

Concludendo, il riarrangiamento pinacolico è una reazione organica di grande importanza, con un meccanismo ben definito che porta alla formazione di composti carbonilici da glicoli mediante una serie di passaggi specifici.

Equilibri simultanei: aspetti qualitativi, esempi

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Equilibri simultanei: aspetti qualitativi, esempi

Equilibri Simultanei in Chimica: Concetti e Esempi

Le reazioni di equilibrio possono coinvolgere contemporaneamente diverse reazioni, portando alla formazione di equilibri simultanei. Questi equilibri possono influenzare la posizione dell’equilibrio stesso, specialmente quando le reazioni presentano componenti in comune.

In ambito chimico, gli equilibri in soluzione acquosa sono spesso simultanei, anche se alcuni di essi potrebbero non influenzare direttamente l’equilibrio principale e di conseguenza vengono trascurati. Ad esempio, nella dissociazione di un acido debole monoprotico con una data concentrazione e costante di dissociazione, si considerano contemporaneamente i concetti relativi all’equilibrio di autoionizzazione dell’acqua.

Un esempio pratico può essere la dissoluzione del solfato di rame (II) in una soluzione ammoniacale, in cui si assiste a un intricato sistema di nove equilibri simultanei che coinvolgono diverse specie chimiche.

Nel contesto di equilibri multipli, risulta essenziale applicare il Principio di Le Chatelier per considerare gli effetti prodotti dall’aggiunta di specifiche specie chimiche, simulando così le variazioni alle condizioni sperimentali.

In conclusione, mentre la comprensione degli equilibri simultanei in chimica richiede un’analisi approfondita, è essenziale considerare attentamente tutte le reazioni coinvolte per ottenere le concentrazioni delle varie specie in determinate condizioni sperimentali.

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Termite: miscela incendiaria, reazioni

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Termite: caratteristiche, reazioni e usi

La termite è una miscela incendiaria costituita da un ossido metallico come agente ossidante e un metallo più reattivo in forma di polvere che funge da combustibile. La reazione della termite, conosciuta anche come reazione di Goldschmidt, è altamente esotermica, rilasciando una grande quantità di energia nel corso della reazione.

La reazione avviene bruciando una miscela di ossido di ferro e polvere di alluminio, producendo energia sufficiente da provocare la fusione del ferro, che è uno dei prodotti della reazione stessa. Gli ossidi metallici comunemente usati nella termite sono l’ossido di ferro (III) (noto come ematite) e l’ossido di ferro (II) e ferro (III) (noto come magnetite).

La scelta dell’ossido metallico dipende dalla posizione del metallo nella serie di attività. L’ossido di stagno e l’ossido di piombo possono essere considerati, mentre al posto dell’alluminio può essere usato il magnesio. La reazione dell’ossido di stagno (IV) con alluminio è un esempio di reazione della termite.

La termite è utilizzata in vari contesti, sia civili che militari, ma è estremamente pericolosa a causa delle alte temperature raggiunte durante la reazione. Trova impieghi nel campo della saldatura dei metalli, grazie al calore sviluppato durante la reazione, e nel processo di ottenimento di metalli fusi dai loro ossidi, favorendo termodinamicamente tali processi.

Questo articolo ha carattere esclusivamente informativo e divulgativo: non si assume alcuna responsabilità per l’uso improprio delle informazioni qui fornite.

Sale di Zeise: struttura, usi

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Struttura e utilizzo del sale di Zeise

Il sale di Zeise è un composto metallorganico con una formula chimica complessa (K[PtCl3(C2H4)]•H2O) noto anche come tricloro(etene) platinato (II) di potassio. È stato sintetizzato per la prima volta nel 1827 dal chimico William Christopher Zeise e la sua struttura è stata oggetto di dibattito scientifico per diversi anni. Solo nel XX secolo, grazie alle moderne tecniche di diffrazione dei raggi X e risonanza magnetica nucleare, è stato possibile comprendere appieno la struttura del sale di Zeise.

Struttura molecolare

Il sale di Zeise è costituito da un anione con una struttura planare quadrata, in cui il legame C=C è perpendicolare al piano PCl3. Il legame π tra il legante etene e il metallo di transizione coinvolge una complessa interazione di donazione e retrodonazione di elettroni, portando a nuove scoperte nel campo della chimica come l’apticità e la retrodonazione π.

Modello di Dewar-Chatt-Duncanson

Il modello di Dewar-Chatt-Duncanson spiega il tipo di legame chimico tra un alchene e un metallo in determinati composti metallorganici. Secondo questo modello, la donazione e retrodonazione di elettroni tendono a ridurre l’ordine di legame carbonio-carbonio, causando un aumento della distanza di legame e un abbassamento della frequenza vibrazionale. Questa interazione comporta una reibridazione degli atomi di carbonio da sp2 a sp3 e un ripiegamento degli atomi di idrogeno lontano dal metallo.

Applicazioni del sale di Zeise

I composti derivati dal sale di Zeise hanno varie applicazioni, come ad esempio l’utilizzo in un test per l’epatite e come componente di farmaci antitumorali come il cisplatino, uno dei più potenti attualmente in uso in campo clinico.

In conclusione, il sale di Zeise non solo ha una struttura molecolare complessa, ma ha anche svariate applicazioni pratiche, dimostrandosi di grande interesse in diversi ambiti scientifici e farmaceutici.

Composti organometallici: sintesi, reattivi di Grignard, composti organorame, zincorganici

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Composti organometallici: sintesi, reattivi di Grignard, composti organorame, zincorganici

Composti organometallici e loro sintesi

I composti organometallici, o metallorganici, costituiscono una classe di composti chimici che presentano un legame Carbonio-Metallo. Tra i composti organometallici più importanti troviamo i reattivi di Grignard, in cui il metallo è principalmente magnesio, ma possono anche contenere litio, sodio, rame e zinco.

Il legame C-Me è polarizzato a causa dell’elettronegatività del carbonio, che gli conferisce una parziale carica negativa. Questa caratteristica permette al carbonio di agire da nucleofilo, attaccando atomi più elettronegativi come l’alogeno, l’ossigeno o l’azoto, formando così nuovi legami carbonio-carbonio.

I composti organometallici sono fondamentali come punto di partenza per la sintesi di composti più complessi a partire da sostanze semplici.

Proprietà dei composti organometallici

I composti litio-organici e magnesio-organici presentano una parziale carica negativa sul carbonio legato, rendendoli delle basi forti. In presenza di acidi deboli, questi composti si protonano dando luogo alla formazione di un idrocarburo.

Sintesi dei composti litio-organici

Per ottenere i composti litio-organici, è possibile reagire un alogenuro alchilico con il litio in presenza di un solvente non polare come il n-esano, l’etere etilico anidro o il n-pentano. Ad esempio, l’1-bromobutano reagisce con il litio producendo l’n- butillitio e il bromuro di litio. Questi composti possono essere impiegati come iniziatori nella polimerizzazione di elastomeri come il polibutadiene e il copolimero stirene-butadiene.

Analogamente, il clorobenzene può reagire dando il fenillitio, anche conosciuto come litiobenzene, che trova impiego nelle sintesi organiche e come sostituto dei reattivi di Grignard per introdurre gruppi fenilici.

Reattivi di Grignard

I reattivi di Grignard si ottengono dalla reazione di un alogenuro alchilico con il magnesio in presenza di dietiletere anidro o tetraidrofurano. Ad esempio, il bromocicloesano reagisce con il magnesio in presenza di dietiletere per dare il bromuro di cicloesilmagnesio.

Composti di organorame

I composti di organorame possono essere ottenuti per metallazione, cioè scambiando i metalli tra un alogenuro di rame (I) e un composto organometallico. Tipicamente, il gruppo alchilico è di tipo primario. I cuprati sono spesso usati come catalizzatori nelle sintesi organiche e vengono generati in situ. Oltre alle qualità catalitiche, i cuprati vengono utilizzati nelle addizioni 1,4 (reazione di Michael) a chetoni, acidi carbossilici o esteri α-β-insaturi, nonché nelle sostituzioni nucleofile e nelle reazioni di accoppiamento.

Composti zincorganici

I composti zincorganici si ottengono dalla reazione di un alogenuro alchilico con lo zinco in presenza di dietiletere. Questi composti sono meno reattivi dei composti litiorganici e dei reattivi di Grignard nei confronti di aldeidi e chetoni e vengono prevalentemente usati nella reazione di Simmons-Smith, che comporta una ciclizzazione di un alchene.

Concentrazione iniziale di un acido diprotico dal pH: esercizi

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Determinazione della concentrazione iniziale di un acido diprotico dal pH: esercizio risolto

Gli acidi diprotici, rappresentati con la formula H2A, subiscono due dissociazioni regolate dalle costanti acide K_a1 e K_a2. È comune che K_a1 sia significativamente maggiore di K_a2, permettendo di considerare solo la prima dissociazione nella determinazione del pH, trascurando la concentrazione idrogenionica derivante dalla seconda dissociazione.

Un esercizio tipico riguarda il calcolo della concentrazione iniziale di un acido diprotico dato un determinato pH. Ad esempio, calcolare la concentrazione iniziale dell’acido carbonico per ottenere un pH di 4,05, conoscendo le costanti di equilibrio K_a1 = 4,30 * 10^-7 e K_a2 = 5,61 * 10^-11.

Gli equilibri di dissociazione dell’acido carbonico sono i seguenti:
H2CO3 + H2O ⇌ HCO3- + H3O+ (K_a1 = 4,30 * 10^-7)
HCO3- + H2O ⇌ CO3^2- + H3O+ (K_a2 = 5,61 * 10^-11)

Le costanti differiscono di 4 ordini di grandezza, giustificando la trascurabilità del secondo equilibrio. Se il pH è 4,05, allora [H3O+] = 8,91 * 10^-5 M, e [HCO3-] = 8,91 * 10^-5 M. Costruiamo un I.C.E. chart e chiamiamo x la concentrazione iniziale dell’acido:

| | H2CO3 | H2O | ⇌ | HCO3- | H3O+ |
|———————|——-|—–|—|——-|——|
| Stato iniziale | x | | | | |
| Variazione | -8,91 * 10^-5 | | | +8,91 * 10^-5 | +8,91 * 10^-5 |
| All’equilibrio | x – 8,91 * 10^-5 | | | 8,91 * 10^-5 | 8,91 * 10^-5 |

Sostituendo tali valori nell’espressione della costante di equilibrio, otteniamo 4,30 * 10^-7 = (8,91 * 10^-5)(8,91 * 10^-5) / (x – 8,91 * 10^-5). Semplificando, arriviamo a X = 7,94 * 10^-9 /x. Moltiplicando a destra e a sinistra per X otteniamo 4,30 * 10^-7x = 7,94 * 10^-9. Da cui X = 7,94 * 10^-9 / 4,30 * 10^-7 = 0,0185.

Quindi, sostituendo, otteniamo x = concentrazione iniziale dell’acido carbonico = 0,0185 M.

Polinucleotidi: basi azotate, DNA

Biochimica

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Basi azotate e DNA: struttura e funzioni dei polinucleotidi

I polinucleotidi sono costituiti da una combinazione di nucleotidi con legami covalenti. Questi, a loro volta, sono formati da una base azotata (purinica o pirimidinica), uno zucchero pentoso come il ribosio o desossiribosio, e un gruppo fosfato. Tra i nucleotidi più comuni troviamo l’RNA, il DNA e l’ATP.

I polinucleotidi si formano dalla polimerizzazione dei nucleotidi, catalizzata dagli enzimi appartenenti alla classe delle polimerasi. La condensazione di due nucleotidi forma un dinucleotide con un legame fosfodiesterico. Questi polinucleotidi si trovano in tutti gli organismi viventi, presentando uno scheletro composto da una sequenza di residui fosforici e zucchero da cui si diramano le basi azotate.

La catena polinucleotidica è caratterizzata dalla sequenza delle sue basi, che costituisce la struttura primaria. La quantità relativa di basi azotate varia da un organismo all’altro, ma in ogni caso, le moli di adenina sono uguali a quelle di timina e le moli di citosina sono uguali a quelle di guanina. Questo fenomeno è dovuto alla struttura secondaria del DNA, che è formata da due catene elicoidali.

La struttura del DNA è comparabile a quella di una spirale a pioli con montanti costituiti dalle sequenze alterne di gruppi fosforici e molecole di zucchero, e pioli costituiti dalle coppie di basi azotate. Gli accoppiamenti delle basi azotate non sono casuali, ma sono condizionati dalle dimensioni relative delle basi e il numero di legami a idrogeno che si possono formare tra di esse. La costanza della distanza tra le due catene e il massimo numero possibile di legami a idrogeno rende le singole catene particolarmente stabili. Tuttavia, in determinate condizioni possono separarsi tra di loro. Questo fattore è cruciale per le funzioni che svolge il DNA nelle cellule e negli organismi.

Elettrolisi di sali fusi e di sali in soluzione: reazioni, potenziale di riduzione

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Elettrolisi di sali fusi e di sali in soluzione: reazioni, potenziale di riduzione

Elettrolisi di sali fusi e di sali in soluzione: reazioni e potenziale di riduzione

L’elettrolisi di sali fusi è un processo ampiamente utilizzato per la riduzione elettrolitica dei composti metallici fino ai metalli puri. Si tratta di un processo in cui avviene una reazione chimica non spontanea grazie all’apporto di energia elettrica. Durante l’elettrolisi, si verificano due semireazioni significative, una al catodo e una all’anodo.

La semireazione al catodo coinvolge l’acqua e gli elettroni ed è espressa dalla seguente equazione: 2 H2O(l) + 2 e- ⇌ H2(g) + 2 OH-(aq) con un potenziale di riduzione Ered° = -0.83 V. Mentre la semireazione all’anodo è rappresentata da 2 H2O(l) ⇌ O2(g) + 4 H+(aq) + 4e- con un potenziale di riduzione Eox° = –1.23 V.

Quando si tratta di sali in soluzione, le semireazioni dipendono dal potenziale di riduzione relativo agli ioni metallici coinvolti. Se il potenziale è inferiore a -0.83 V, la riduzione non avviene. Ad esempio, alluminio, sodio e litio rientrano in questa categoria.

Elettrolisi di sali fusi

Per ottenere il sodio metallico, è necessario eseguire l’elettrolisi di un sale sodico fuso, come NaCl fuso, invece di una soluzione acquosa. Infatti, l’elettrolisi di una soluzione di NaCl produce idrogeno gassoso al catodo anziché sodio, a causa dell’occorrenza della semireazione (1).

All’anodo, dove avviene l’ossidazione, la semireazione significativa (2) comporta la formazione di cloro gassoso invece di fluoro gassoso, nonostante il potenziale di ossidazione di quest’ultimo sia -1.36 V. Per esempio, nell’elettrolisi di una soluzione contenente ioni fluoruro, si forma O2 e non F2.

Elettrolisi di cloruro di magnesio

Considerando l’elettrolisi del cloruro di magnesio fuso, sono presenti ioni Mg2+ e ioni Cl-. Le semireazioni coinvolte sono quelle al catodo con Mg2+ che si riduce e all’anodo con la formazione di Cl2. La f.e.m. da erogare è pari a +3.74 V.

Elettrolisi di soluzioni acquose

Nel caso dell’elettrolisi di soluzioni acquose, le semireazioni di riduzione che possono avvenire al catodo devono essere prese in considerazione. Se il catione ha un potenziale al di sotto di -0.83 V, si verifica la riduzione dell’acqua con la produzione di H2. Allo stesso modo, si devono considerare tutte le possibili semireazioni di ossidazione all’anodo, con prevalenza di quella con il valore più basso di E°red.

In generale, le elettrolisi dei sali fusi porta alla produzione di Na metallico al catodo e Cl2 all’anodo. Mentre in una miscela di sali fusi, il catione con il più alto valore di E°red viene ridotto al catodo e l’anione con il valore più piccolo di E°red viene ossidato all’anodo.

Reazioni metaboliche: beta-ossidazione

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Metabolismo e Beta-ossidazione: Processi Catabolici

Le reazioni metaboliche implicano la rottura di un legame carbonio-carbonio, catalizzate da enzimi e connesse alla chimica organica. In particolare, le reazioni coinvolte nella rottura di un legame carbonio-carbonio sono considerate le inverse della condensazione aldolica e della condensazione di Claisen.

Il metabolismo fornisce energia all’organismo attraverso processi che avvengono in svariati stadi. Uno di questi processi catabolici è la beta-ossidazione, che coinvolge la rottura di molecole di acidi grassi, generando acetato, una molecola più piccola insieme all’energia necessaria al corpo.

Nel processo di beta-ossidazione, la molecola di acido grasso viene esterificata con il gruppo –SH dell’acetil-coenzima A, seguito dalla successiva ossidazione con rimozione di due atomi di idrogeno, la quale forma un doppio legame. Successivamente, avviene l’addizione di acqua al doppio legame formatosi, producendo un alcol secondario.

L’ossidazione dell’alcol secondario avviene attraverso il NAD+, il quale si trasforma in NADH dopo la rimozione dell’idrogeno legato all’ossigeno del gruppo –OH. Infine, si verifica la rottura del legame tra il carbonio in β e il gruppo carbonilico, generando acetato e CO2.

Il ciclo della beta-ossidazione porta alla formazione di acetil-coenzima A e alla produzione di NADH e FADH2, i quali partecipano alla fosforilazione ossidativa, favorendo la generazione di ATP, la principale fonte di energia cellulare.

In sintesi, la beta-ossidazione è un processo chiave nel metabolismo, poiché fornisce energia al corpo attraverso la rottura degli acidi grassi e la produzione di acetato, NADH e FADH2 che parteciperanno alla generazione di ATP.

Folding delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Folding delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria

Il Folding delle Proteine: dalla Struttura Primaria alla Terziaria

Il processo di folding delle proteine è un fenomeno spontaneo causato da varie interazioni, quali interazioni idrofobiche, legami a idrogeno e forze di van der Waals. Le proteine sono polimeri costituiti da α-amminoacidi che, in condizioni normali di pH, temperatura e forza ionica, si dispongono in una geometria tridimensionale.

La Struttura Primaria

Ogni proteina è caratterizzata da una specifica sequenza di amminoacidi, che costituisce la sua struttura primaria. Le catene laterali dei venti amminoacidi che compongono le proteine presentano diversi gruppi funzionali come –OH, -SH, -COOH, -NH2, -CONH2.

La Struttura Secondaria

La struttura secondaria delle proteine è determinata da avvolgimenti a spirale o da disposizioni regolari di tratti più o meno lunghi della catena proteica. Questo livello di organizzazione è determinato dai legami a idrogeno tra gli amminoacidi della stessa catena o di catene diverse, e può manifestarsi attraverso strutture quali l’α-elica e il β-foglietto.

La Struttura Terziaria

Alcune proteine manifestano un ulteriore livello di organizzazione noto come struttura terziaria. Questo livello è determinato dal ripiegamento della catena proteica, compresi tratti che hanno già una loro struttura secondaria. Le interazioni intermolecolari svolgono un ruolo fondamentale nella struttura e nella stabilità della proteina. L’effetto idrofobico, ad esempio, è responsabile del folding delle proteine globulari.

Fattori Termodinamici

I fattori termodinamici che generano l’effetto idrofobico sono complessi e comprensione parziale. L’effetto idrofobico è il risultato della combinazione dell’effetto di idratazione (effetto entropico) e delle interazioni di van der Waals tra le molecole di soluto (effetto entalpico). Questo effetto contribuisce al collasso idrofobico, che è il ripiegamento delle proteine in cui le parti idrofobiche della catena polipeptidica si ripiegano verso l’interno della proteina, contribuendo alla stabilità termodinamica dello stato ripiegato.

Errori nel Folding e Malattie Associate

Alterazioni nel processo di folding proteico possono portare a malattie degenerative, come la fibrosi cistica e l’encefalopatia spongiforme degli ovini. Queste malattie sono causate da mutazioni che modificano il processo di folding proteico, portando a cambiamenti nella struttura delle proteine anziché dalla presenza di agenti patogeni come virus o batteri.

In conclusione, il folding delle proteine è un processo fondamentale che può determinare la funzione e la salute di un organismo. La comprensione di questo processo ha un impatto significativo sulla ricerca clinica e sulla comprensione delle malattie associate ai disordini nel folding proteico.

Miscele di gas: equazioni relative, legge di Dalton, legge di Amagat

Fabrice Deseaux

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30 Novembre 2023

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Miscele di gas: equazioni relative, legge di Dalton, legge di Amagat

Le miscele di gas omogenee sono costituite da diversi gas che possono essere considerati come un singolo gas, se non reagiscono tra loro. Un esempio è l’aria secca, che è composta da N2 al 78%, O2 al 21% e Argon all’1%. Il peso molecolare medio dell’aria secca è 28.96 g/mol, quindi può essere considerata come un singolo gas con peso molecolare di 28.97 g/mol. Per esprimere le proprietà delle miscele in termini di proprietà dei singoli costituenti ci si può avvalere di alcune equazioni.

Equazioni

La massa di una miscela m è data dalla somma delle masse dei singoli costituenti: m = Σ^k m. Il numero di moli della miscela N è dato dalla somma delle moli dei singoli costituenti: N = Σ^k N. La frazione in massa m di un componente è data dal rapporto tra la sua massa e la massa totale, mentre la frazione molare y è data dal rapporto tra le moli di un componente e le moli totali. La somma delle frazioni in massa o delle frazioni molari è uguale a 1.

Il peso molecolare apparente della miscela è calcolato come M = m/M = Σ NM/ N = Σ yM.

Un gas ideale è definito come un gas il cui comportamento è indipendente dalla presenza delle altre molecole. Esistono due leggi che consentono di correlare le varie grandezze per una miscela di gas.

Legge di Dalton

Secondo la legge di Dalton, la pressione di una miscela gassosa è la somma delle pressioni parziali che sarebbero esercitate se i singoli gas fossero presenti da soli nel volume della miscela.

Legge di Amagat

La legge di Amagat afferma che il volume occupato da una miscela gassosa è la somma dei volumi che ogni costituente occuperebbe alla stessa pressione e temperatura della miscela.

Combinando la legge di Dalton e la legge di Amagat si può scrivere la seguente relazione: p/p = V/V = N/N = y.

Le leggi di Dalton e Amagat sono equivalenti e consentono di ricavare alcune grandezze. Ad esempio, utilizzando i dati della pressione totale di una miscela contenente 2 moli del gas A e 10 moli di gas complessive, si può ottenere la pressione parziale del gas A.

La comprensione e l’applicazione di queste leggi sono cruciali per comprendere il comportamento delle miscele gassose e le loro proprietà.