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Questo articolo di prefigge di affrontare l'argomento della chimica online. Nel nuovo millennio il mondo è sempre più complesso e affronta sempre nuove sfide. Si rivela sempre più importante possedere solide fondamenta nei principi chimici per capire le problematiche future. Il mondo diventa sempre più integrato ed interdipendente, e lo diventano anche le discipline scientifiche. La divisione tra chimica, biologia, fisica, geologia, scienza del territorio, scienza dei materiali, è sempre più arbitraria e discutibile. Affrontare le tematiche della chimica online serve per approfondire il rapporto sempre più stretto tra le varie discipline e di evidenziare la rilevanza della chimica in questioni contemporanee in modo pedagogicamente accessibile.

La chimica online e le altre discipline scientifiche

Per chi affronta questi argomenti per la prima volta, o con un approccio non specialistico, vogliamo realizzare questi articoli utilizzando un metodo integrato. Questo comprende esplicite discussioni su applicazioni biologiche e ambientali della chimica online. Saranno introdotti temi rilevanti per la scienza dei materiali per soddisfare anche le esigenze di chi si interessa di tematiche di ingegneria.

Nei testi verranno inseriti frequentemente le integrazioni fra materiali diversi. In primo luogo le strutture organiche semplici, la nomenclatura e le reazioni. Vengono utilizzati sia esempi di composizione organica che inorganica ogni volta possibile. Questo approccio enfatizza le distinzioni tra legame ionico e covalente, aumentando così la possibilità di una migliore comprensione. L'obiettivo generale è quello di produrre degli articoli che introducano i neofiti alla chimica online, ma che abbiano anche qualcosa da dire di interessante agli specialisti.

Cercheremo di mettere in risalto gli aspetti positivi della chimica online e il suo rapporto con la vita di tutti i giorni. Questo richiederà da parte nostra molto impegno. Non si può supporre che le persone oggi, anche se interessate alla chimica online, siano motivate a leggere di chimica fine a se stessa. Gli articoli affronteranno questioni di biologia, ambientali e di materiali da una prospettiva di chimica online. Questo aiuterà i lettori ad apprezzare la rilevanza della chimica nella loro vita.

Introduzione alla chimica online

Quando si inizia ad affrontare lo studio della chimica ad un livello elevato, coloro di voi che non intendono diventare chimici professionisti potrebbero avere dei dubbi. Questi potrebbero chiedersi perché sia necessario studiare la chimica. Presto scoprirete che una conoscenza base della chimica risulta utile in una vasta gamma di discipline e percorsi di carriera. Scoprirete anche che una comprensione della chimica aiuta a prendere decisioni su molte questioni che interessano voi, la vostra comunità e il vostro mondo. Un obiettivo importante di questo testo è dimostrare l'importanza della chimica nella vostra vita quotidiana e nella nostra comprensione collettiva. Sia del mondo fisico che occupiamo che del regno biologico di cui facciamo parte.

Gli obiettivi di questo capitolo sono due:

1. capire l'importanza e alcune delle sfide della chimica moderna che si consulta online
2. presentare alcuni dei concetti fondamentali di chimica online e delle definizioni che dovrete imparare per comprendere come i chimici pensano e lavorano.

1.1 La chimica online nel mondo moderno

La chimica è lo studio della materia e dei cambiamenti a cui sono sottoposte le sostanze materiali. Di tutte le discipline scientifiche, la chimica è la più fortemente connessa ad altri campi di studio.

I geologi che vogliono individuare nuovi depositi di minerali o di olio usano tecniche chimiche per analizzare e identificare campioni di roccia. Gli oceanografi utilizzano la chimica online per tenere traccia delle correnti oceaniche, determinare il flusso di nutrienti nel mare e misurare il tasso di scambio di sostanze nutritive tra gli strati oceanici. Gli ingegneri, quando studiano materiali per vari usi, considerano le relazioni tra le strutture e le proprietà delle sostanze di cui sono costituiti. I fisici sfruttano le proprietà delle sostanze per rilevare nuove particelle subatomiche. Gli astronomi usano le firme chimiche per determinare l'età e la distanza delle stelle e rispondono quindi alle domande su come si formano le stelle e quanto è vecchio l'universo. L'intero argomento della scienza ambientale dipende dalla chimica. Serve per spiegare l'origine e gli impatti di fenomeni quali l'inquinamento atmosferico, l'esaurimento dello strato di ozono e il riscaldamento globale.

La chimica online analizza la vita

Le discipline che si concentrano sugli organismi viventi e le loro interazioni con il mondo fisico dipendono fortemente dalla biochimica, dall'applicazione della chimica allo studio dei processi biologici. Una cellula vivente contiene una grande collezione di molecole complesse. Queste eseguono migliaia di reazioni chimiche, incluse quelle necessarie per riprodurre la cellula. I fenomeni biologici come la vista, il gusto, l'odore e il movimento derivano da numerose reazioni chimiche. I campi quali la medicina, la farmacologia, l'alimentazione e la tossicologia si concentrano specificamente sul modo in cui le sostanze chimiche che entrano nel nostro corpo interagiscono con i componenti chimici del corpo per mantenere la nostra salute e il benessere.

Ad esempio, nell'area specializzata della medicina dello sport. In questo campo è necessaria una conoscenza della chimica online per capire perché i muscoli fanno male dopo l'esercizio fisico. Oppure spiegano come l'esercizio prolungato produce la sensazione euforica nota come "runner’s high" (sballo del corridore).

Gli esempi pratici di applicazioni della chimica online sono dovunque

Gli ingegneri devono capire le proprietà chimiche delle sostanze da utilizzare durante la progettazione. Questo vale sia per l'analisi di impianti biologicamente compatibili sia per la progettazione di strade, ponti, edifici. I reattori nucleari non devono crollare a causa di materiali strutturali indeboliti come l'acciaio e il cemento.

L'archeologia e la paleontologia si basano sulle tecniche chimiche per datare le ossa e gli artefatti e identificare le loro origini.

La legge non è normalmente considerato un campo legato alla chimica. Gli scienziati forensi utilizzano metodi chimici per analizzare il sangue, le fibre e altre prove mentre indagano sui reati. In particolare, il confronto tra DNA e i campioni biologici di materiale genetico viene utilizzato per verificare che possa provenire dalla stessa persona. Questa metodologia è stata utilizzata molte volte per risolvere casi di crimini e scagionare persone innocenti che sono state accusate o condannate erroneamente. La scienza forense è una realtà in cui la chimica trova sempre più applicazione. Inoltre, la proliferazione di innovazioni chimiche e biochimiche nell'industria sta producendo una rapida crescita nell'ambito della legge sui brevetti.

In definitiva, la quantità di informazioni in tutti i campi in cui la chimica svolge un ruolo importante richiede molta comunicazione. Sono necessari esperti che siano in grado di spiegare al pubblico le complesse problematiche chimiche attraverso la televisione, il giornalismo di stampa, Internet e libri popolari. Ecco i principali motivi per cui ci occupiamo di chimica online.

Le cause della scomparsa dei dinosauri grazie alla chimica online

Ormai non dovrebbe sorprendervi nemmeno scoprire che la chimica è essenziale per spiegare un evento fondamentale nella storia della Terra: la scomparsa dei dinosauri. Sebbene i dinosauri governassero la Terra per più di 150 milioni di anni, le prove fossili suggeriscono che si siano estinte piuttosto bruscamente circa 66 milioni di anni fa.

Le spiegazioni proposte per la loro estinzione variano da un'epidemia causata da qualche micella mortale o virus, a fenomeni più graduali, come i cambiamenti climatici massicci. Nel 1978 però Luis Alvarez, fisico vincitore del premio Nobel, il geologo Walter Alvarez, figlio di Luis, ed i loro colleghi, hanno fatto una scoperta sorprendente. Hanno scoperto un sottile strato di roccia sedimentaria formatosi, guarda caso, proprio 66 milioni di anni fa, che conteneva concentrazioni insolitamente alte di iridium, solitamente piuttosto raro. Questo strato di metallo si è depositato circa quando i dinosauri scomparvero dal pianeta.

L'iridio è piuttosto raro nella maggior parte delle rocce terrestri. Rappresenta infatti solo il 0,0000001% della crosta terrestre. Esso però è molto più abbondante nelle comete e negli asteroidi. Poiché i corrispondenti campioni di rocce in siti in Italia e in Danimarca contenevano elevate concentrazioni di iridium, gli Alvarez suggerirono l’ipotesi che l'impatto di un grande asteroide con la Terra avesse portato all'estinzione dei dinosauri.

Tracce di iridio in tutto il mondo

Con queste premesse, i chimici analizzarono altri campioni aggiuntivi di sedimenti di 66 milioni di anni da siti di tutto il mondo. Sorprendentemente trovarono in tutti i siti alti livelli di iridio. Inoltre, piccoli granelli di quarzo nella maggior parte degli strati contenenti iridium presentano fessure microscopiche caratterizzate da onde d'urto ad alta intensità.

Questi granelli apparentemente provenivano da rocce terrestri nel sito analizzato, che sono state polverizzate dall'impatto e catapultate nell'atmosfera superiore prima di scendere su tutta la superficie del pianeta.

Gli scienziati hanno calcolato che una collisione della Terra con un asteroide pietroso di circa 10 chilometri di diametro, viaggiando a 25 km al secondo, avrebbe quasi istantaneamente rilasciato energia equivalente all'esplosione di circa 100 milioni di megatoni di TNT (trinitrotoluene). Tale energia è maggiore di quella potenzialmente accumulata in tutto l'arsenale nucleare di tutti gli eserciti del mondo. L'energia liberata da un tale impatto avrebbe dato fuoco a grandi aree della foresta. Il fumo e la polvere provocati dagli incendi avrebbe oscurato la luce del sole per mesi o addirittura anni, uccidendo praticamente tutte le piante verdi e la maggior parte degli organismi che dipendono loro.

Questo potrebbe spiegare perché circa il 70% di tutte le specie - non solo i dinosauri - sono scomparse in un arco limitato di tempo.

Tracce di un asteroide viste dallo spazio

Gli scienziati calcolano anche che questo impatto avrebbe formato un cratere di almeno 125 chilometri di diametro. Recentemente, le immagini satellitari di una missione Space Shuttle hanno confermato questa ipotesi. Un enorme asteroide o cometa si è schiantato sulla superficie terrestre in una zona che attualmente corrisponde alla punta settentrionale dello Yucatan, nel Golfo del Messico, circa 65 milioni di anni fa, lasciando un cratere parzialmente sommerso 180 chilometri di diametro.

Così le semplici misure chimiche dell'abbondanza di un elemento all’interno di materiale roccioso hanno portato a una nuova e drammatica spiegazione per l'estinzione dei dinosauri. Nonostante sia ancora controversa, questa spiegazione è supportata da ulteriori prove, gran parte delle quali sono chimiche.

La chimica online per capire lo spazio

Questo è solo un esempio di come la chimica è stata applicata ad un importante problema scientifico. Altre applicazioni e spiegazioni chimiche di cui scriveremo in questi articoli riguarderanno come gli astronomi determinano la distanza delle galassie. Un altro argomento sarà come i pesci possono sopravvivere a temperature bassissime dell'acqua sotto strati di ghiaccio polari.

Nei testi che realizzeremo prenderemo in considerazione anche i modi in cui la chimica influenza la nostra vita quotidiana:

• l'aggiunta di iodio al sale da tavola;
• lo sviluppo di farmaci più efficaci per il trattamento di malattie quali il cancro, l'AIDS (sindrome da immunodeficienza acquisita) e l'artrite;
• il rinnovamento dell'industria per l'utilizzo di refrigeranti senza contenuto di cloro, propellenti e altri prodotti chimici per preservare lo strato di ozono della Terra;
• l'uso di materiali moderni nell'ingegneria;
• gli sforzi attuali per controllare i problemi della pioggia acida e del riscaldamento globale;
• la consapevolezza che i nostri corpi richiedono piccole quantità di sostanze chimiche, che diventano tossiche quando ingerite in dosi maggiori.

Quando leggerai questi articoli, sarai in grado di discutere con consapevolezza questo tipo di argomenti. Potrai farlo come scienziato principiante che intende trascorrere la sua carriera studiando tali problemi. Ma lo farai anche come un osservatore informato che è in grado di partecipare a dibattiti pubblici che certamente sorgono quando la società affronta problemi riguardanti anche questioni scientifiche.

Anche la chimica online utilizza il metodo scientifico

Uno degli obiettivi più importanti di questi articoli è quello di favorire l’apprendimento sui concetti generali della chimica. Ci poniamo prima di tutto il problema di identificare le componenti del metodo scientifico per poterli poi applicare come metodo.

Gli scienziati cercano risposte alle domande e soluzioni ai problemi utilizzando una procedura chiamata metodo scientifico. Questa procedura consiste nella creazione di osservazioni, nella formulazione di ipotesi e nella progettazione di esperimenti, che a loro volta portano a osservazioni, ipotesi e esperimenti aggiuntivi in cicli ripetuti.

Come descritto in questo diagramma di flusso, il metodo scientifico consiste nel fare osservazioni, formulare ipotesi, progettare e realizzare esperimenti. Uno scienziato può entrare in una fase qualsiasi del ciclo.

Nel metodo scientifico le osservazioni possono essere qualitative o quantitative. Le osservazioni qualitative descrivono le proprietà o le occorrenze non basandosi esclusivamente sui numeri. Vediamo alcuni esempi di osservazioni qualitative. La temperatura dell'aria esterna è più fredda durante la stagione invernale. Il sale da tavola è un solido cristallino. I cristalli di zolfo sono gialli. Sciogliendo un centesimo in acido nitrico diluito si forma una soluzione blu e un gas marrone.

Le osservazioni quantitative sono le misurazioni, che per definizione consistono sia di un numero che di una unità.

Ecco alcuni esempi di osservazioni quantitative. Il punto di fusione dello zolfo cristallino è di 115,21 gradi Celsius. 35,9 grammi di sale da tavola, il cui nome chimico è cloruro di sodio, si dissolvono in 100 grammi d'acqua a 20 gradi Celsius.

L'estinzione dei dinosauri

A proposito dell'estinzione dei dinosauri, l'osservazione iniziale era quantitativa. Le concentrazioni di iridium nei sedimenti in un periodo erano da 20 a 160 volte superiori al normale. Parliamo di circa 66 milioni di anni fa Con il metodo scientifico, si cerca di saperne di più. Da un'osservazione o un insieme di osservazioni, gli scienziati iniziano generalmente una ricerca. Così formano una ipotesi, una spiegazione provvisoria per le osservazioni. Una ipotesi potrebbe non essere corretta. Però crea le condizioni per cui la comprensione del sistema può essere testata dallo scienziato.

Quando, per esempio, osserviamo l’alternanza di periodi di luce e di oscurità corrispondenti ai movimenti osservati del sole, della luna, delle nuvole e delle ombre, possiamo formulare coerentemente due ipotesi:

1. la Terra ruota ogni 24 ore sul suo asse, esponendo alternativamente un lato al sole;
2. il sole ruota intorno alla Terra ogni 24 ore.

Possono essere progettati esperimenti specifici per verificare quale di queste due ipotesi sia corretta.

Per la scomparsa dei dinosauri, l'ipotesi formulata era definita. L'impatto di un grande oggetto extraterrestre poteva aver causato l'estinzione. Ovviamente questa ipotesi può difficilmente essere sperimentata direttamente. Nonostante ciò gli scienziati hanno potuto raccogliere dati aggiuntivi che la sostenessero o la confutassero.

Verifica una ipotesi

Dopo che un'ipotesi è stata formulata, gli scienziati conducono esperimenti per verificarne la validità. Gli esperimenti sono osservazioni sistematiche o misurazioni, preferibilmente condotte in condizioni sotto controllo. Questo significa che vanno effettuate in condizioni in cui ogni singola variabile possa essere cambiata. Ad esempio, nello scenario di estinzione dei dinosauri, le concentrazioni di iridium sono state misurate in tutto il mondo e confrontate. Un esperimento progettato ed eseguito correttamente consente allo scienziato di determinare se l'ipotesi originale è valida.

Gli esperimenti dimostrano spesso, se si ha l’onestà intellettuale di ammetterlo, che l'ipotesi formulata inizialmente è errata o che deve essere modificata. Più dati sperimentali vengono successivamente raccolti e analizzati, più i risultati saranno sufficientemente riproducibili (cioè affidabili). In questo modo potranno meritare di essere riassunti in una legge, in una descrizione verbale o matematica di un fenomeno che consente previsioni generali.

La legge e la teoria

Una legge dice semplicemente cosa succede, non affronta la questione del perché. Un esempio di legge che possiamo analizzare è la legge delle proporzioni definite. Scoperta dallo scienziato francese Joseph Proust (1754-1826), afferma che una sostanza chimica contiene sempre le stesse proporzioni di elementi per massa.

Così il cloruro di sodio (sale da tavola) contiene sempre la stessa proporzione di sodio e di cloro. In questo caso 39,34% sodio e 60,66% cloro per massa. Il saccarosio (zucchero da tavola) è sempre 42,11% carbonio, 6,48% idrogeno e 51,41 % ossigeno per massa.

La legge delle proporzioni definite dovrebbe sembrare ovvia. Ci aspetteremmo che la composizione del cloruro di sodio fosse costante. Eppure il capo dell'Ufficio brevetti statunitense non l'ha accettata come un fatto fino all'inizio del XX secolo.

Mentre una legge afferma solo che cosa succede, una teoria tenta di spiegare perché la natura si comporta in un certo modo. Le leggi raramente cambiano notevolmente nel tempo a meno che non si scopra un errore sperimentale importante. Al contrario, una teoria, per definizione, è incompleta e imperfetta. Si evolve nel tempo per spiegare i fatti nuovi che via via che vengono scoperti. Questo con i dati successiviche vengono raccolti. La teoria sviluppata per spiegare l'estinzione dei dinosauri, ad esempio, è che la Terra incontra occasionalmente asteroidi di piccole e medie dimensioni. Questi incontri possano avere sfortunate implicazioni per la continua esistenza della maggior parte delle specie.

Teorie da dimostrare

Questa teoria non è affatto dimostrata, ma è coerente con la maggior parte delle prove accumulate finora. La figura riassume come il metodo scientifico sia stato applicato per sviluppare la teoria dell'impatto dell’asteroide e quindi per spiegare la scomparsa dei dinosauri dalla Terra.

 

Ora possiamo fare anche noi un piccolo esperimento, o meglio un esercizio di comprensione.

Ogni lettore provi a classificare ogni dichiarazione formulata sotto. Può essere una legge, una teoria, un esperimento, un'ipotesi, un'osservazione qualitativa o un'osservazione quantitativa:

1. Il ghiaccio galleggia sempre sull'acqua liquida
2. Gli uccelli si sono evoluti dai dinosauri
3. L'aria calda è meno densa dell'aria fredda. Probabilmente perché i componenti dell'aria calda si muovono più rapidamente
4. Quando 10 g di ghiaccio sono stati aggiunti a 100 ml di acqua a 25 ° C, la temperatura dell'acqua scende a 15,5 ° C dopo che il ghiaccio è sciolto
5. Gli ingredienti del sapone di Avorio sono stati analizzati per vedere se è veramente 99,44% puro, come pubblicizzato

Come rispondere correttamente a queste domande? Utilizzate i componenti del metodo scientifico. Classifica ciascuna delle dichiarazioni numerate. Per farlo è necessario fare riferimento alle definizioni formulate in questo articolo. Quale categoria descrive meglio ogni istruzione?

Per aiutare meglio a comprendere questo concetto vi vogliamo dare anche le soluzioni per poterle verificare. Naturalmente guardatele solo dopo aver formulato le vostre risposte.

Soluzione:

1. Questa è una dichiarazione generale di una relazione tra le proprietà di acqua liquida e solida, quindi è una legge.
2. Questa è una spiegazione possibile per l'origine degli uccelli, quindi è un'ipotesi.
3. Questa è un'affermazione che cerca di spiegare la relazione tra la temperatura e la densità dell'aria basata sui principi fondamentali, quindi è una teoria.
4. La temperatura viene misurata prima e dopo che si effettua una modifica in un sistema, quindi queste sono osservazioni quantitative.
5. Questa è un'analisi progettata per testare un'ipotesi (in questo caso, la dichiarazione del produttore di purezza), quindi è un esperimento.

Come abbiamo detto sopra, nella chimica online gli scienziati possono entrare nel ciclo del “metodo scientifico" in qualsiasi punto. L'applicazione effettiva di questo metodo a diversi argomenti può assumere però molte forme diverse.

Ad esempio, uno scienziato può iniziare con un'ipotesi legata alla lettura del lavoro svolto da altri del settore. Oppure con i dati in suo possesso è in grado di fare osservazioni dirette.

Anche gli scienziati sono umani

Forse non è inutile ricordare che gli scienziati, come tutti gli esseri umani, hanno la tendenza a formulare ipotesi in termini familiari. Questo perché insito nella natura umana ed è difficile concepire e proporre qualcosa che non è mai stato incontrato né immaginato prima.

Di conseguenza, gli scienziati a volte ignorano o trascurano scoperte inaspettate che non sono congruenti con l’ipotesi di partenza. D’altra parte non facciamo tutti così?

Fortunatamente, risultati veramente importanti sono immediatamente soggetti a verifica indipendente da parte di scienziati in altri laboratori. Per questo la scienza può essere definita una disciplina auto-correttiva.

Gli Alvarez originariamente suggerirono che un impatto extraterrestre avesse provocato l'estinzione dei dinosauri. La risposta della comunità scientifica era stata quasi universalmente di scetticismo e disprezzo.

In soli 20 anni tuttavia, la natura persuasiva delle prove ha superato lo scetticismo di molti scienziati. La loro ipotesi iniziale si è ora trasformata in una teoria che ha rivoluzionato la paleontologia e la geologia.

Ma di questo aspetto  dello scienziato avremo modo di parlare ancora in modo approfondito in altri articoli. Lo possiamo chiamare in qualche modo aspetto "psicologico e antropologico”.

Altri argomenti per i prossimi articoli

Un altro argomento che approfondiremo nei prossimi articoli sarà la descrizione della materia.

La nostra attuale comprensione della struttura della materia è nata, come sempre, da alcune scoperte pionieristiche. Queste hanno messo in evidenza l’unità fondamentale della chimica: l'atomo.

Riassumendo, possiamo ricordare che i chimici espandono la loro conoscenza facendo osservazioni. Eseguono esperimenti e testano ipotesi per sviluppare leggi che riassumano i loro risultati e teorie che li spieghino. In questo modo stanno applicando il metodo scientifico.

Perché studiare chimica è la prima domanda che viene naturale porsi, a chi comincia ad affrontare questi argomenti. Anche senza voler diventare degli specialisti della materia, la chimica serve a tutti gli scienziati. Si scoprirà presto che studiare chimica è vantaggioso in una grande quantità di discipline e carriere professionali. O almeno avere una sua semplice comprensione generale.

Studiare chimica per migliorare il mondo

Studiare chimica e i suoi principali principi consente di prendere decisioni informate su vari temi che influenzano la tua comunità e tutto il mondo. Uno scopo significativo di questo testo è quello di mostrare il significato della chimica. Sia nella vostra vita quotidiana sia nella comprensione collettiva dell'universo fisico che occupiamo. Anche i meccanismi del regno biologico di cui facciamo parte.

Gli obiettivi di questi articoli saranno duplici:

1. presentare l’ampiezza, il significato e alcune delle sfide della chimica contemporanea
2. introdurre alcuni di questi concetti e definizioni fondamentali che dovrai comprendere. Questi saranno i principi in cui i chimici credono e con i quali lavorano.

Sarà molto utile anche imparare a conosce gli strumenti utilizzati per utilizzare i principi chimici che si apprendono.

La chimica nel mondo di oggi, per comprenderne l’ampiezza, la profondità e la portata.

La chimica è lo studio dei cambiamenti che i materiali subiscono. I trattamenti a cui i materiali vengono sottoposti sono legati alle diverse aree specifiche di ricerca:

• I geologi desiderano trovare nuovi olii o minerali. Per questo utilizzano metodi chimici per esaminare e identificare strati di campioni di roccia;
• Gli ingegneri studiano i collegamenti tra le strutture e le qualità delle sostanze chimiche. Queste servono a specificare i materiali per una grande varietà di usi;
• I fisici utilizzano le proprietà dei diversi prodotti chimici per scoprire nuove particelle subatomiche;
• Gli astronomi usano le firme chimiche per scoprire la distanza e l'età delle stelle e rispondono quindi alle medesime domande.

La chimica e la biologia

Studiare chimica è necessario anche per l'intero argomento della scienza ecologica che dipende da essa. Le aree che si concentrano sugli esseri viventi e le loro interazioni con l'universo reale si affidano fortemente allo studio della biochimica. Da questa all'uso della chimica, all'analisi dei processi biologici. Una cellula vivente include una grande raccolta di molecole innovative che eseguono decine di migliaia di reazioni chimiche. Queste sono essenziali per la loro riproduzione. I fenomeni biologici come la visione, l'aroma, l'odore e il movimento derivano da reazioni diverse.

Le sostanze chimiche che entrano nel nostro corpo interagiscono con tutti gli altri elementi chimici del corpo umano. Questa interazione complessa serve anche a mantenere il nostro benessere. Per esempio, nel campo tecnico della medicina dello sport. È necessario studiare chimica per scoprire perché i muscoli procurano dolore dopo l'esercizio fisico. Oppure perché l'esercizio prolungato crea una sensazione euforica.

Ingegneria chimica

Gli ingegneri hanno bisogno di comprendere le proprietà chimiche delle sostanze che intendono utilizzare. Per esempio, per la progettazione di impianti per evitare la perdita di tenuta o nella progettazione di strade, torri, edifici, o di reattori atomici per garantire l’utilizzo di materiali con proprietà strutturali come il cemento e l'acciaio.

Nell’archeologia e nella paleontologia si può contare sulle tecniche composte per datare manufatti o reperti di ossa e identificare le loro fonti.

La chimica anche in giurisprudenza

La legge non è normalmente considerata come area associata alla chimica. Eppure gli scienziati forensi utilizzano procedure chimiche per esaminare le fibre, il sangue e altri segni. Tutti dati oggi determinanti per contribuire alle indagini sui reati. In particolare, il DNA di confronto. Confrontando le prove umane del materiale genetico è possibile scoprire se questo proviene esattamente dall'esame dello stesso individuo. Questo metodo è stato utilizzato per risolvere diversi casi criminali di alto profilo. Inoltre è servito a scagionare uomini e donne erroneamente condannati o accusati. La chimica forense è una zona di rapida crescita della chimica implementata. Inoltre, la proliferazione delle invenzioni chimiche e biochimiche sta generando un rapido aumento nell’ambito della legge sui brevetti.

Alla fine, il diffondersi delle applicazioni della chimica alla maggior parte delle discipline, richiede specialisti che possano descrivere i processi, i complessi problemi chimici al pubblico attraverso la stampa, l'animazione, il mondo del web e i romanzi popolari. Per questo motivo non dovrebbe sorprendere sapere che la chimica è stata di importanza vitale anche nell’indagine delle cause dell’estinzione dei dinosauri sulla terra, che hanno dominato per oltre 150 mila anni.

Scoprire il passato con la chimica

Le prove fossili suggeriscono che l'estinzione dei grandi dinosauri è avvenuta bruscamente circa 66 milioni di anni fa. Le cause della loro scomparsa sono state ricercate nel focolaio di qualche virus letale o in fenomeni di lenti cambiamenti climatici. Dall’analisi dei reperti fossili sono stati riscontrati livelli insolitamente alti di Iridium, un metallo poco conosciuto e poco presente sulla crosta terrestre, risalenti al periodi dell’estinzione dei dinosauri.

La chimica delle stelle

Questo metallo sulla terra è presente solo nella misura dello 0,0000001% ma ne sono molto più ricche le comete e gli asteroidi. Da quando campioni di roccia con un’alta concentrazione di Iridium sono stati ritrovati in Italia e in Danimarca, ha preso corpo l’ipotesi che l’impatto con un asteroide abbia provocato l’estinzione dei dinosauri. I chimici hanno riscontrato ulteriori prove di sedimenti di Iridium risalenti a 66 milioni di anni fa in diverse località della Terra. Inoltre, sono stati riscontrati alti livelli di Iridium nelle piccole particelle di quarzo che mostrano caratteristiche di microscopiche unità di onde d'urto neurologiche, segno di un possibile impatto con un asteroide.

L’impatto può aver polverizzato nell’aria queste particelle che sono rimaste sospese finché non si sono depositate sulla crosta terrestre. Ad una velocità di 25 km al secondo, l’impatto dell’asteroide avrebbe potuto rilasciare l'energia pari all'arsenale nucleare della terra. La forza liberata da questo impatto avrebbe bruciato regioni estese della foresta e il fumo dalle fiamme e dalla polvere prodotta dall'effetto avrebbe oscurato il sole per mesi o addirittura anni. L'effetto provocato dall'oscuramento del sole avrebbe fatto abbassare sensibilmente la temperatura ed eliminato quasi tutte le colture verdi e molti organismi che si affidano all'energia solare.

Questo spiegherebbe perché circa il 70% delle specie terrestri - non solo dinosauri - sono scomparse nello stesso momento. Gli scienziati hanno anche verificato questo effetto da immagini satellitari rilevate ultimamente da una missione dello Space Shuttle. Le immagini mostrano che un asteroide o una cometa enorme si sarebbe schiantata sulla superficie terrestre nel nord dello Yucatan, nel Golfo del Messico, circa 65 milioni di anni fa, lasciando un cratere di 180 km di diametro.

Quindi l’abbondanza della presenza chimica nelle rocce di questo componente sostiene questa teoria, anche se in maniera controversa, insieme ad altri segni.

Quando parliamo di vetreria chimica intendiamo solitamente tutti quegli strumenti utilizzati nei laboratori solitamente per esperimenti ed analisi chimiche. La vetreria chimica in effetti è un tipo particolare di vetro particolarmente resistente al calore e agli agenti corrosivi. Per questo motivo la vetreria chimica è prodotta da aziende specializzate che la commercializzano con il loro marchio. Tra i più famosi ci sono il vetro Pyrex, il vetro Duran, il vetro Kimax. Continua a leggere →

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