Fuochi pirotecnici e danni ambientali
Dic29

Fuochi pirotecnici e danni ambientali

Da sempre i fuochi d’artificio hanno coinvolto gli spettatori di tutte le età creando una magica atmosfera dal fascino irresistibile. In molte città del mondo da Dubai a Copacabana, da Mosca a Sidney ci si appresta a vivere il fantasmagorico e sfavillante scenario provocato dall’effetto di luci e bagliori che colorano il cielo. Non dovrebbe meravigliare che l’effetto di queste esibizioni innescate dall’accensione della polvere da sparo produca un inquinamento ambientale che persiste per giorni e che si propaga fino a raggiungere le città più vicine e i corsi d’acqua contribuendo alla contaminazione delle risorse idriche. Da studi effettuati si è rilevato un aumento del 42% del particolato in zone in cui sono stati esplosi i fuochi d’artificio. Oltre che disorientare gli animali che spesso fuggono terrorizzati dai luoghi in cui dimorano vagando nel buio e spesso schiantandosi contro gli ostacoli che si frappongono alla loro corsa i fuochi pirotecnici producono polvere, fumo e un aumento dei PM10. I fuochi d’artificio possono inoltre contenere alcuni metalli come piombo e rame dannosi non solo per l’ambiente ma anche per l’uomo. A seconda dei colori prodotti dai fuochi d’artificio può essere presente il bario, utilizzato per conferire una colorazione verde, che può portare all’irritazione temporanea delle vie respiratorie, il rame che dà una tipica colorazione blu ma che costituisce un catalizzatore per la sintesi della diossina. Altri metalli contenuti nei fuochi d’artificio sono il titanio responsabile del bianco abbagliante che tinge il firmamento che può provocare danni alla salute, lo stronzio che aumenta lo stress ossidativo e il piombo che può portare a danni al sistema nervoso. I fuochi pirotecnici inoltre possono contenere il pirodal che è un tipo di esplosivo ad alto potenziale ed effetto detonante contenente il perclorato di potassio. I perclorati sono potenzialmente dannosi per la salute in quanto possono disturbare la normale funzione della ghiandola tiroidea, che svolge un ruolo importante nel metabolismo, nella produzione e nella conservazione di ormoni che aiutano a regolare la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna, la temperatura corporea e la velocità con cui il cibo viene convertito in energia. Quanti la notte di Capodanno rivolgeranno il naso all’insù per ammirare i fuochi pirotecnici dovrebbero ricordare dei danni che essi provocano. Che non sia più salutare il botto di una bottiglia di spumante per accogliere il nuovo...

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Cloruro di argento
Dic10

Cloruro di argento

Il cloruro di argento si rinviene in natura nel minerale clorargirite che può presentarsi in diverse colorazioni tra cui giallo, viola, verdastro, grigio o marrone chiaro. Allo stato solido il cloruro di argento cristallizza secondo un reticolo cubico a facce centrate analogo al cristallo di cloruro di sodio. Il cloruro di argento è un composto di colore bianco avente formula AgCl caratterizzato dalla sua scarsa solubilità in acqua. Dal valore del prodotto di solubilità che è pari a 1.77 ∙ 10-10 si ha infatti che la solubilità molare vale √ 1.77 ∙ 10-10 = 1.33 ∙ 10-5 M quindi in un litro di acqua infatti si solubilizzano 1.33 ∙ 10-5 mol/L ∙ 1 L ∙ 143.32 g/mol =0.00191 g di AgCl. A causa della sua scarsa solubilità in acqua il cloruro di argento può essere ottenuto per precipitazione da soluzioni di nitrato di argento e cloruro di sodio secondo la reazione: AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) La scarsa solubilità del cloruro di argento viene sfruttata per determinare se in una soluzione sono presenti ioni cloruro aggiungendo un sale solubile di argento. Grazie alla capacità dell’argento di formare complessi, sebbene il cloruro di argento sia scarsamente solubile in acqua, può solubilizzarsi, ad esempio, in soluzioni di ammoniaca con la quale forma il complesso diamminoargento secondo la reazione: AgCl(s) + 2 NH3(aq) → [Ag(NH3)2]–(aq) + Cl–(aq) Il cloruro di argento è una sostanza fotosensibile infatti se esposto alla luce solare si decompone secondo la reazione: 2 AgCl(s) → 2 Ag(s) + Cl2(g) Il cloruro di argento viene utilizzato nelle lenti fotocromatiche che si scuriscono, secondo una reazione reversibile, quando vengono esposte alla luce solare ritornando allo stato trasparente quando la luce scompare. La variazione del colore in funzione della luce è dovuta a reazioni di ossidoriduzione. Infatti al vetro della lente costituito da silicati che è  di norma trasparente vengono aggiunti durante la lavorazione, quando il vetro è allo stato fuso, cloruro di argento e cloruro di rame (I). Una caratteristica del cloruro di argento è quella di essere suscettibile all’ossidazione e alla riduzione in presenza di luce secondo le due semireazioni: semireazione di ossidazione: Cl– → Cl + e– semireazione di riduzione: Ag+ + e– → Ag in cui lo ione cloruro viene ossidato per dare cloro in forma atomica e un elettrone che viene trasferito allo ione argento che si riduce diventando argento metallico. Questi atomi si raggruppano tra loro bloccando la trasmissione della luce e rendono la lente scura. La presenza del cloruro di rame (I) garantisce la reversibilità del processo infatti allontanando le lenti dalla luce l’atomo di cloro reagisce con lo ione rame (I)...

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Reazione camaleonte
Dic08

Reazione camaleonte

Una reazione chimica è una trasformazione della materia in cui si rompono i legami presenti nei reagenti e si formano nuovi legami nei prodotti di reazione. Per molte reazioni non si notano manifestazioni visibili mentre per altre si possono verificare fenomeni ad esse associati quali, ad esempio, precipitazione, formazione di gas, variazione di temperatura e variazione di colore. Questo tipo di reazioni sono spesso spettacolari e costituiscono motivo di stupore per i profani. Tra le tante reazioni che destano meraviglia vi è la reazione camaleonte ovvero una reazione in cui avvengono più variazioni di colore. Questa reazione è una reazione di ossidoriduzione in cui le variazioni di colore sono dovute ai vari colori che assume il manganese al variare del suo numero di ossidazione. Per realizzare questa reazione occorre preparare due soluzioni: soluzione A: solubilizzare circa 2 mg di KMnO4 in 50 mL di acqua distillata. Non eccedere nella quantità di permanganato di potassio in quanto impartirebbe una colorazione troppo scura alla soluzione soluzione B: solubilizzare circa 6 g di saccarosio e 10 g di idrossido di sodio in 750 mL di acqua distillata agitando con un’ancoretta magnetica. Quando le due soluzioni vengono mescolate il permanganato di potassio si riduce mentre il saccarosio si ossida. Questo processo avviene in due stadi: nel primo stadio il permanganato di colore viola in cui il manganese ha numero di ossidazione +7 viene ridotto a ione manganato in cui il manganese ha numero di ossidazione +6 che è di colore verde secondo la semireazione di riduzione: MnO4– + 1 e– → MnO42- Quando inizia la reazione sono presenti sia lo ione permanganato che lo ione manganato e la soluzione appare blu. Quando tutto il permanganato si è ridotto a manganato la soluzione diventa verde. Successivamente la soluzione verde il manganato viene ulteriormente ridotto, in ambiente basico a biossido di manganese in cui il manganese ha numero di ossidazione + 4 MnO42- + 2 H2O + 2 e– → MnO2 + 4 OH– Mano a mano che si forma il biossido di manganese la soluzione appare gialla ed infine marrone. Un bell’esempio di reazione chimica in cui viene utilizzato il manganese che è un metallo di transizione che uno che presenta più numeri di ossidazione e ciascuna specie è caratterizzata da un diverso...

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Formulario: la mole
Dic07

Formulario: la mole

La mole è l’unità di misura della quantità di sostanza ed è una delle grandezze del Sistema Internazionale. Quando si bilancia una reazione chimica i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli. Consideriamo ad esempio la reazione bilanciata 4 FeS + 7 O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO2 Supponiamo di aver pesato 8.79 g di Fe e vogliamo sapere quanti grammi di Fe2O3 si ottengono dalla reazione. Poiché i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli e non tra i grammi quindi abbiamo la necessità di conoscere le moli di FeS. Una volta conosciute le moli di FeS poiché il rapporto stechiometrico tra FeS e Fe2O3 è di 4:2 (ovvero di 2:1) conosciamo le moli di Fe2O3 ottenute da cui possiamo calcolare i grammi. E’ quindi necessario saper convertire i grammi in moli e viceversa sin dal primo approccio alla chimica sia in ambito di studi più avanzati. Questa operazione può essere effettuata in vari modi usando formule specifiche ma spesso gli studenti alle prime armi fanno confusione e, a volte, non sono in grado di ricavare le formula inversa. Tutti gli studenti, anche del primo anno delle superiori, sono comunque in grado di risolvere una proporzione quindi si può utilizzare sia nel passaggio da grammi a moli che nel passaggio da moli a grammi la seguente e unica formula: massa di sostanza (in grammi) / moli di sostanza = massa molare (in grammi) / 1 mole Come si può notare questa è un’uguaglianza tra due rapporti ovvero una proporzione pertanto possiamo scrivere: massa di sostanza (in grammi): moli di sostanza = massa molare (in grammi) : 1 mole Ritorniamo ora al problema iniziale: si hanno 8.79 g di FeS che dobbiamo convertire in moli ovvero abbiamo la massa di sostanza espressa in grammi. Per conoscere le moli dobbiamo solo calcolare la massa molare sommando le masse atomiche: massa molare di FeS = 55.85 + 32.065 = 87.9 Ciò implica che, approssimando, 1 mole di FeS ha una massa di 87.9 g Non ci resta che sostituire i dati nella proporzione: 8.79 g : moli di sostanza = 87.9 g : 1 mole L’incognita è un medio dato dal prodotto dei due estremi diviso l’altro medio ovvero: moli di sostanza = 8.79 g ∙ 1 mole/ 87.9 g = 0.100 Poiché il rapporto tra FeS e Fe2O3 è di 2:1 anche in questo caso si può usare una proporzione: 2:1 = 0.100:x Da cui x = moli di Fe2O3 = 0.100 ∙1/2 = 0.0500 A questo punto conosciamo le moli di Fe2O3  ottenute che dobbiamo convertire in grammi. Determiniamo la massa molare di Fe2O3. (2 ∙...

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Metodi per la determinazione dei cloruri
Dic05

Metodi per la determinazione dei cloruri

I cloruri sono normalmente presenti nelle acque ma al di sopra di una certa soglia, impartiscono caratteristiche organolettiche negative e costituiscono un indice di inquinamento in quanto la loro presenza oltre un limite di 250 mg/L può essere dovuta a fonti quali scarichi industriali o presenza di liquami domestici o zootecnici. La determinazione dei cloruri può essere effettuata tramite titolazione argentometrica usando, come titolante, una soluzione standardizzata di nitrato di argento AgNO3. Per la determinazione del punto finale possono essere usati diversi metodi e quindi diversi indicatori: Lo ione cromato CrO42- (Metodo di Mohr) Lo ione ferro (III) (Metodo di Volhard) La fluoresceina (metodo di Fajans) Metodo di Mohr Alla soluzione da titolare, quale indicatore, viene aggiunto lo ione cromato in genere sotto forma di cromato di potassio. Aggiungendo il titolante alla soluzione contenente ioni cloruro precipiterà per primo il cloruro di argento; quando tutto il cloruro di argento è precipitato in soluzione non sono più presenti ioni cloruro pertanto lo ione Ag+ formerà un precipitato rosso mattone costituito da cromato di argento Ag2CrO4 la cui comparsa indica che si è raggiunto il punto finale della titolazione Metodo di Volhard Un eccesso noto di soluzione standard di nitrato di argento viene aggiunto al campione e lo ione Ag+ in eccesso viene retrotitolato con una soluzione standard di tiocianato con formazione del tiocianato di argento. Quando tutto lo ione argento ha reagito lo ione tiocianato reagisce con il Ferro (III) contenuto nella soluzione quale indicatore e la soluzione appare di colore rosso. Metodi di Fajans Il titolante costituito da nitrato di argento che con il cloruro forma un sale poco solubile; quale indicatore si utilizza un indicatore per adsorbimento come la fluoresceina che si adsorbono sul precipitato conferendogli una colorazione caratteristica. All’inizio della titolazione prevale la concentrazione dello ione cloruro e il precipitato di cloruro di argento, trovandosi in eccesso di cloruro adsorbe sulla superficie ioni Cl– e la soluzione appare giallo-verde. Appena dopo il punto equivalente cioè in debole eccesso di ioni Ag+ il precipitato tende ad adsorbire sulla sua superficie tali ioni. Questo prodotto di adsorbimento tende a sua volta ad adsorbire l’anione fluorescinato con formazione del fluorescinato di argento di colore rosso che evidenzia il punto finale della titolazione. Il progresso delle titolazioni può essere seguito per via potenziometrica utilizzando un elettrodo iono-selettivo costituito da una membrana insolubile nella soluzione dell’analita e contenente l’analita di interesse come ad esempio solfuro di argento/cloruro di argento. La membrana è posta alla fine di un tubo di plastica ed è a contatto con la soluzione dell’analita e all’interno del tubo vi è una soluzione di riferimento contenente una soluzione con concentrazione di...

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