chimica

Comunicare la chimica: le abbiamo provate davvero tutte?

Sarebbe molto bello e rassicurante poter dire che sì, i chimici e i divulgatori ce l’hanno messa tutta per coinvolgere il pubblico, i pubblici, nella grande e affascinante storia degli elementi e della materia e che ciò che non ha funzionato è dovuto ad una diffidenza da parte del pubblico. Verso ciò che richiama veleni, incertezza e scenari di tossicità da guerre mondiali. Dopotutto è proprio da lì, dalla Prima Grande Guerra, che la visione della chimica ha preso una deriva verso una concezione negativa, attirando verso di sé credenze e percezioni che hanno contribuito a nutrire la nota dicotomia “naturale-chimico”.

Ma se analizziamo bene la situazione possiamo facilmente renderci conto di come le responsabilità siano condivise da più attori presenti in scena e di come gli scenari di guerra abbiano fatto, in un certo senso, da spartiacque.

E prima? Prima, durante il diciannovesimo secolo, come nota il chimico e planetarista Steve Miller, c’era un forte entusiasmo nei confronti di ciò che lo studio sistematico e scientifico della materia aveva permesso di creare. Coloranti artificiali, farmaci e nuovi prodotti di sintesi erano entrati come una ventata di novità in un mondo che affrontava i frutti della rivoluzione industriale con spirito di innovazione. Continua...

I parabeni: nemici per la pelle?

di Silvia Barra

paraben freeSe siete consumatori attenti, avrete notato che da qualche anno, e sempre più spesso, compaiono scritte “Senza parabeni” o “Paraben free” sulle confezioni di cosmetici, prodotti per l’igiene personale e per la pulizia della casa.
Cosa sono i parabeni? In questo articolo scopriremo cosa sono queste sostanze, a cosa servono e perché sempre più spesso le case produttrici decidono di eliminarli dai loro prodotti e di dichiararlo sulle confezioni.

struttura generale di in parabene

struttura generale di in parabene

I parabeni sono una famiglia di composti organici aromatici, esteri dell’ acido 4-idrossibenzoico. I più utilizzati sono i metil-, etil-, propil-, butil-, isobutil- e benzilparabeni. Possono essere utilizzati da soli, ma più spesso vengono usati sotto forma di miscele per aumentarne l’efficacia. Sono generalmente prodotti dall’uomo, ma si possono trovare anche in natura, nelle piante e negli animali.
Sono ingredienti indispensabili per garantire la sicurezza e la qualità di molti prodotti usati quotidianamente, come medicinali, prodotti per la casa e l’igiene personale, cosmetici. Senza la loro presenza, infatti, batteri e altri microrganismi dannosi per l’uomo potrebbero svilupparsi all’interno dei prodotti, deteriorandoli e compromettendone le caratteristiche di qualità, fino a renderli talvolta anche pericolosi per la salute umana. Dopo l’apertura infatti, cosmetici e altri prodotti possono venire contaminati da batteri, funghi e muffe presenti nell’ambiente e, di conseguenza, alterarsi e mettere a rischio la salute del consumatore. Continua...

Che cos’è la Green Chemistry?

chimica verde - green chemistry

Non è una branca della chimica, non è una specializzazione e neppure una disciplina di settore. La Chimica Verde (in inglese Green Chemistry) è un approccio etico fatto di criteri, di priorità e di obiettivi, quindi a suo modo una filosofia, che attinge dalla conoscenza scientifica della chimica per guidare le applicazioni di questa disciplina, ad iniziare da quelle industriali, verso modalità sostenibili dal punto di vista ambientale ed economico. Non è una branca della chimica, quindi, proprio perché è trasversale e pervasiva di tutti gli altri settori di questa stessa disciplina, da molti dai quali essa attinge conoscenze di base e teoriche, restituendo a beneficio di molti altri nuovi criteri e modalità operative.

Niente a che veder quindi con la chimica dell’ambiente, che invece è sì una disciplina specifica essenzialmente di tipo descrittivo all’interno della scienza chimica, occupandosi dello studio dei fenomeni chimici e biochimici che accadono nell’ambiente naturale, senza per altro fornire un giudizio etico sulle situazioni descritte (la più “naturale” delle molecole ed il più pernicioso degli inquinanti xenobiotici possono infatti rivestire per il chimico ambientale lo stesso grado di “interesse scientifico”), né fornendo indicazioni d’indirizzo politico per far sì che i soggetti gravanti sull’ecosistema modifichino in qualche misura il loro impatto. Continua...

Richiami di matematica di base per lo studio della chimica

di Pellegrino Conte

INTRODUZIONE

Nella chimica, come nelle altre scienze di base, lo scopo fondamentale è l’analisi e la comprensione descrittiva dei fenomeni al fine di individuare delle leggi generali in grado di fare delle previsioni. La base fondamentale del metodo scientifico risiede, quindi, nell’osservazione del fenomeno, nella sua ripetibilità e conseguente misurabilità. Un fenomeno casuale, ovvero non ripetibile, non è misurabile. Come conseguenza, non è possibile trarre per esso delle leggi previsionali.
scienze integrateCi sono diversi motivi per cui un fenomeno può essere casuale. Tra questi grande importanza hanno gli errori nelle misure sperimentali oppure il fatto che il fenomeno sia avvenuto senza il controllo delle condizioni al contorno, cioè si sia verificato un cambiamento nelle condizioni sperimentali durante l’esecuzione dell’esperimento. Un esempio potrebbe essere una variazione di temperatura, pressione o altro di cui non ci si è accorti.
Da quanto argomentato, il metodo scientifico si basa sulla misura sperimentale che a sua volta si basa sull’interpretazione dei numeri che sono come l’alfabeto per una lingua: senza di esso non è possibile costruire né le parole né tantomeno le frasi per affrontare un discorso di senso compiuto.
Lo scopo di questi appunti è quello di fornire i primi rudimenti del linguaggio matematico usato per l’interpretazione dei risultati sperimentali con particolare attenzione ai bisogni della chimica.   Continua...

che cos’è la cromatografia?

spazioLa cromatografia è fondamentalmente una tecnica che consente di separare sostanze chimiche fra loro diverse inizialmente in miscela, o meglio in soluzione, restituendole singolarmente nel tempo e, come implicito nel concetto stesso di “separazione” isolandole anche nello spazio.

separazione cromatografica su strato sottile (TLC) di una miscela di sostanze colorateInutile dire che dietro a questa semplice definizione, che più generica davvero non si può, si nascondono decine di tecniche fra loro estremamente diverse in relazione ai principi chimici e chimico-fisici sfruttati, alle caratteristiche delle sostanze da separare e dei coadiuvanti chimici coinvolti, delle finalità della separazione e così via.   Un piccolo mondo interno alla chimica che attraversa il primo luogo il campo dell’analisi per sfociare in applicazioni preparative sia su scala da laboratorio che industriale e che coinvolge una percentuale insospettabilmente alta degli addetti chimici di un po’ tutti i settori produttivi e di controllo: dal campo medico a quello agronomico, da quello ambientale a quello petrolchimico, da quello farmaceutico a quello ambientale e così via.

Tornando alla definizione inizialmente fornita, la cromatografia non è in effetti l’unico approccio possibile per realizzare una separazione come quella descritta.   L’elettroforesi per esempio potrebbe rispondere anch’essa molto bene a questa definizione, e persino la distillazione e la cristallizzazione frazionata se opportunamente gestite possono essere utilizzate per la separazione di sostanze chimiche diverse in miscela, o meglio in soluzione, restituendole nel tempo in forma virtualmente pura, ovvero separandole l’una dall’altra. Continua...

la chimica e la fotografia: un legame molto (foto)sensibile

di Francesca di Monte

La prima fotografia della storia: autore Nicéphore Niepce,1826

La prima fotografia della storia: autore Nicéphore Niepce,1826

“La fotografia permette di raggiungere l’eternità attraverso il momento”, diceva uno dei più grandi fotografi di sempre, Henri Cartier Bresson.
Ed è grazie alla chimica se riusciamo a trasformare un attimo di vita in una traccia che sopravvive nel tempo: sono le sostanze fotosensibili, insieme all’apparato ottico della macchina fotografica, a renderlo possibile.
Tutto ha avuto inizio con la creazione accidentale del primo composto fotosensibile ad opera del chimico tedesco Johann Heinrich Schulze, nel 1727.

Johann Heinrich Schulze

Johann Heinrich Schulze

Schulze miscelando in una bottiglia carbonato di calcio (gesso), acido nitrico e argento (si era ottenuto del carbonato di argento), si accorse che, sul lato della bottiglia esposta alla luce solare, si formava un oscuramento.
A quel punto, sperimentando ulteriormente, ricoprì un foglio di carta bianco con calce e nitrato d’argento, vi sovrappose un altro foglio con disegni e scritte ed espose il tutto al sole: ottenne un’immagine negativa del disegno e delle scritte, la prima fotocopia!

Da questo momento in poi l’argento diventerà l’elemento di base dei processi chimici della fotografia.
C’era solo un unico “piccolo” problema da risolvere: l’immagine non era fissata per sempre ma si anneriva man mano che passavano i minuti. Continua...

dai cicli degli elementi all’ecochimica: quando è il pianeta stesso a vivere

In un pianeta vivo, gli atomi non stanno mai fermi.
E non parliamo della vita di un pianeta nel senso dell’accoglienza da parte sua di forme di vita biologica, così come con “movimento” degli atomi non facciamo riferimento di certo alle oscillazioni di ciascun atomo intorno alla lunghezza media di legame, né ai moto roto-traslazionali delle molecole delle quali fanno parte.
gea - terra vivente - rappresentazione artistico-allegoricaIl concetto di vita, associato alle condizioni di un pianeta, è qualcosa di sostanzialmente svincolato – si potrebbe quasi dire superiore – al fatto che essa includa entità biologiche come piante, animali o batteri: dall’antica concezione del nostro pianeta come Gaia – la madre terra vivente – alla più recente rivisitazione di Pandora di avatarica memoria, il concetto di vita per un pianeta è sempre stato associato ad una caratteristica fondamentale da esso condiviso con le forme biologiche: quella della tendenza all’omeostasi, tanto sul piano fisico quanto su quello chimico.  Un’omeostasi che non dev’essere in alcun modo confusa con l’inazione e l’inerzia dei pianeti per così dire “spenti”, costituiti da rocce identiche a sé stesse da miliardi di anni, bensì con la dinamicità con la quale un organismo complesso – non importa se biologico o meno – reagisce alle variazioni che in esso avvengono, stemperandone gli effetti, smorzandone le punte episodiche, bilanciandone gli incipienti scompensi, qualora dovessero tendere a manifestarsi. Continua...

il chimico stratega e la sfida della sintesi asimmetrica

di Nadia Di Blasio

Ultimamente mi è capitato abbastanza spesso di entrare in negozi di giocattoli e con mia grande meraviglia ho scoperto diverse cose: ho realizzato che sono entrata in una nuova fase della mia vita che inevitabilmente mi sorprende anche a frequentare negozi di giocattoli; ho scoperto che attualmente ci sono davvero tantissimi giocattoli un po’ per tutti i gusti e per le diverse inclinazioni dei bimbi e che io ne conosco davvero pochi   …eppure puzzlequalcuno resiste di generazione in generazione!!!   Per esempio le costruzioni hanno sempre il loro fascino così come anche i puzzle che spesso hanno segnato la nostra infanzia e ci hanno visti passare da quelli con pochissimi e grandissimi pezzi, a quelli con tanti pezzi, magari in bianco e nero e con difficoltà sempre maggiori.
Vi starete forse chiedendo come mai in un articolo che dovrebbe parlare di chimica si parla di giochi, costruzioni e puzzle…  il mistero si svelerà presto.

Quando vediamo un qualsiasi oggetto difficilmente ci chiediamo come è stato realizzato oppure quello a cui siamo interessati in genere sono solo le ultime fasi di costruzione di quell’oggetto: l’assemblaggio dei vari componenti o l’attribuzione di una forma precisa; raramente la nostra immaginazione si avventura nel microscopico per chiedersi come è stata preparata la molecola che conferisce particolari proprietà al nostro oggetto.   Continua...

che cos’è un legame chimico?

Due atomi che stabiliscono una connessione reciproca tale per cui il binomio che ne deriva risulta maggiormente favorito rispetto alla permanenza degli stessi atomi in forma isolata, si dice che stabiliscono un legame, ed in particolare un legame chimico.
legame chimico e minimizzazione energia potenziale fra due atomi di idrogenoAltresì possiamo dire che si ha un legame chimico quando una forza tiene uniti più atomi fra loro, pervenendo così ad uno stato di aggregazione ed organizzazione della materia di ordine superiore rispetto a quello atomico, come ad esempio una molecola, un cristallo o una sostanza allo stato condensato (liquido o solido).
La chimica prende la mosse proprio da qui: non dagli atomi in sé stessi, che come abbiamo già avuto modo di discutere in precedenti interventi rappresentano forse un oggetto di maggiore interesse dei fisici che non dei chimici, quanto dalla possibilità di questi atomi di stabilire dei legami l’un l’altro.    La formazione stessa dei legami, la loro natura, la loro forza, la possibilità di spezzarli ed eventualmente di permutarne la connettività (in pratica quale atomo sia legato con quale altro) sono fra i concetti più basilari che stanno a monte dell’intera scienza chimica.

A rigore non sarebbe neppure così corretto, anche se lo fanno in molti, affermare che dal legame fra due o più atomi si formano necessariamente molecole: come avremo modo di argomentare più avanti, infatti, a seconda del tipo di legame potrà trattarsi sì di molecole, ma eventualmente anche di altri generi di assemblati che possono prendere nomi diversi (es. Continua...

microrganismi in cattività: quando la sintesi chimica ricorre al bioreattore

Se le piante si coltivano nei campi oppure nelle serre, i bovini si allevano nelle stalle o sui pascoli, le galline nei pollai e le pecore negli ovili, quando vogliamo allevare i microrganismi con finalità produttive, li trattiamo nei fermentatori.

bioreattore pilota con utilities connesseI fermentatori sono degli speciali contenitori, spesso davvero superaccessoriati e dotati di raffinatissimi controlli, in qualche caso molto ma molto più caserecci, dove i microrganismi sono mantenuti in vita e fatti riprodurre, nelle migliori condizioni richieste per la loro esistenza o, come capita spesso per gli animali e le piante d’allevamento (per quanto la cosa risulti davvero triste) nelle condizioni migliori per poterli sfruttare a fini produttivi.
Batteri di ogni tipo, aerobi ed anaerobi, compresi quelli che desiderano sì un po’ di ossigeno ma guai a dargliene più di un tot, funghi di ogni tipo, dalle classiche muffe filamentose agli Saccharomyces cerevisiae - il fungo ascomicete unicellulare che costituisce lo lievito di birralieviti, che sono di fatto sempre una tipologia di funghi, ma unicellulari: tutta questa variegata casistica di microrganismi ed altri ancora possono essere allevati su scala di laboratorio o in impianti di dimensioni grandissime, dove il cuore del sistema, comunque lo si consideri, consiste sempre in un a grossa cisterna cilindrica, talvolta allestita con controlli ed attuatori degni, direbbe qualcuno, di una centrale nucleare, ma pur sempre di una cisterna si tratta, dove miliardi e miliardi di microrganismi, tutti della stessa specie e per lo più anche dello stesso ceppo genetico, se ne stanno tutti insieme a vivere e riprodursi in condizioni di concentrazione in confronto delle quali le galline in batteria avrebbero a disposizione una villa con piscina. Continua...

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