Dizionario di Chimica e di Chimica Industriale

A

Amido – Azoto, ossidi di

 

Un sistema periodico

 

 

 

AMIDO

Polisaccaride di riserva riscontrabile in forma di granuli in quasi tutte le parti delle piante. I granuli di amido, di forma e dimensioni molto variabili (da qualche m a 200 m) a seconda delle specie in cui sono contenuti, si accumulano negli organi di riserva (fusti, radici, semi) talvolta in quantità tale da permetterne l'estrazione industrialmente. Nell'amido si distinguono due frazioni: l'amilosio, solubile in acqua bollente, e l'amilopectina, insolubile. 

Proprietà. L'amido, insolubile in acqua fredda, alcool ed etere, dà in acqua calda una massa gelatinosa detta salda d'amido; in presenza di iodio assume una caratteristica colorazione blu. L'amido, la cui formula è (C6H10O5)nviene scisso, a seconda dell'enzima o del reagente usato, in destrine, maltosio e glucosio.

Usi. L'amido è utilizzato soprattutto nell'alimentazione (pane, farina di riso, tapioca, sagù, ecc.: l'amido di patata e di arundinacea viene indicato col nome di fecola). La farmacopea ufficiale menziona l'amido di grano, che serve per la preparazione del glicerato d'amido, e l'amido di mais; inoltre tollera l'uso degli altri amidi per le preparazioni non officinali. In cosmetologia l'amido entra nella composizione di varie maschere di bellezza. Nell'industria cartaria l'amido è impiegato per conferire alla carta particolari caratteristiche di collatura, stampabilità, rigidità, ecc.; più raramente come adesivo. Infine l'amido serve a indurire garze e tessuti.

 

AMMIDI

Nome generico dato ai composti che derivano dall'ammoniaca o da un'ammide primaria o secondaria per sostituzione dell'idrogeno con un gruppo acilico. Si  distinguono le monoacilammidi R-CONH2 (generalmente chiamate ammidi primarie) e i loro derivati di sostituzione all'azoto, detti ammidi secondarie R-CONH-R´, e terziarie R-CON(R´)-R´´; le diacilammidi R-CONHCO-R´ e i derivati di sostituzione all'azoto R-CON(R´´)CO-R´; infine le triacilammidi R-CON(CO-R´)CO-R´´. Le più comuni sono le monoacilammidi sostituite o no.

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AMMINE 

Nome generico dato ai composti ottenuti per sostituzione dell'idrogeno dell'ammoniaca con gruppi idrocarburici monovalenti. Si conoscono ammine primarie R-NH2, ammine secondarie R2-NH e ammine terziarie R3-N i cui gruppi sostituenti possono essere alchilici, vinilici, arilici ed eterociclici. Le ammine si denominano premettendo al nome ammina quello del gruppo o dei gruppi sostituenti e il loro numero, per es. CH3NH2 metilammina; (CH3)2NH dimetilammina, ecc.; tuttavia se uno dei sostituenti è un gruppo aromatico o eterociclico si preferisce usare il nome tradizionale delle ammine da cui derivano: es. C6H5NHCH3 metilanilina invece di metilfenilammina (l'anilina è C6H5NH2).

 

AMMINOACIDI
Consistono in acidi organici comprendenti gruppi amminici. La loro importanza deriva dal fatto che una ventina di amminoacidi, in varie combinazioni, è alla base delle proteine e degli acidi nucleici. Gli amminoacidi più importanti del gruppo sono i 2- o a-aminoacidi, molti dei quali si formano per idrolisi delle proteine. Alcuni di questi sono essenziali per l'uomo (metionina, tirosina, leucina, valina, treonina, triptofano, ecc. Vedi Tabella): non essendo sintetizzabili dall'organismo umano devono essere introdotti mediante la dieta. Possono essere prodotti in quattro modi fondamentali: estrazione, sintesi chimica, fermentazione e catalisi enzimatica. Tra gli utilizzi si possono citare l'integrazione alimentare (per integrare diete povere in amminoacidi essenziali), l'additivazione di alimenti (per il sapore o l'aroma), la nutrizione animale, la farmaceutica e la cosmetica (v. la voce successiva). Sono presenti anche utilizzi nell'industria chimica, come monomeri per resine epossidiche, additivi per materie plastiche, agenti indurenti per resine acriliche, etc.

 

I principali amminoacidi essenziali e non essenziali

Essenziali

Sigla

Denominazione scientifica

Anno di scoperta

arginina

Arg

acido a-ammino-e-guanidinvalerianico

1886

fenilalanina

Phe

acido a- ammino-b-fenilpropionico

1879

isoleucina

Ileu

acido a-ammino-b-metilvalerianico

1904

istidina

His

acido a-ammino-b-imidazolpropionico

1896

leucina

Leu

acido a-ammino-iso-capronico

1920

lisina

Lys

acido a-d-diamminocapronico

1889-1891

metionina

Met

acido a-ammino-c-metiltiobutirrico

1922

treonina

Thr

acido a-ammino-b-ossibutirrico

1926

triptofano

Try

acido a-ammino-b-indolpropionico

1902

valina

Val

acido a-ammino-iso-valerianico

1856

Non essenziali

Sigla

Denominazione scientifica

Anno di scoperta

acido aspartico

Asp

acido a-amminosuccinico

1868

glutammina

Glu-NH2

d-ammide dell'acido L-glutamnico

1932

a-alanina

Ala

acido a-amminopropionico

1850

cistina

Cys-Cys

acido b,b'-ditiodi (a-amminopropionico)

1810

glicina

Gly

acido a-amminoacetico

1820

prolina

Pro

acido pirrolidin-2-carbossilico

1900

serina

Ser

acido a-ammino-b-idrossipropionico

1865

tirosina

Tyr

acido a-ammino-b-(p-ossifenil)-propionico

1846

AMMINOACIDI (Principi attivi per cosmetica)

Molecole organiche che hanno contemporaneamente uno o più raggruppamenti acidi e uno o più raggruppamenti amminici. Si trovano sia nel regno vegetale che animale. Hanno proprietà emollienti, cicatrizzanti, restitutive. Usati in creme e lozioni antirughe, idratanti, ecc. Tra i più diffusi in cosmetica: cisteina, metionina, acetamidacaproico. Usati inizialmente in pomate dermatologiche, sono divenuti poi di frequente utilizzo anche nei cosmetici.

 

AMMONIACA
Gas di odore pungente di formula NH3. L'ammoniaca, la cui soluzione era conosciuta dal XV sec., fu isolata allo stato gassoso da Priestley nel 1774. La sua produzione industriale è basata sulla reazione tra tre molecole di idrogeno e una di azoto, in presenza di catalizzatori e a temperatura e pressione molto elevate. Sono stati utilizzati in passato altri procedimenti di sintesi indiretta che sfruttavano la calciocianammide, i cianuri alcalini o il nitruro di alluminio. L'ammoniaca  è un composto di grande importanza industriale: se ne producono annualmente diversi milioni di tonnellate che vengono utilizzate per ottenere acido nitrico e nitrati; per la sintesi dell'urea e dei sali ammoniacali, usati come concimi azotati; infine per la produzione del carbonato di sodio con il processo Solvay. L'ammoniaca trova largo impiego nelle macchine frigorifere, ed è uno dei reattivi più impiegati in chimica. Date le sue proprietà viene comunemente usata per pulire l'argenteria e sgrassare le stoffe.

 

analgesici 
Farmaci che agiscono sul dolore come sintomo riducendo la sensibilità a esso, senza intervenire sulla causa. Vengono generalmente suddivisi in stupefacenti, o narcotici e non narcotici. Gli analgesici non narcotici sono a loro volta suddivisi in: farmaci ad attività prevalentemente analgesica, e farmaci ad attività analgesica, antinfiammatoria e antipiretica.

ANALISI

L'analisi  chimica può essere qualitativa o quantitativa a seconda che si vogliano conoscere la natura o le proporzioni delle sostanze contenute in un campione; è detta elementare quando si cercano o si dosano gli elementi di un composto. Dal punto di vista della natura delle sostanze studiate, si classifica in analisi inorganica e analisi organica.

 

analisi al setaccio 

Metodo per determinare la distribuzione granulometrica delle particelle di polvere, di solito espressa come la percentuale in peso di polvere trattenuta su ciascuna serie di setacci standardizzati aventi dimensioni decrescenti delle maglie.

ANALISI ELEMENTARE
Determinazione del contenuto delle diverse specie atomiche in un dato prodotto. Sono disponibili analizzatori elementari specifici per elementi quali cloro, zolfo, carbonio, idrogeno, azoto ed ossigeno. Altra strumentazione, essenzialmente basata sulla misura della luce emessa oppure assorbita dal campione in esame, previo opportuno trattamento, è dedicata alla quantificazione simultanea oppure sequenziale di diversi elementi (metallici e non).

ANFIPROTICO (o ANFIFILICO)  

Specie che può tanto cedere quanto accettare protoni, ovvero può fungere sia da acido che da base. Ad es.: H2O; HCO3-.

 

ANFOTERO 

Si dice di un corpo capace di combinarsi con gli acidi e con le basi. L'ossido  di alluminio, l'allumina, è un ossido anfotero: comportandosi come base, si combina con l'acido cloridrico per dare il cloruro di alluminio; comportandosi come acido, si combina con l'idrossido di sodio per dare l'alluminato di sodio. Numerose altre sostanze presentano questo carattere anfotero: gli amminoacidi in soluzione danno, a seconda del pH, anioni, cationi o anche (per un pH particolare, detto punto isoelettrico) ioni bipolari globalmente neutri. Il termine anfotero si riferisce anche allo stato colloidale, per una ragione analoga: per es. nelle soluzioni colloidali di sostanze proteiche, poste in un campo elettrico, le particelle subiscono uno spostamento verso l'anodo o il catodo, a seconda del pH del mezzo.

 

ANIDRIDI

Composti chimici derivabili formalmente da un ossiacido per eliminazione d'acqua tra gli ossidrili acidi. Le  anidridi degli acidi minerali sono ossidi di non metalli o di metalli di transizione, questi ultimi ad alto numero di valenza. La nomenclatura ufficiale usa sempre meno il termine anidride, sostituendolo preferibilmente con quello più generale di ossido. Così l'anidride carbonica CO2 è detta biossido di carbonio, l'anidride cromica CrO3triossido di cromo. Le anidridi si possono ottenere per combustione del non metallo, ad es. il biossido di zolfo si prepara bruciando lo zolfo. Altre si ottengono per disidratazione dell'acido corrispondente. 

 

ANIDRIDE CARBONICA
Composto chimico di formula CO2, detto meglio diossido di carbonio. In natura è presente sotto forma di gas che può essere liquefatto sotto pressione. A temperature inferiori a -78°C (temperatura di sublimazione) è sotto forma di solido, noto come ghiaccio secco. L'anidride carbonica è un tipico prodotto della combustione dei composti organici e la sua concentrazione nell’atmosfera è ora tenuta sotto costante controllo, per il suo possibile ruolo nel cosiddetto effetto serra. E' un sottoprodotto di numerosi processi industriali, ma viene recuperata soprattutto dai processi di produzione dell'ammoniaca e dell'idrogeno. Viene utilizzata tra l'altro come fluido refrigerante, negli estintori, come agente schiumogeno e nelle bibite gassate.

 

ANIDRO 

Privo di acqua. Ad es.: CuSO4, forma anidra del solfato di rame(II). Si confronti con idrato.

 

ANILINA  

L'anilina, la cui formula è C6H5NH2, è la prima delle basi chiamate arilammine il cui gruppo NH2 è fissato direttamente al nucleo benzenico. Fu ottenuta nel 1826 da Unverdorben che la isolò dai prodotti di distillazione secca dell'indaco. Il metodo industriale più usato per la sua preparazione è la riduzione del nitrobenzene con limatura di ferro e acido all'ebollizione. La massa viene poi addizionata di calce e l'anilina si estrae in corrente di vapor d'acqua e si rettifica a pressione ridotta.

 

ANIONE

Ione dotato di carica negativa. Ad es.: F-; SO42-.

 

ANISOTROPO 

Caratteristica di un materiale che presenta variabilità direzionale di alcune proprietà (proprietà anisotrope).

ANODO/CATODO
Nelle pile l'anodo è il terminale negativo, da cui gli elettroni lasciano il sistema. In elettrochimica è l'elettrodo presso cui avvengono le reazioni di ossidazione. Per il catodo vale la definizione opposta.

ANODO SACRIFICALE  

Vedi protezione catodica.

 

Antibiotici

Sostanze chimiche in grado di distruggere i microrganismi o di inibirne la crescita, interferendo selettivamente sui processi specifici del loro metabolismo cellulare. Sono di origine biologica, anche se molti attualmente sono prodotti per sintesi o apportando modifiche alla struttura chimica dei composti naturali. Data l’elevata specificità dei loro effetti sul metabolismo batterico, vi sono marcate differenze nella suscettibilità dei microrganismi ai diversi antibiòtici. L’insieme degli agenti patogeni inattivati da un antibiòtico viene detto “spettro d’azione” dell’antibiotico. Gli antibiòtici ad “ampio spettro” sono così quelli la cui azione si estende alla maggior parte dei batteri gram-positivi e gram-negativi, rickettsie, clamidie, spirochete e protozoi. L’azione dell’antibiòtico può essere di tipo battericida (capacità di uccidere i batteri) o batteriostatico (capacità di inibire lo sviluppo batterico) e dipende dal tipo di antibiòtico e dai dosaggi usati. Il primo antibiòtico a essere isolato fu la penicillina. L’associazione di due o più antibiòtici, singolarmente attivi sullo stesso germe patogeno, produce talvolta un effetto sinergico di somma o potenziamento, altre volte invece dà luogo ad antagonismo. Un aspetto problematico è rappresentato dal continuo aumento di ceppi resistenti (vedi anche resistenza antibiotica). Le cause di questo fenomeno sono molteplici, compresa l’enorme diffusione degli antibiòtici negli ultimi anni, che ha sempre più messo in luce anche il grande numero di effetti collaterali che essi provocano. Il problema è aggravato dall’uso spesso indiscriminato e non appropriato anche per malattie che non richiedono terapia antibiotica; dal loro frequente impiego per prevenire malattie degli animali da allevamento, e quindi dall’eventuale presenza nella carne o nel latte; dalla loro utilizzazione in dentifrici e in altre preparazioni solo raramente impiegate sotto controllo medico. Altro motivo di inefficacia e di effetti collaterali è l’applicazione non scrupolosa della posologia e della durata del trattamento prescritte dal medico. Nel tentativo di superare il fenomeno della resistenza, vengono prodotti continuamente nuovi antibiòtici: tra questi i beta-lattamici in associazione all'acido clavulanico che conferisce resistenza alle beta-lattamasi prodotte dai batteri, i chinolonici che alterano la produzione di acidi nucleici batterici ecc.

 

ANSIOLITICI

gruppo di farmaci a struttura chimica diversa, che hanno in comune l’effetto sedativo e di riduzione dell’ansia. La loro azione si manifesta principalmente nei confronti dei sintomi somatici che accompagnano l’ansia nevrotica (tachicardia, tremori, insonnia ansiosa), delle ossessioni, delle fobie e nell’ansia che si manifesta nei disturbi psicotici. Gli ansiolìtici più usati sono le benzodiazepine (vedi benzodiazepinici).

ANTIDETONANTI
Composti chimici che servono a regolare la reattività di miscele combustibili per motori a benzina (ciclo Otto), prevenendo eccessivi stress termici e meccanici e riducendo la presenza di inquinanti nei gas di scarico. L'azione antidetonante può essere ottenuta agendo sulla composizione della benzina (ad esempio incrementando la frazione aromatica) oppure introducendo composti contenenti eteroatomi. Per lungo tempo gli antidetonanti più utilizzati sono stati i composti alchilici del piombo. I più recenti progressi tecnici e legislativi hanno portato alle benzine senza piombo e alla richiesta di alternative. Tra queste sono particolarmente interessanti composti ossigenati quali l'MTBE (metil tert-butiletere), l'ETBE (etil tert-butiletere) ed il TAME (tert-amil metiletere), che oltre all'azione antidetonante comportano anche una riduzione del monossido di carbonio formato durante la combustione.

ANTIFIAMMA

Sostanza che viene applicata ai tessuti per renderli incombustibili. Le sostanze antifiamma possono essere di natura inorganica, come i sali di ammonio [per esempio, fosfati, solfati, cloruri, borati] e l'ossicloruro di antimonio, oppure organica, come i sali di urea, i sali di guanidina e il tribromofenolo.

 

ANTIMONIO  

Gli antichi conoscevano l'antimonio metallico e anche il suo solfuro, al quale i Greci davano il nome di stimmi e i Romani quello di stibium. La facilità con cui l'antimonio forma leghe con l'oro, gli faceva attribuire proprietà nobili, da cui il nome regolo (piccolo re). Le sue proprietà furono descritte per la prima volta da Basilio Valentino nel   XV sec. L'antimonio si trova in natura come elemento e sotto forma di ossidi; il principale minerale è l'antimonite o sibina, solfuro di formula Sb2S3. L'elemento ha peso atomico 121,75; fonde a 630 °C, bolle a 1380 °C e ha densità relativa 6,7. Come l'acqua, gode dell'eccezionale proprietà di espandersi quando solidifica per raffreddamento, e per questo motivo viene impiegato per riempire le fessure degli stampi e produrre ghise con contorni perfettamente rifiniti. È inoltre usato, in lega con il piombo, nella fabbricazione di caratteri da stampa.Tra i suoi composti più importanti figurano il tartrato di antimonio e potassio, detto tartaro emetico, che trova impiego in medicina; il solfuro di antimonio, utilizzato nella produzione di fiammiferi e nella vulcanizzazione della gomma; i vetri di antimonio, miscele di solfuro e ossido, usati come pigmento giallo nella lavorazione del vetro e della porcellana; infine il burro di antimonio, o tricloruro di antimonio, utilizzato per scurire l'acciaio, come mordente per i coloranti e come agente caustico in medicina

 

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Fatti e dati dell'antimonio

 

ANTIOSSIDANTE
Additivo usato per ritardare il deterioramento causato dall’ossidazione, ad esempio, degli alimenti. Antiossidanti specifici vengono anche aggiunti per lo stesso scopo agli elastomeri e più in generale ai polimeri durante Il processo di produzione.

ANTIPARASSITARI
(v. FITOFARMACI)

ANTRACHINONE

Prodotto di ossidazione dell'antracene di formula C14H8O2. L'antrachinone  rappresenta la sostanza base (cromogeno) di tutti i coloranti antrachinonici; si prepara per condensazione di benzene e anidride ftalica a 200 °C e in presenza di cloruro di alluminio. L'antrachinone si presenta sotto forma di aghi di colore giallo, sublimabili, che fondono alla temperatura di 285 °C; è stabile in presenza di ossidanti, e contrariamente ai veri chinoni non è ossidante. Ridotto dalla polvere di zinco in mezzo alcalino, forma l'antracene passando attraverso gli stadi di ossiantranolo e di antranolo. Per nitrazione diretta si ottiene l'a- nitroderivato, con l'1,5-dinitroantrachinone. La solfonazione decorre in posizione b, mentre in presenza di mercurio avviene in a.

 

ARACHIDE (Olio di)

Eccipiente grasso per cosmetica. Ottenuto dai semi di Arachis Hypogaea viene utilizzato per oli, unguenti, fusioni, emulsioni. Necessita di antiossidanti per la presenza di molte insaturazioni. Componenti principali: acidi grassi (oleico, linoleico, stearico, palmitico, ecc.), steroli, squalene.

 

ARGENTO

L'argento è noto fin da tempi assai remoti: è stato infatti trovato nelle tombe di Ur, che risalgono al II millennio a.C. Insieme all'oro fu oggetto di ricerche da parte degli alchimisti, che lo designavano con il simbolo , e lo chiamavano “metallo della luna” o “di Diana” a causa del suo splendore. L'argento è un ottimo conduttore di elettricità e, fatta eccezione per l'oro, è più duttile e malleabile di qualsiasi altro metallo. Ha durezza compresa tra 2,5 e 2,7, ed è quindi più duro dell'oro, ma più tenero del rame. Fonde a circa 962 °C, bolle a circa 2212 °C, ha densità relativa 10,5 e peso atomico 107,868.

Estrazione. Nel processo di estrazione, i minerali d'argento vengono portati ad alte temperature in opportune fornaci in modo da trasformare i solfuri in solfati; da questi composti l'argento metallico viene prelevato per precipitazione chimica. Numerosi processi metallurgici vengono utilizzati per estrarre l'argento dai minerali argentiferi del piombo, dello zinco e del rame. Nel processo di amalgamazione, ad esempio, ai minerali triturati viene aggiunto un piccolo quantitativo di mercurio liquido, che forma con l'argento un particolare tipo di amalgama; questo materiale viene separato dai residui quindi distillato in modo da fornire, al termine del processo, argento puro. Nei metodi di lisciviazione, l'argento viene sciolto in una soluzione di un sale (di solito cianuro di sodio), quindi viene fatto precipitare portando la soluzione in contatto con zinco o alluminio metallici. L'argento impuro prodotto per via metallurgica viene raffinato per mezzo di metodi elettrolitici oppure per coppellazione, un processo mediante il quale le eventuali impurezze vengono rimosse per vaporizzazione o assorbimento.

Usi. Molto noto è l'uso dell'argento in gioielleria, nella produzione di stoviglie, di vasellame, e nel conio di monete. L'argento più pregiato, utilizzato in generale per l'argenteria, è costituito al 92,5% da metallo puro e dal 7,5% da rame. Per le applicazioni nel settore industriale vengono invece utilizzate più spesso leghe di argento che presentano buone proprietà meccaniche di durezza e resistenza all'usura. L'argento trovava vasti impieghi nella produzione di specchi o nella fabbricazione di coperture per lastre di vetro, ma in questi campi è ormai stato quasi completamente sostituito dall'alluminio. Attualmente grandi quantità del metallo vengono utilizzate nella produzione di componenti elettronici o di circuiti elettrici. Inoltre, soluzioni diluite di nitrato di argento (AgNO3) e di altri composti insolubili, come il potassio, vengono usate in medicina come antisettici e battericidi. I sali di alogenuri di argento, cioè bromuro, cloruro e ioduro di argento, che si scuriscono se esposti alla luce, vengono utilizzati nella preparazione delle emulsioni per le pellicole fotografiche. Questi sali sono solubili in sodio trisolfato, che è il composto normalmente usato nel processo di fissaggio fotografico.

 

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Fatti e dati dell'argento

 

argento nitrato
(o nitrato d’argento), AgNO3, sostanza chimica usata, in soluzione acquosa, come battericida per uso esterno a concentrazioni relativamente basse (1-2 per mille). In forma solida è usato per cauterizzare ferite (vedi caustici).

 

ARGON (argo)

Elemento gassoso e inerte di simbolo Ar e numero atomico 18, appartenente al gruppo dei gas nobili della tavola periodica. Fu scoperto nel 1894 dai chimici britannici William Ramsay e John William Strutt Rayleigh, i quali furono condotti a questo risultato dalla osservazione della differenza di densità fra l'azoto, ritenuto puro, preparato dall'aria, e l'azoto effettivamente puro, ottenuto dal nitrato di ammonio. L'argon è composto da molecole monoatomiche, è incolore e inodore; fonde a -189,3 °C, bolle a -185,9 °C e ha peso atomico 39,948. Costituisce lo 0,93% dell'atmosfera e viene prodotto industrialmente attraverso la distillazione frazionata dell'aria. È usato in grandi quantità come gas di riempimento dei bulbi delle lampadine, per raffreddare il filamento di tungsteno ed evitarne l'evaporazione che avrebbe luogo in condizioni di vuoto spinto. L'argon è anche usato in un particolare tipo di lampade, simili a quelle al neon, che producono una luce blu particolarmente riposante per gli occhi. I tubi con argo necessitano inoltre di un voltaggio minore rispetto a quelli al neon, e per questa ragione piccole quantità di argon vengono talvolta aggiunte al neon. È usato inoltre negli archi elettrici, nei laser e nei saldatori.

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Fatti e dati dell'argon

 

ARIA   

Anticamente  si supponeva che l'aria fosse uno dei quattro elementi della natura, con la terra, l'acqua e il fuoco. Nel 1669 John Mayow riconobbe che in essa era presente un costituente che manteneva la combustione; successivamente Priestley (1774) scoprì l'ossigeno e Lavoisier (1775) poté dimostrare che l'aria è un miscuglio eseguendo un'esperienza rimasta celebre: scaldando per dodici giorni mercurio in un recipiente chiuso pieno d'aria constatò che il volume era diminuito di 1/5 circa e che il gas residuo (azoto) non manteneva più la combustione. Sulla superficie del mercurio si osservava una pellicola rossa (ossido di mercurio) che per riscaldamento a temperatura più alta ricostituiva l'ugual volume di partenza. Il gas assorbito e sviluppato è l'ossigeno. L'aria è un miscuglio di vari gas, costituito soprattutto da azoto e ossigeno che ne rappresentano circa il 99% del volume. L'aria ha la stessa composizione in regioni e altitudini diverse se non si considerano il vapor d'acqua, il biossido di carbonio, l'ozono, l'ammoniaca, le eventuali polveri e i microbi che per diverse ragioni possono essere presenti in quantità variabili. L'aria priva di essi è detta aria pura e la sua composizione volumetrica è: 20,95% di ossigeno, 78,09% di azoto, 0,94% di argo e gas rari, che ponderalmente su 100 g di aria corrispondono al 23,2% di ossigeno, 75,5% di azoto e 1,3% di argo e gas rari. Il vapor d'acqua è sempre presente nell'aria in proporzioni molto variabili e si parla quindi di uno stato igrometrico o umidità relativa dell'aria, rappresentato dal rapporto f/F fra la pressione parziale del vapor d'acqua misurata f e il vapore F che essa avrebbe se alla stessa temperatura l'aria fosse satura di vapore. Anche il biossido di carbonio è presente nell'aria in quantità variabili ma entro limiti più ristretti. La sua quantità è mantenuta abbastanza costante in uno stesso luogo dalla fotosintesi clorofilliana delle piante che lo utilizza, dalla solubilità nell'acqua e dalla sua combinazione con le sostanze basiche in questa contenute, tanto che si può ritenere che il valore globale si aggiri intorno allo 0,03%. La presenza dell'argo, che costituisce lo 0,93% del volume dell'aria, venne riscontrata da Ramsay; sono pure contenuti il neon (0,0018%), l'elio (0,0005%) e in quantità ancora minori il cripto e lo xeno. Nell'aria si trovano inoltre idrogeno, ozono, ammoniaca e metano; molto spesso l'aria delle città è inquinata da polveri in sospensione (fumi, smog) e da microbi.

 

ARNICA

Principio attivo per fitocosmesi. Estratta dai fiori di Arnica Montana, ha azione stimolante e rivulsiva cutanea. Ad alte dosi ha potere vescicatorio e tossico. Componenti principali: olio essenziale, acidi grassi (oleico, laurico, palmitico, ecc.), zuccheri, tannino, resine.

AROMATICI
Larga classe di composti chimici, la cui struttura molecolare comprende uno o più anelli di atomi di carbonio con sistemi di elettroni delocalizzati. Gli aromatici sono presenti in natura nei greggi petroliferi e per distillazione passano in quantità variabili nelle varie frazioni (benzine, gasoli, etc.). Alcuni aromatici sono tossici o sospettati tali (es. benzene).

ARROSTIMENTO  

Riscaldamento all'aria di un minerale metallico, nel corso del quale esso reagisce con l’ossigeno. Ad es.: 2 CuFeS2 (s) + 3O2 (g) ®  2 CuS(s) + 2 FeO(s) + 2 SO2 (g), nell'estrazione del rame. Vi sono molte operazioni nell'industria chimica sono condotte mediante arrostimento.

Arrostimento di clorurazione: per convertire dei metalli in cloruri.
Arrostimento di solfatazione: per convertire alcuni metalli da solfuri a solfati, generalmente prima della lisciviazione.
Arrostimento di magnetizzazione:è in genere una riduzione controllata di haemanite in magnetite. 
Arrostimento riducente di ossidi a metalli: è fatto prima della lisciviazione o o della fusione
Arrostimento di carburazione:è fatto per preparare il calcinato per la clorurazione.
Arrostimento di sinterizzazione o ad aria forzata: per modificare le condizioni fisiche del minerale,

 

ARSENICO 

Elemento semimetallico estremamente velenoso, di simbolo As e numero atomico 33. Probabilmente noto già nell'antichità, venne isolato nel 1640 da J. Schroeder. Dal punto di vista chimico, l'arsenico manifesta proprietà intermedie fra i metalli e i non metalli, e può essere collocato nel mezzo della serie formata da azoto, fosforo, antimonio, e bismuto. Ha peso atomico 74,922, e se viene riscaldato alla temperatura di 613 °C sublima, cioè transisce direttamente dallo stato solido a quello gassoso. Esiste in varie forme allotropiche, tra le quali una delle più comuni è nota come arsenico grigio, una sostanza di aspetto metallico, con densità relativa 5,7. Una forma non metallica, di colorazione gialla, ha invece densità relativa 2,0.

Preparazione.  Si  può preparare l'arsenico calcinando l'arsenopirite: si forma solfuro di ferro e l'arsenico distilla. Più spesso si usa il triossido di diarsenico, sottoprodotto dell'arrostimento dei solfuri metallici, riducendolo con carbone

Usi. L'arsenico è usato in grandi quantità nell'industria vetraria per eliminare il colore verde causato alla presenza di impurezze di composti del ferro. Viene talvolta aggiunto al piombo per aumentare la durezza di quest'ultimo, ed è usato nella preparazione dei gas tossici militari (come la lewisite e l'adamsite). Fino alla scoperta della penicillina, l'arsenico era utilizzato in medicina, in particolare per il trattamento della sifilide; attualmente è stato sostituito dai sulfamidici e da altri medicinali. L'arsenato di piombo e l'arsenato di calcio trovano impiego come insetticidi. Alcuni composti, come l'arseniuro di gallio (GaAs), sono invece usati nell'industria dei semiconduttori e nella fabbricazione dei materiali per i laser. Il disolfuro di arsenico (As2S2), noto anche come orpimento rosso o arsenico rubino, è usato come pigmento nella preparazione dei fuochi artificiali e delle vernici. L'arsenico è fortemente tossico e risulta letale se assunto in dosi maggiori di 200 mg. L'avvelenamento può avvenire per ingestione o inalazione di polveri o gas che lo contengono.

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Fatti e dati dell'arsenico

 

ARSENIURO  DI GALLIO

Composto chimico di formula bruta GaAs, la cui caratteristica di semiconduttore che ne ha fatto una valida alternativa al silicio nella realizzazione di componenti elettronici integrati (circuiti integrati). I vantaggi rispetto al silicio sono dati dalla sua struttura cristallina con una maggior mobilità di elettroni mentre gli svantaggi erano costituiti dall'iniziale difficoltà di produzione. Risolti i problemi di produzione l'arseniuro di gallio si è rivelato prezioso nella realizzazione di componenti (particolarmente per i supercalcolatori) in cui sono necessari un'elevata velocità di trasmissione, un asso consumo e l'assenza di disturbi. Numerose sono le sue applicazioni non solo nell'elettronica, ma anche nell'alta tecnologia (programmi spaziali), in ambito militare e di sicurezza.

 

ASFALTO

Miscela naturale di idrocarburi semifluidi contenente impurità rappresentate da rocce calcaree o marnose. L'asfalto  è un materiale scuro, per lo più solido, con peso specifico vicino a 1, punto di fusione tra 50 °C e 100 °C, insolubile in etere di petrolio, solubile in solfuro di carbonio. I giacimenti più antichi sono quelli della valle del Giordano e delle rive del Mar Morto. L'asfalto rappresenta la frazione più pesante dei grezzi petroliferi, ed è costituito da due tipi di composti, asfalteni e carbeni, che vengono isolati dalle altre frazioni più pregiate del petrolio, per distillazione sotto vuoto spinto o per precipitazione con solvente, detta deasfaltazione I vari bitumi industriali sono a base di asfalto, e i due termini, nell'uso corrente, sono sinonimi. La presenza di asfalto nel terreno è generalmente indice di presenza di petrolio. 

L'uso dell'asfalto era noto probabilmente agli antichi Egizi e agli Assiro-Babilonesi, che lo impiegavano per coperture impermeabili e come cemento. Gli Egiziani se ne servirono anche per l'imbalsamazione dei morti, da cui il nome di balsamo di mummia che venne attribuito all'asfalto. Nel 1710, venne trovato l'importante giacimento della valle di Travers in Svizzera. Dal 1850 nelle principali città europee si cominciò a ricoprire i selciati delle strade con l'asfalto; ma soltanto dopo la prima guerra mondiale il procedimento divenne generale; questo tipo di copertura offre numerosi vantaggi: attutisce i rumori, è impermeabile, di facile riparazione e di lunga durata (10-15 anni). Presenta lo svantaggio di dare una superficie levigata che, in caso di umidità atmosferica, facilita lo slittamento degli autoveicoli. L'asfalto è per lo più impiegato come letto di una copertura antisdrucciolevole, pure a base di asfalto. Questo sistema, detto di copertura mista, comporta la preparazione di un primo strato di polvere d'asfalto compressa (4-5 cm) che si ricopre di un impasto di bitume caldo in cui viene incorporata graniglia di porfido trattata previamente con bitume; successivamente si procede alla livellatura finale. L'asfalto è anche impiegato sotto forma di pasta d'asfalto, ottenuta mescolando a caldo polvere di calcare asfaltico e bitume raffinato e fluidificato: la pasta, confezionata in pani da 25 kg, si usa per il rivestimento dei marciapiedi e delle carreggiate stradali. 

 

ASPARTAME

Dolcificante sintetico di formula bruta: C14H18N2O5.  L'impiego dell'aspartame in innumerevoli prodotti alimentari è sotto accusa da molti anni, per possibili, gravi danni alla salute. Si vedano le cinque schede del Supplemento sugli additivi alimentari.

 

aspartico 

Amminodiacido HOCOCH(NH2)CH2CO2H, di cui l'asparagina è l'ammide. Sono noti due acidi aspartici, corrispondenti alle due asparagine, da cui si ottengono per idrolisi. La forma racemica (insieme delle due) si ottiene per sintesi a partire dagli acidi fumarico o maleico.

 

ATMOSFERA 

Unità di misura della pressione (1 atm = 1,01325 x 105 Pa). Una atmosfera standard è la pressione esercitata da una colonna di mercurio alta 760 mm.

ATOMO
Dal greco: non tagliato. Per lungo tempo ritenuto l'unità più piccola della materia, in realtà composto da un nucleo (protoni e neutroni) circondato da una nube elettronica. Il cosiddetto numero atomico individua il numero (uguale) di protoni ed elettroni caratteristico di ciascun elemento. Il peso atomico è invece definito sulla base del rapporto tra la massa media di un elemento chimico rispetto a quella dell'isotopo di massima abbondanza del carbonio. La chimica si occupa primariamente di ricombinazioni di atomi atte a dare molecole.

ATTINIDE  

Elemento del secondo periodo del blocco f della tavola periodica (dall'attinio al nobelio). Tutti gli attinidi sono radioattivi.

 

ATTINIO

Elemento metallico radioattivo, di simbolo Ac e numero atomico 89, appartenente alla serie degli attinidi della tavola periodica. Fonde a 1050 °C, bolle a 3200 °C e ha densità relativa 10. Scoperto nel 1899 dal chimico francese André-Louis Debierne, l'attinio è presente in tutti i minerali dell'uranio con una concentrazione pari a circa 0,2 parti per miliardo. In natura sono presenti due isotopi: l'attinio 227 che appartiene all'insieme dei prodotti del decadimento radioattivo dell'uranio 235 (serie dell'attinio) e ha tempo di dimezzamento di 21,8 anni; e l'attinio 228 che fa parte della serie del torio, prodotta dal decadimento del torio 232, e ha tempo di dimezzamento di 6,13 ore. Sono noti anche altri isotopi, di massa compresa tra 209 e 234.

 

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Immagini sul

Fatti e dati del

 

attivatore
Sostanza capace di aumentare il rendimento di una reazione chimica. Se aggiunto a un enzima catalizzatore, ne aumenta la specificità d’azione e parallelamente migliora l’efficienza della reazione catalizzata.

 

ATTIVITÀ

In chimica nucleare, numero di disintegrazioni nucleari che si verificano in un secondo.

 

ATTIVITÀ OTTICA 

Caratteristica di una sostanza che, attraversata da luce polarizzata linearmente, ne fa ruotare il piano di polarizzazione.

AUDIT AMBIENTALE
Processo di analisi e registrazione, da parte dei produttori, degli effetti ambientali legati ai cicli di produzione, inclusi quelli dei fornitori, e alla vita dei prodotti. Include anche una verifica delle procedure interne di controllo e gestione dell’acquisto di materie prime, per i consumi (e risparmi) di energia, per la produzione dei rifiuti e il loro riuso o smaltimento.

Auger, analisi

Analisi che utilizza l'effetto di autoionizzazione degli atomi, scoperto da P. Auger nel 1925. Il fenomeno si verifica quando un atomo passa da uno stato elettronico eccitato a quello fondamentale e la differenza di energia è usata per espellere un elettrone da un'orbita periferica senza emissione di radiazione elettromagnetica.

 

AURAMMINA

Colorante di formula NH = C[C6H4N(CH3)2]2 derivato dal difenilmetano, di cui esistono omologhi pure denominati aurammine, ad es. aurammina G, e il cui cloridrato viene usato soprattutto per colorare in giallo la carta.

 

Struttura dell'aurammina

 

AUSILIARIO
Additivo che, aggiunto in fase di produzione, ha la funzione di migliorare la lavorabilità, anche influendo sulle caratteristiche finali dei prodotti (ausiliari per l’industria tessile, cartaria, conciaria e per la lavorazione delle materie plastiche: distaccanti, lubrificanti, etc.).

austenite

Soluzione solida di cementite (Fe3C) nel ferro g (avente reticolo cubico a facce centrate); è amagnetica e si presenta all'esame metallografico in grossi grani poliedrici. Data la notevole uniformità, a tale struttura si accompagna una ottima resistenza alla corrosione.

AUTOCLAVE
Reattore chimico caratterizzato dall’operare a pressione diversa da quella atmosferica, di solito superiore.

AUTOIONIZZAZIONE  

Vedi Autoprotolisi.  

 

AUTOPROTOLISI  

Reazione acido-base in cui la medesima specie molecolare agisce sia da acido che da base.

 

AZIONE CAPILLARE 

Innalzamento (o abbassamento) dei liquidi entro i tubi sottili.

 

AZEOTROPO 

Miscela di liquidi che bolle a temperatura costante dando luogo a vapori della stessa composizione del liquido. Il punto di ebollizione di un azeotropo può essere inferiore (azeotropo di minimo) o superiore (azeotropo di massimo) rispetto a quello dei componenti puri.

AZOTO
Dal greco: privo di vita. Elemento chimico di numero atomico 7 e di peso atomico 14,0067, ha simbolo N (da nitrogeno, come un tempo era chiamato l'azoto). Fu scoperto, nel 1772, da Daniel Rutherford nell'aria atmosferica. Priestley, per primo, separò l'azoto dall'ossigeno. Non molto abbondante sulla terra, pur costituendo (come N2, molecola biatomica scarsamente reattiva) i due terzi dell'atmosfera. È un gas incoloro e inodoro, la cui densità, in rapporto all'aria, è circa 0,9682; ha temperatura critica di ­146 °C e punto di ebollizione, alla pressione atmosferica, ­195,8 °C. È poco solubile: 1 l d'acqua a 0 °C ne scioglie 23 cm³. L'azoto è il prototipo dei non metalli trivalenti. A bassa temperatura è inerte, da cui il suo nome; l'attività chimica aumenta fortemente ad alta temperatura quando assume forma atomica. L'azoto agisce sull'idrogeno a caldo in presenza di un catalizzatore per dare ammoniaca, con una reazione reversibile: N2+3H2; 2NH3. E' importante in molti cicli biologici, soprattutto in agricoltura, vitale è l'attitudine di alcune piante a fissare l'azoto. Molti dei primi processi industriali sono stati destinati a fissare l'azoto onde renderlo disponibile come fertilizzante, es. ammoniaca, urea.

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Immagini sull'azoto

Fatti e dati dell'azoto

AZOTO, CICLO DELL'

L'azoto  è un componente essenziale degli organismi viventi. Mentre i vegetali riescono ad assorbire l'azoto inorganico e alcuni anche l'azoto atmosferico, gli animali lo assorbono solo se è un costituente delle sostanze organiche (proteine). Per ciclo dell'azoto si intendono le trasformazioni che l'azoto atmosferico subisce nel corso della sua utilizzazione da parte degli organismi viventi. Esso viene assorbito da batteri presenti nel terreno (azotobatteri e Clostridia) che lo trasformano in azoto proteico, mentre i nitrati, i nitriti e l'ammoniaca sono assorbiti dalle piante superiori e trasformati anch'essi in proteine. Gli organismi animali, nutrendosi di vegetali, sintetizzano i loro composti azotati utilizzando quelli vegetali. L'azoto eliminato, sotto forma organica o inorganica dagli organismi viventi o morti (deiezioni, residui vegetali, cadaveri), torna al terreno dove un gran numero di microrganismi porta alla formazione di nitriti, nitrati e ammoniaca che vengono utilizzati dalle piante superiori. Si chiude così il ciclo; tuttavia parte dell'azoto risulta perduta perché si ha liberazione di ammoniaca nell'atmosfera o dispersione dei nitrati e nitriti, resi solubili dalle piogge. Ciò viene compensato dalla continua fissazione dell'azoto atmosferico da parte dei microrganismi ma è evidente che uno sfruttamento intensivo del terreno porta a un impoverimento di azoto. La concimazione, oggi compiuta soprattutto con i concimi chimici azotati, può ovviare a questo inconveniente.

 

AZOTO, FISSAZIONE DELL'

È  un processo attuato solo da un ristretto gruppo di microrganismi, durante il quale l'azoto atmosferico viene trasformato o “fissato” in composti organici a partire dalla reazione: N2 + 3H2 E lumin. 2NH3 , catalizzata dall'enzima nitrogenasi. Anche le piante sono incapaci di compiere reazioni del genere e quindi richiedono la presenza di composti azotati nel terreno sotto forma di fertilizzanti sintetici o naturali. Alternativamente sono dipendenti dal lavoro dei microrganismi fissatori per avere l'azoto necessario alla sintesi di DNA, proteine, ecc. A questa seconda classe appartengono le leguminose: nei loro tubercoli radicali sono presenti batteri simbionti fissatori di N2 che, in cambio di materiale nutritizio (zuccheri), forniscono loro NH+4. Poiché per le stesse leguminose questa simbiosi è “costosa” dal punto di vista energetico in quanto richiede circa 20 molecole di ATP per molecola di NH3 prodotta e quindi riduce la produttività delle piantagioni, si stanno tentando strade diverse per aumentare l'efficienza di assimilazione di azoto. Facilitando ad esempio l'assorbimento di H2 nei microrganismi simbionti fissatori di N2 con l'inserimento di geni appositi presenti nelle piante ma non in essi, si riduce l'attività della anitrogenasi nella produzione endogena di idrogeno e quindi si ottiene una maggiore efficienza nella fissazione di N2. Alternativamente, con tecniche di ingegneria genetica, si sta tentando di inserire nelle piante non fissatrici di azoto i geni responsabili della reazione della nitrogenasi.

 

AZOTO, OSSIDI DI

1. Ossido di diazoto o protossido d'azoto N2O. Scoperto nel 1776 da Priestley, è un gas incoloro e inodoro, di densità 1,53, abbastanza facile da liquefare (bolle a ­89 °C), abbastanza solubile in acqua (a 0 °C, 1 l ne scioglie 1 dm³). Quando lo si respira, produce dapprima un'eccitazione, da cui il nome di gas esilarante (Davy), poi agisce come anestetico; come tale è usato in alcune operazioni chirurgiche.

2. Ossido di azoto o ossido nitrico NO. Scoperto nel 1772 da Hales e Priestley, è un gas incoloro, di odore sconosciuto, poiché al contatto dell'aria si trasforma in tetrossido di diazoto N2O4. Ha densità 1,04, liquefa a ­150 °C, è molto poco solubile in acqua. Si decompone completamente ad alta temperatura. In presenza di ossigeno si ossida spontaneamente, dando il tetrossido di diazoto e, con un eccesso d'ossigeno, il triossido. L'ossido di azoto entra in alcuni composti come radicale monovalente, detto nitrosile. Nell'industria, si ottiene per ossidazione catalitica dell'ammoniaca e serve per la preparazione dell'acido nitrico.

3. Biossido d'azoto (NO2) e tetrossido di diazoto o ipoazotide (N2O4). Il tetrossido di diazoto solidifica in cristalli incolori a ­10 °C. A 0 °C, è un liquido giallo pallido che, con l'aumentare della temperatura, diventa più scuro sviluppando vapori rossi. A 21 °C bolle, trasformandosi in vapori che diventano più scuri e opachi coll'aumentare della temperatura mentre la loro densità diminuisce. Tale fenomeno si interpreta ammettendo l'esistenza di due varietà molecolari: le molecole N2O4, incolori e stabili a freddo, e le molecole NO2, fortemente colorate e che si producono a caldo per la reazione reversibile: N2O4 ; 2NO2

 


Consigli di lettura

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