Dizionario di Chimica e di Chimica Industriale

G

Gadolinio - Guarana

  

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GADOLINIO  

Elemento chimico appartenente alle terre rare , trae il nome dal chimico finlandese J. Gadolin. Il  gadolinio è l'elemento di numero atomico 64 e di peso atomico 157,25. È presente nelle terre ittriche da cui fu ottenuto impuro da Marignac. È un solido grigio chiaro paramagnetico che diventa ferromagnetico a bassa temperatura. I sali sono incolori e hanno valenza + 3. È usato come moderatore di elettroni termici data l'elevata sezione di cattura.

 

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Fatti e dati del gadolinio

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GALENICO
Si dice di preparazioni medicinali, costituite da prodotti naturali o ingredienti organici, prodotte con semplici operazioni di laboratorio (miscelazione, filtrazione, macinazione, ecc.).

GALLIO 

Elemento chimico simile all'alluminio appartenente al 3º gruppo B del sistema periodico. Il  gallio è l'elemento di numero atomico 31 e di peso atomico 69,72. Non noto quando Mendeleev elaborò il sistema periodico e da lui chiamato ekaalluminio, fu scoperto nel 1875 per via spettroscopica da Lecoq de Boisbaudran in una blenda da cui lo estrasse l'anno successivo. È un solido bianco-bluastro di peso specifico 5,91 che fonde a 29,8 ºC. Il liquido può essere però conservato a temperature molto più basse per molto tempo. È molto poco volatile e bolle a 2.237 ºC. Si ossida al rosso e brucia nel cloro. È attaccato dall'acido cloridrico, dall'acido nitrico e dagli alcali. Le proprietà chimiche del gallio sono simili a quelle dell'alluminio. Al pari di questo metallo è trivalente e dà un ossido Ga2O3 anfotero. I suoi sali principali sono il cloruro GaCl3, il solfuro Ga2S3, solido giallo cristallino, e il solfato Ga2(SO4)3, che può dare un allume. Il gallio è presente in piccole quantità in talune blende. Lo si trova anche nella germanite, germanosolfuro di rame. Può essere preparato per elettrolisi del suo ossido disciolto in idrossido di potassio. È usato per termometri speciali e in leghe come sostituto degli amalgami.

 

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Fatti e dati del gallio

 

GAS

I  gas si differenziano dagli altri stati della materia per la loro facile compressibilità e per la proprietà caratteristica di occupare completamente il recipiente che li contiene. Inoltre di solito una piccola variazione di pressione o di temperatura produce una grande variazione del volume. Lo stato di un gas è caratterizzato dal valore della pressione p del volume v e della temperatura T. Queste tre grandezze non sono indipendenti e l'equazione di stato stabilisce la relazione esistente tra esse. La struttura di tale equazione dipende dal gas considerato. Un gas si dice gas perfetto se soddisfa all'equazione pv = nRT dove n è il numero delle moli presenti, R è la costante dei gas perfetti pari a 8,314 joule/mole K, T è la temperatura assoluta che è legata alla temperatura t della scala centigrada dalla relazione T = t + 273,16. Per trasformazioni isoterme l'equazione precedente si riduce alla legge di Boyle-Mariotte che stabilisce la proporzionalità inversa tra pressione e volume per un gas perfetto. Tutti i gas a temperature sufficientemente elevate e a pressioni sufficientemente piccole si comportano come gas perfetti. A temperature più basse e pressioni più alte l'equazione di stato dei gas reali differisce da quella del gas perfetto. Sono state proposte varie relazioni empiriche per esprimere analiticamente il comportamento di un gas reale e tra queste la più nota è l'equazione di Van der Waals

(p + a/v²) (v­b) = nRT

dove a e b sono due parametri caratteristici del gas in esame, e sono rispettivamente collegati alle forze di interazione fra le molecole e al volume proprio delle molecole. Le relazioni empiriche di questo tipo non rappresentano fedelmente il comportamento di gas reali per ogni valore delle variabili, ma ne forniscono almeno qualitativamente le caratteristiche fondamentali.

Miscela dei gas: due  o più gas immessi in uno stesso recipiente formano una miscela omogenea, qualunque sia la densità di ognuno di essi, e la pressione della miscela è la somma delle singole pressioni dei gas, ognuno dei quali è considerato come se da solo occupasse l'intero volume (legge di Dalton).

Combinazione dei gas: 1 . Quando due gas si combinano, i loro volumi, misurati nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione, sono fra loro in rapporto semplice. 2. Il volume del composto, se è gassoso, è anch'esso in rapporto semplice con i volumi di ognuno dei componenti. Questi risultati costituiscono le leggi di Gay-Lussac.

Applicazioni. Il  calore liberato nella combustione di un gas viene sfruttato per il riscaldamento dei forni che devono essere portati ad alte temperature. Si impiegano il gas d'aria e il gas d'acqua; la combustione è attivata e la temperatura notevolmente elevata da getti d'aria calda o di ossigeno inviati da apposite apparecchiature. La facilità con la quale taluni gas possono essere liquefatti per compressione facilita non soltanto il loro trasporto, ma permette di ottenere, quando vengono riportati allo stato gassoso, un notevole abbassamento di temperatura. Il biossido di carbonio, il biossido di zolfo, l'ammoniaca, l'aria liquida, sono tutti esempi ben noti.

L'azione chimica dei gas è di primaria importanza in metallurgia, in quanto può essere, a seconda della necessità, ossidante o riducente, dipendendo dalla natura del gas. Negli altiforni l'ossido di ferro viene ridotto dall'ossido di carbonio. Va ricordato inoltre l'impiego di taluni gas in medicina (ossido di diazoto per anestesia; formaldeide, ozono come disinfettanti) e l'uso di gas inerti, come l'azoto e l'argon, per la costituzione di atmosfere non comburenti (lampade a incandescenza, fermentazioni fuori del contatto dell'aria).

 

GAS ASFISSIANTI

Denominazione impropria attribuita agli aggressivi chimici allorché vennero impiegati per la prima volta nella guerra 1915- 1918.

 

GAS DI CITTÀ

L'uso dei combustibili gassosi è di grande interesse in ragione della facile regolabilità della combustione. Grande attenzione è stata perciò posta alla preparazione di gas combustibili e allo sfruttamento di gas naturali provenienti dal sottosuolo. I primi tentativi per ottenere un gas combustibile dal legno o dal carbon fossile risalgono alla fine del   XVIII sec. I vecchi impianti di gassificazione erano costituiti da storte in refrattario alluminoso, orizzontali o verticali; il caricamento avveniva dall'alto e lo scarico per gravità, dal basso, in modo discontinuo.

Si  utilizzano per la produzione del gas camere verticali, riunite in batterie, con congegni di immissione continua. La dimensione di ogni camera si aggira intorno a 0,5-2 m di sezione con altezza fino a 12 m. Per il riscaldamento delle camere si usa gas di gasogeno. Il carbone usato è un litantrace a fiamma lunga dal quale si ottengono, per tonnellata, da 300 a 350 m³ di gas, 650-750 kg di coke, 50-70 kg di catrame e 50-70 kg di acqua. All'uscita delle apparecchiature di distillazione, il gas viene sottoposto prima a una depurazione fisica e quindi a una depurazione chimica. Innanzitutto passa nel bariletto dove avviene una prima condensazione del catrame e delle acque ammoniacali; quindi la depurazione prosegue nei condensatori ad aria, a tubi verticali o anulari per grandi produzioni, dove il gas viene raffreddato. Nelle cokerie il raffreddamento è ad acqua. Una ulteriore asportazione del catrame avviene nei separatori Pelouze, costituiti da una serie di campane forellate dove il catrame si deposita in goccioline. Il gas viene talvolta depurato dal naftalene, in un dispositivo di lavaggio a olio di antracene, e dall'ammoniaca con un lavaggio ad acqua. In seguito il gas è sottoposto a una depurazione chimica per eliminare l'idrogeno solforato e l'acido cianidrico. In apposite casse di depurazione, contenenti un impasto di ossido di ferro con segatura, l'idrogeno solforato è ridotto a zolfo e l'acido cianidrico, reagendo con il solfuro di ferro (III) formatosi, origina idrogeno solforato. L'ultima depurazione del gas consiste nell'eliminazione del benzene, operazione realizzata per lavaggio con olio o assorbimento con carbone attivo. A questo punto il gas, pronto per l'impiego, passa attraverso i contatori di gas e viene convogliato in grandi contenitori a chiusura idraulica, detti gasometri, dai quali viene distribuito con reti sotterranee agli utenti. La composizione percentuale media del gas di carbone dopo la depurazione è: idrogeno 45-55%, metano 22-36%, ossido di carbonio 3-10%, biossido di carbonio e gas inerti 5-14%, idrocarburi insaturi 1,5-4%, benzene 1-1,3%, ossigeno 0,2-1%. Il suo potere calorifico è di circa 5.600 kcal/m³.

I sottoprodotti della fabbricazione del gas sono: ammoniaca, che viene generalmente trasformata in solfato e posta in commercio come concime, catrame e derivati, naftalene, coke. Il coke prodotto nelle officine del gas è generalmente friabile e praticamente destinato al solo uso domestico. Nelle cokerie, al contrario, viene fabbricato un coke compatto destinato agli usi siderurgici.

 

GAS, INDUSTRIA CHIMICA E METALLURGICA

Nell'industria chimica e metallurgica vi sono molte denominazioni per specifiche miscele gassose di uso industriale.

Gas d'aria, gas combustibile ottenuto insufflando aria attraverso coke incandescente; sono impiegati anche altri combustibili solidi quali antracite e litantrace a fiamma corta. Contiene 26-30% di ossido di carbonio accanto a 65-68% di azoto e 2-4% di biossido di carbonio. Poiché l'unico combustibile è l'ossido di carbonio il suo potere calorifico è basso. Il suo potere calorifico varia tra 850 e 1.250 kcal/m³.È detto anche gas povero, o gas di gasogeno o gas di generatore.

Gas di legno, gas ricco di biossido di carbonio, preparato distillando il legno, sottoprodotto del carbone di legna.

Gas di cokeria, gas ricavato, nei forni per coke metallurgico, per distillazione di particolari qualità di litantrace e contenente una percentuale di idrogeno un poco maggiore di quella del gas illuminante. 

Gas d'acqua o di sintesi, gas prodotto dalla decomposizione del vapore acqueo operata da coke portato ad alta temperatura (1.000-1.200 ºC). È formato per il 50% di idrogeno, per il 40% di ossido di carbonio, per il 5% di biossido di carbonio e per il 5% di azoto. Il suo potere calorifico si aggira sulle 2.700 kcal/m³; viene usato quando occorrono alte temperature, come nella saldatura, nelle fonderie, ecc. Per aumentare il potere calorifico fino a 6.000 kcal/m³ si può miscelarlo con il gas da olio (v. GAS, INDUSTRIA PETROLIFERA) e lo si chiama allora gas d'acqua carburato. Il gas misto si ottiene con insufflazione contemporanea d'aria e di vapor d'acqua. Il potere calorifico è notevolmente influenzato dal rapporto aria/vapore, ma in genere varia tra 1.000 e 1.500 kcal/m³.

Gas di altoforno, gas che esce dall'altoforno durante la produzione della ghisa: contiene dal 30 al 35% di ossido di carbonio e ha un potere calorifico di circa 1.000 kcal/m³. 

Gas integrale, miscuglio dei prodotti volatili che provengono dalla distillazione del carbon fossile e di quelli derivanti dalla totale gassificazione del coke del carbon fossile distillato. 

Gas misto di gasogeno, gas d'aria nella preparazione del quale all'aria comburente è stata addizionata una certa quantità di vapore acqueo. 

Gas di conversione, gas derivante da un'operazione di conversione.  

Gas ricco, gas ad alto potere calorifico (4.000 kcal/m³ circa), così chiamato in contrapposizione al gas d'aria, al gas d'altoforno, ecc., detti genericamente gas poveri.

 

GAS, INDUSTRIA PETROLIFERA

Nelle diverse attività dell'industria petrolifera, dall'estrazione alla distllazione, compaiono molti materiali gassosi, a ciascuno dei quali è stata attribuita una opportuna denominazione:

Gas di soluzione, gas che si trova miscelato al grezzo in un giacimento petrolifero. Il gas di soluzione, diminuendo la densità apparente del petrolio, ne permette l'estrazione spontanea fino al 20% del greggio presente.

Gas di cappa, gas sovrastante il petrolio in un giacimento petrolifero. Dopo la perforazione, il gas di cappa, in pressione, trascina il petrolio sottostante permettendo, in alcuni casi, l'estrazione spontanea fino al 35-40% del petrolio presente.

Gas naturale, gas che si trova in giacimenti sotterranei, associato o meno a petrolio grezzo, il cui costituente fondamentale è il metano; v. la voce relativa.

Gas umido, gas contenente frazioni facilmente condensabili. 

Gas liquido o liquefatto, idrocarburo leggero, butano o propano, estratto sia dai gas naturali sia dai gas di raffineria, che può essere immagazzinato, trasportato e utilizzato allo stato liquido, in recipienti sotto pressione. Il gas liquido viene particolarmente usato come combustibile per usi civili e come carburante per trattori e autoveicoli. 

Gas di raffineria, miscela di vari idrocarburi che si liberano sotto forma di gas durante le operazioni di distillazione, cracking, stabilizzazione. 

Gas di testa, gas che si raccoglie in testa alla colonna di distillazione. 

Gas da olio, gas prodotto col cracking degli oli di petrolio a una temperatura tra 700 e 800 ºC.I gas da olio, dei quali fanno parte i gas di raffineria, sono costituiti da metano, etano, propano, butano, etilene, propilene; il loro potere calorifico varia da 11.500 a 17.700 kcal/m³.

 

GAS NATURALE

Gli  idrocarburi gassosi sono frequentemente associati al petrolio negli stessi tipi di giacimento; tuttavia, se i gas, in proporzione variabile, esistono in tutti i giacimenti petroliferi, il reciproco non è sempre vero, ed estesi giacimenti sono composti essenzialmente da gas. La pressione è talvolta considerevole; la coltivazione, difficile, necessita di apparecchiature complicate. Il gas naturale è costituito da 90 a 99% di metano; da 1 a 3% di azoto ed, eventualmente, di etano, biossido di carbonio, idrogeno solforato ed elio. Se la presenza relativamente abbondante di zolfo (gas di Lacq) è economicamente interessante, essa causa un'intensa corrosione delle tubazioni, che in tal caso devono essere d'acciaio speciale.

Il gas naturale può essere umido (se contiene idrocarburi liquidi in sospensione) o secco. Dal gas naturale umido, mediante degasolinaggio, si ricupera gasolina naturale. Lo sviluppo dell'utilizzazione del gas naturale è stato sensibilmente più tardivo che quello del petrolio; l'immagazzinamento (stoccaggio) del gas impone difficili problemi e il suo impiego in quantità notevoli richiede una rete di canalizzazione. Il gas naturale può essere compresso e trasportato mediante canalizzazioni sotterranee (gasdotti). La pressione necessaria perché il gas si sposti è mantenuta all'interno del gasdotto da apposite stazioni di ricompressione.

Per far fronte alla domanda è necessario immagazzinare grandi quantità di gas. Lo stoccaggio si effettua nel sottosuolo mediante falde acquifere o cavità saline in grado di immagazzinare grandi quantità di gas e di restituirle a richiesta.

Gli Stati Uniti sono i maggiori consumatori di gas naturale, ma già negli anni Ottanta hanno perso il primato nella produzione, passato all'URSS (e oggi detenuto dalla Russia). Gli USA producono comunque circa 560 miliardi di m3 di gas (dati della metà degli anni Novanta): i giacimenti più importanti sono nel Texas e in Louisiana. La Russia ha una produzione di 583 miliardi di m3 (giacimenti degli Urali) e il Canada di 176 miliardi di m3. Sono diventati importanti produttori di gas naturale anche alcuni paesi che si affacciano sul mare del Nord: Paesi Bassi (78 miliardi di m3), Regno Unito (71 miliardi di m3), che sfrutta i giacimenti scoperti nel 1966 nella piattaforma continentale del mare del Nord, Norvegia (31 miliardi di m3). Rilevante è la produzione indonesiana (62 miliardi di m3), mentre tra i paesi del Medio Oriente spiccano le produzioni di Iran, Algeria e Arabia Saudita.

In Italia il gas naturale rappresenta un'importante fonte energetica (20,4 miliardi di m3) in via di espansione. I giacimenti principali sono a Cortemaggiore e a Mazara del Vallo.

GASOLIO
E’ un combustibile derivato dalla raffinazione del petrolio, costituito da una miscela di idrocarburi, più pesante delle benzine.

GASSIFICAZIONE
Processo di conversione del carbone in composti gassosi (ossido di carbonio, anidride carbonica, metano, idrogeno e miscele di essi), eseguito per reazione con aria, ossigeno, vapore o loro miscele. Il gas prodotto può essere impiegato direttamente nell’industria chimica ed elettrica, o altrimenti convertito in idrocarburi liquidi o solidi tipo cere (Processo Fischer-Tropsch).

GASVOLUMETRIA

Metodo analitico quantitativo mediante il quale un gas viene analizzato misurandone il volume oppure misurando il volume di una sua qualsiasi combinazione gassosa.

 

GEL

Sistema colloidale di aspetto gelatinoso. Il gel ha forma propria ed è elastico; contiene di solito molto solvente da cui può separarsi per essiccamento (zerogel o gel). Può avere origine organica (proteine, polimeri) o inorganica (argilla, silice). Si chiama liofilo se assorbe un opportuno solvente, liofobo nel caso opposto.

Per spiegare la struttura dei gel si ammette che la fase continua sia solida oppure che sia liquida. In entrambi i casi la fase dispersa occuperebbe dei pori o dei canalicoli interstiziali. Sembra che la maggior parte dei gel appartenga al secondo tipo. I gel liofili si preparano per raffreddamento di un sol (o soluzione colloidale); i liofobi per rapida reazione ad alta concentrazione di reagenti. L'uso più importante dei gel è legato alla grande superficie rispetto al volume e alla proprietà di assorbire liquidi o vapori. Si preparano perciò gel secchi (zerogel) usati di solito in forma pulverulenta. Gel più o meno ricchi di acqua sono i saponi, le diverse gelatine (albumina, agar-agar, ecc.), la gomma naturale, i fogli di cellofan, ecc. Si presentano allo stato di gel i fanghi circolanti negli impianti di perforazione rotary.

 

GELATINA  

Sostanza solida ma non compatta, che assume la forma del recipiente che la contiene, e conserva consistenza molliccia ed elastica. Le  gelatine hanno origine animale o vegetale (gelatina di ossa, di agar, di frutta). La gelatina di ossa si prepara mediante una idrolisi acida o basica dei residui della pelle e dell'osseina. Si ha così una degradazione delle proteine con conseguente diminuzione del loro peso molecolare. La soluzione ottenuta viene accuratamente purificata e desalificata; la si concentra sotto vuoto e la si fa rapprendere in fogli che possono essere completamente privati dell'acqua per ulteriore essiccamento, ciò che permette di ottenere la gelatina in polvere. La proprietà più caratteristica è il rigonfiamento con acqua fredda, con un aumento di volume molto spiccato (sino a mille volte). La gelatina si scioglie in acqua bollente e solidifica per raffreddamento. Insolubile nei solventi organici, ha le proprietà chimiche delle proteine e può essere conservata secca per molto tempo in ambiente sterile. Ha usi alimentari: serve infatti come alimento e come chiarificatore del vino e delle bevande alcooliche, poiché precipita dalle soluzioni acquoso-alcooliche trattenendo le impurezze in sospensione. È usata anche nell'industria come livellatore di superfici e regolatore di grandezza delle particelle oltre che come supporto. Le gelatine vegetali si ottengono di solito dalle alghe e sono in genere dei derivati dall'acido alginico. Hanno impieghi analoghi alle gelatine animali. I preparati translucidi a base di acqua od olio sono usati in cosmetica per la composizione delle maschere per il viso e la preparazione di prodotti vari per la cura delle mani, di fissatori per capelli, ecc.: tali prodotti vengono chiamati gelées.

 

GEOCHIMICA 

Scienza che studia la composizione chimica del globo terrestre, stabilendo l'abbondanza e la distribuzione degli elementi chimici e dei loro composti e analizzando i fenomeni fisico-chimici che avvengono nell'ambito dell'atmosfera, dell'idrosfera, della litosfera e della biosfera. Il termine geochimica fu creato nel 1838 dal chimico svizzero Schönbein; un primo trattato di geochimica fu scritto da Clarke nel 1912 e la prima società di geochimica fu creata in Francia nel 1955.

La più importante applicazione della geochimica è quella rivolta alla ricerca mineraria: essa si basa sulla determinazione delle tracce di metalli contenute nel terreno superficiale e nell'acqua dei ruscelli o nelle foglie e nelle radici delle piante. Infatti l'aumento del tenore di un metallo nei campioni raccolti lungo una determinata direttrice è indice della vicinanza di un giacimento. Successivamente nel campo della geochimica lo sviluppo scientifico e tecnico, la messa a punto di tecnologie e di metodologie, l'utilizzo di apparecchiature sofisticate hanno fatto passi da gigante in relazione alle continue problematiche delle scienze della Terra, che si presentano quotidianamente e che necessitano di adeguate e approfondite risposte. Uno dei campi di ricerca che ha impresso una svolta agli studi geochimici è costituito dalla geotermica, soprattutto per quel che riguarda i fluidi ad alta entalpia (acqua e vapore sopra i 130 ºC), che possono avere grande interesse energetico per la produzione di elettricità. In tali ricerche uno dei punti fondamentali, che riguarda da vicino l'impostazione generale delle tematiche di sviluppo, è proprio la costituzione chimica dei fluidi geotermici, per la definizione dei rapporti intercorrenti tra componenti volatili e parte fluida da una parte, e per l'individuazione dei caratteri di tossicità dei costituenti dei fluidi geotermici dall'altra. Un altro importante intervento della geochimica nell'ambito della ricerca di fluidi ad alta e a bassa entalpia riguarda la banca dei dati geotermici per la definizione di progetti riguardanti aree specifiche. 

 

GEOCHIMICA, STUDIO DEI TERREMOTI

Le ricerche geochimiche possono assumere grande importanza nello studio dei terremoti e in particolare in tutte quelle fasi che riguardano la previsione dei fenomeni sismici. È noto infatti che le acque sotterranee risentono in maniera sensibile di scosse, microscosse, di variazione di tensioni nel sottosuolo e cioè di tutti quei movimenti del terreno che possono precedere scosse di una notevole intensità. Si definiscono pertanto “precursori” questi segnali idrogeologici, che possono essere seguiti in dettaglio attraverso il controllo delle caratteristiche geochimiche dell'acqua e che possono pertanto dare testimonianza diretta delle variazioni che si stanno verificando nel sottosuolo. La scoperta di manifestazioni idrotermali sottomarine sulle dorsali oceaniche ha condotto a modificare le precedenti concezioni sulla chimica marina. La nuova ipotesi è che l'acqua marina, infiltratasi per parecchi chilometri sotto il fondo oceanico, si surriscaldi e a contatto con le rocce basaltiche dia luogo alla precipitazione di solfati, solfuri e idrossido di magnesio sotto forma di argilla. L'acqua risulta così trasformata in una soluzione acida, chimicamente ridotta, che liscivia dalle rocce gli ioni positivi di numerosi metalli (calcio, ferro, manganese, litio, ecc.), risalendo poi sul fondo dell'oceano. Qui, miscelandosi con i solfati presenti nell'acqua marina, dà luogo alla precipitazione del solfato di calcio (di cui sono formati i camini) e di solfuri metallici (la presenza del solfuro di ferro provoca il fenomeno del fumo nero). Questo spiegherebbe la presenza di grandi quantità di sedimenti metalliferi sul fondo oceanico. L'anidride carbonica, infine, fuoriuscendo dai camini si miscela con l'acqua dell'oceano e, raggiunta la superficie, entra nell'atmosfera. Questa nuova ipotesi sembra accordarsi con ricerche effettuate con modelli computerizzati che indicano un rapporto abbastanza stretto tra il contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera e le modificazioni del ritmo di espansione del fondo oceanico. In realtà negli ultimi anni si sono moltiplicati gli studi volti, pur partendo da approcci disciplinari diversi, ad analizzare gli scambi di carbonio tra biosfera, suoli, atmosfera e oceano.

 

GERANIOLO

Alcool terpenico aciclico di formula (CH3)2C = CH(CH2)2C(CH3) = CHCH2OH, contenuto nelle essenze di geranio, di rosa, di pelargonio, di palmarosa, ecc. È un liquido incolore, dall'odore di rosa, che bolle a 230 ºC. Può essere preparato dalle essenze che lo contengono separandolo attraverso il composto di addizione solido col cloruro di calcio.

 

GERMANIO

Elemento di aspetto metallico, simbolo Ge, che presenta analogie col silicio e con lo stagno. Il germanio è l'elemento chimico di numero atomico 32 e di peso atomico 72,59. Previsto da Mendeleev che lo chiamò ekasilicio, fu isolato da Winkler nel 1885 dall'argirodite. I principali minerali del germanio sono l'argirodite, solfuro d'argento e di germanio, e la germanite, germanosolfuro di rame; è presente anche nelle blende. Viene preparato riducendo il suo ossido con carbone. È un metallo grigio, fragile, di densità 5,32; punto di fusione 937,4 ºC. Inossidabile all'aria a freddo, si ossida al rosso e brucia nel cloro. 

I cristalli di germanio, preparati in modo opportuno, hanno la proprietà di rettificare la corrente elettrica e per questo motivo furono utilizzati durante e dopo la seconda guerra mondiale per costruire rivelatori di radiofrequenze e di segnali radar. Le sue proprietà semiconduttrici sono ora utilizzate nei diodi e nei transistor, del tipo sia a punta di contatto sia a giunzione. Per questi ultimi il germanio viene drogato con altri elementi che gli conferiscono particolari caratteristiche. Si ha un cristallo tipo N se l'impurità è di arsenico, fosforo o antimonio; si ha un cristallo tipo P se l'impurità è di boro, alluminio, gallio o indio. Per questi usi, il germanio deve essere sottoposto anzitutto a un'altissima purificazione (meno di un atomo di sostanza estranea per 100 milioni di atomi di germanio) e fuso sotto forma di monocristallo.

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Fatti e dati del germanio

 

GETTER

Voce inglese da to get, ottenere. Materiale a base di metalli alcalino-terrosi o di magnesio, che si introduce nei tubi elettronici e che evapora alla prima accensione, aumentando il grado di vuoto interno per assorbimento delle molecole di gas residue.

 

GHIACCIO

Il  ghiaccio è un sistema cristallino incolore e trasparente di densità relativa 0,92 il cui punto di fusione a pressione normale è stato scelto come zero della scala termometrica centigrada. Il calore latente di fusione è di 79 kcal/kg circa. Le molecole d'acqua si dispongono nel ghiaccio secondo un reticolo cristallino a simmetria esagonale per effetto del legame di idrogeno che si manifesta tra l'ossigeno e l'idrogeno di due molecole contigue. La distanza media tra due molecole contigue è dell'ordine di 2,72·10­8cm. Sottoponendo il ghiaccio a pressione superiore a 2.000 atmosfere si possono ottenere diversi altri tipi di strutture caratterizzate da una densità relativa maggiore di uno.

Impianti. Il  ghiaccio viene fabbricato immergendo speciali stampi metallici a forma di solido parallelepipedo, pieni d'acqua potabile, in un bagno incongelabile, ad es. salamoia, raffreddato a temperatura di ­5 o ­7 ºC da un opportuno impianto refrigerante. I blocchi di ghiaccio ottenuti vengono quindi disposti in celle frigorifere, in attesa della distribuzione ai consumatori. Se si vuol ottenere ghiaccio trasparente, è necessario partire da acqua distillata che viene tenuta in agitazione durante il congelamento per evitare la formazione di bolle. È sempre più diffuso l'impiego di apparecchiature che preparano ghiaccio in pezzatura minuta per il raffreddamento delle bevande, dei vagoni frigoriferi, delle casse portabottiglie in corso di trasporto, ecc.

 

GLICERINA, o GLICEROLO

Trialcool di formula CH2OHCHOHCH2OH. La  glicerina venne ottenuta per la prima volta per idrolisi dei grassi da Scheele nel 1779. Chevreul ne riconobbe la natura alcoolica e la chiamò “glicerina” per il suo sapore dolce; successivamente Berthelot e Wurtz stabilirono la presenza di tre funzioni alcooliche. La glicerina è presente come estere degli acidi grassi nei grassi e negli oli animali e vegetali; si forma anche per fermentazione, infatti il vino ne contiene una piccola quantità. La glicerina è un liquido viscoso e incolore dal sapore dolciastro; ha densità 1,265. È miscibile con l'acqua e l'alcool; insolubile nell'etere, solubile nell'acetone. Solidifica a 17,9 ºC ma resta facilmente in soprafusione e perciò a 0 ºC solidifica solo dopo lungo tempo. Bolle a 290 ºC con decomposizione; scioglie lo iodio e gli alcali. È igroscopica. La glicerina può essere esterificata dagli acidi. L'estere trinitrico o nitroglicerina ha una grande importanza industriale. La glicerina è ottenuta industrialmente dalle sottoliscivie nel processo di saponificazione di sostanze grasse o per idrolisi delle stesse, mentre il tipo più pregiato si ricava come sottoprodotto dell'industria delle cere. Qualunque sia la sua provenienza, la glicerina viene dapprima concentrata e subisce un primo processo di purificazione, con asportazione degli acidi grassi residui accompagnati da impurezze organiche. Poi la glicerina subisce un'ulteriore purificazione: per semplice decolorazione si ottiene glicerina raffinata e per distillazione in corrente di vapore glicerina distillata. In petrolchimica si può ottenere sinteticamente la glicerina partendo dal propilene. Gli usi sono svariatissimi, dal campo della cosmetica a quello degli esplosivi, all'industria farmaceutica.

Utilizzo farmacologico. La  glicerina ha un'azione leggermente antisettica e lassativa, pertanto viene utilizzata come eccipiente in numerose preparazioni farmaceutiche, come supposte, ovuli, collutori (in cui si sfrutta specialmente la sua viscosità). Possiede anche un modesto potere edulcorante, per cui viene impiegata, in sostituzione dello sciroppo di zucchero, nelle preparazioni per diabetici. Il suo carattere igroscopico, infine, ne spiega la presenza in numerose pomate per la pelle, specialmente nel trattamento delle screpolature.

 

GLICINA, o GLICOCOLLA  

Nome dell'acido a- amminoacetico, di formula NH2CH2CO2H, il primo amminoacido isolato da Braconnot, nel 1820. La  glicocolla si può estrarre dalla canna da zucchero e si prepara industrialmente dall'acido cloroacetico:

ClCH2CO2H + 2NH3 D NH2CH2 CO2H + NH4Cl

È un solido cristallino, di sapore dolciastro solubile in acqua, che si decompone verso 235 ºC senza fondere. La glicocolla ha una grande importanza biologica essendo il precursore specifico di molti composti organici come la creatina, le purine, l'eme e i pigmenti biliari. In terapia è usata come diuretico e nel trattamento dell'ulcera gastrica. La soluzione di glicocolla viene usata per favorire la soluzione degli arsenobenzoli, dei quali facilita anche la tolleranza. Inoltre la glicocolla è consigliata nel trattamento delle miopatie.

 

GLICOGENO  

Polisaccaride di riserva dei tessuti animali ad alto peso molecolare, che per idrolisi fornisce glucosio. Il  glicogeno costituisce la tipica riserva di zuccheri dell'organismo animale, ed è presente soprattutto nel fegato (dove fu individuato per la prima volta da Claude Bernard), nei muscoli e nel rene. Il glicogeno ha l'aspetto di polvere biancastra, che forma con l'acqua soluzioni colloidali le quali in presenza di iodio assumono una colorazione rosso mogano, che scompare a caldo, mentre nella soluzione di destrina ciò non si verifica. Il glicogeno è costituito da molecole di glucosio unite da legami glucosidici che danno luogo a una struttura altamente ramificata. Sottoposto a idrolisi acida o enzimatica si scinde in maltosio e quindi in glucosio; questa scissione avviene nel fegato ogni volta che l'organismo richiede un'immissione di glucosio nel torrente circolatorio. Nel fegato avviene la formazione del glicogeno sia da glucosio sia da fonti non glucidiche.

 

GLICOL, o GLICOLE

Denominazione generica dei composti che contengono nella molecola due ossidrili alcoolici su due diversi atomi di carbonio. In particolare ci si riferisce al dialcool di formula CH2OHCH2OH. Il  glicol etilenico fu scoperto nel 1855 da Wurtz, che lo chiamò così perché lo si può considerare intermedio tra un trialcool, come la glicerina, e un alcool. È un liquido denso che bolle a 197,5 ºC, fonde a ­11,5 ºC. È miscibile con l'acqua e l'alcool ed è poco solubile in etere. È utilizzato come antigelo, come solvente e per la preparazione di polimeri sintetici (dacron); il suo estere dinitrico è un ottimo esplosivo. La sua produzione dalle miscele industriali di ossido di carbonio e idrogeno, dette gas di sintesi, riveste un notevole interesse industriale. Il processo più vantaggioso è stato sviluppato negli Stati Uniti dalla Chevron e prevede una prima reazione tra formaldeide, CH2O, ossido di carbonio, CO, e un alcool, ROH, in presenza di acido fluoridrico, HF, con pressioni di esercizio ridotte (10 atm.). La resa è del 95% in estere dell'acido glicolico.

 

GLOBULINA

Proteina ad alto peso molecolare che ha la caratteristica di essere precipitata da solfato di ammonio semisaturo in ambiente neutro. Le  globuline vengono distinte in pseudoglobuline, solubili in acqua pura, ed euglobuline, solubili solo in presenza di tracce di elettroliti. Hanno carattere di acido debole. Esempi di globuline sono il fibrinogeno e le sieroglobuline del plasma sanguigno, la lattoglobulina del latte, la miosina del muscolo. Le globuline svolgono un'azione importante in molti processi biologici, sia pure in forma coniugata: ad es. le g- globuline (gammaglobuline) costituiscono gli anticorpi e partecipano alle reazioni immunitarie. L'ultracentrifugazione e l'elettroforesi permettono di separare le globuline, per es., dal plasma. Si ottengono così più gruppi di globuline detti a, b, g, le cui proporzioni variano in diverse condizioni: per es. nella nefrosi lipoidea aumentano le alfa- e le betaglobuline, nella tubercolosi aumentano le alfa e le gamma; nei mielomi multipli ne aumentano soprattutto le gamma, ecc.

Farmacologia.  Per  le proprietà immunologiche, la g-globulina è impiegata, per via parenterale, nella prevenzione e nel trattamento di alcune malattie da virus, come la rosolia, il morbillo, la poliomielite, l'epatite virale, ecc.  

 

GLUTAMMICO, ACIDO

Amminoacido non essenziale, ma di grande importanza biologica, otticamente attivo, di formula HOCOCH2CH2CH(NH2)CO2H. L'acido  glutammico, particolarmente abbondante nel glutine, presente nella melassa delle barbabietole accanto all'acido aspartico e nei principali tessuti organici particolarmente nei muscoli e nel tessuto nervoso, è uno degli amminoacidi più diffusi in natura. È caratterizzato dalla presenza di due gruppi carbossilici e nelle cellule funge da trasportatore di ammoniaca; è il precursore di altri amminoacidi più complessi. Ha l'aspetto di cristalli bianchi, solubili in acqua. Si ottiene da alcuni sottoprodotti di trasformazione del frumento, del mais, della soia e della barbabietola da zucchero. L'acido glutammico viene usato in farmacologia ma è utilizzato soprattutto come aromatizzante per dadi per brodo (glutammato).

 

GLUTINE

Miscuglio di proteine presente nelle cariossidi dei cereali e nei semi di alcune leguminose. Il  glutine, isolato da J. B. Beccari nel 1728 dalla farina di frumento, si ottiene impastando la farina con poca acqua e sottoponendo l'impasto all'azione di un sottile getto d'acqua che ha la funzione di allontanare l'amido. Il glutine appare allora come una massa biancastra, elastica e appiccicosa che, dopo essiccamento, assume l'aspetto di polvere o scaglie giallastre e contiene proteine, idrati di carbonio (soprattutto amido), grassi e sali minerali. Trattando il glutine con alcool diluito, quindi neutralizzando il residuo con una soluzione diluita di idrossido di potassio, si separano le due frazioni componenti il glutine: la gliadina e la gluteina. Il glutine viene utilizzato soprattutto per alimenti per diabetici (pane, pasta, ecc.) ma serve anche per apprettare la carta e i tessuti nonché per confezionare capsule destinate a contenere medicinali, in quanto, al pari della cheratina, viene attaccato solo dai succhi intestinali.

 

GRAMMOATOMO

Grammoatomo di un elemento, quantità di un elemento, espressa in grammi, numericamente uguale al peso atomico. Secondo le regole della metrologia questa unità è da abbandonare, in quanto qualsiasi proprietà di una sostanza va misurata in riferimento alla mole. In questo caso l'espressione corretta è mole dell'elemento.

 

GRAMMOMOLECOLA

Quantità di un corpo semplice o composto, espressa in grammi, numericamente uguale al peso molecolare. Secondo le regole della metrologia questa unità è da abbandonare, in quanto qualsiasi proprietà di una sostanza va misurata in riferimento alla mole. In questo caso l'espressione corretta è semplicemente mole della sostanza considerata.

 

GOMMA  LACCA  

Resina di origine animale, secreta da un insetto, Laccifer lacca, che vive sui rami di alcune varietà di piante dell'India e dell'Indocina. La  gomma lacca è secreta, contemporaneamente a una materia colorante rossa, dalle femmine di Laccifer lacca che se ne servono per ricoprire le uova appena deposte sui rami, sui quali forma uno strato spesso da 3 a 8 mm. La raccolta viene fatta tagliando i piccoli rami (lacca in bastoni), o staccando lo strato di gomma che li ricopre (lacca in grani). La lacca così raccolta prima di essere messa in commercio viene di solito fusa con un po' di colofonia, poi filtrata e laminata; si ottiene così la lacca in scaglie o shellac. La gomma lacca è usata industrialmente per la produzione di vernici all'alcool, mastici, isolanti elettrici soggetti ad alte tensioni, ceralacche, ecc. Fino alla seconda guerra mondiale era molto usata nella fabbricazione di dischi fonografici, oggi è sostituita dalle resine viniliche. 

GOMMA NATURALE
La gomma naturale (NR) (Poliisoprene 1,4-cis) è il principale componente del lattice secreto da numerose specie vegetali (circa 300) che crescono in Paesi a clima tropicale. Tra tutte queste specie, quella che ha uno spiccato interesse ai fini dello sfruttamento industriale è la Hevea brasiliensis coltivata nella quasi totalità delle piantagioni. Il lattice viene estratto dalla pianta asportandone sottili strati di corteccia e raccolto in opportuni contenitori; successivamente il lattice viene concentrato e venduto come tale o trasformato in gomma solida mediante processi di coagulazione, separazione dal siero ed essiccamento.

GOMME
(v. ELASTOMERO)

GPL
Gas di petrolio liquefatto, formato da una miscela di propani e butani. Costituisce una delle frazioni presenti nei petroli leggeri o nei gas naturali "umidi".

GRF

Sigla di   growth hormone-releasing factor, fattore di rilascio dell'ormone della crescita. Peptide che controlla la secrezione dell'ormone della crescita. Il  GRF umano è un peptide di 44 amminoacidi la cui sequenza è identica al 90% a quella di vari altri mammiferi da cui è stato isolato. Il GRF è stato caratterizzato nel 1982, dopo purificazione a partire da tumori pancreatici. È un potente stimolatore della secrezione dell'ormone dell'accrescimento, ma sono riportati effetti anche sul sistema nervoso centrale, di cui regola parte dei circuiti deputati al comportamento, ed effetti iperglicemizzanti. Inoltre attraverso un meccanismo a feed-back molto breve, che agisce direttamente sul cervello, esso può regolare la sua stessa sintesi.

GRASSI, o LIPIDI
I lipidi sono sostanze biologiche insolubili in acqua, ma estraibili con etere o cloroformio. I grassi sono meno densi dell'acqua, lasciano sulla carta una macchia trasparente indelebile, sono insolubili in acqua, generalmente poco solubili in alcool; solubili in etere, benzene, cloroformio, tetracloruro e solfuro di carbonio, etere di petrolio. A seconda della loro temperatura di fusione si suddividono in: oli, che a temperatura ambiente sono liquidi; burri, grassi, seghi, solidi, più o meno consistenti, che fondono fra i 20 ºC e i 50 ºC; cere, dure, facilmente frantumabili, che fondono sopra i 60 ºC. Fatta eccezione per la maggior parte delle cere e per il grasso di lana (lanolina), i grassi sono costituiti da miscele di triesteri della glicerina (gliceridi) con acidi alifatici a catena lineare: questi possono essere solidi (palmitina, stearina, ecc.) o liquidi (oleina, linoleina, ecc.). Nei grassi predominano i primi, negli oli i secondi. Ai primi corrispondono acidi saturi, ai secondi acidi insaturi.I grassi possono essere scissi dagli acidi minerali in glicerina e acidi grassi; se si attua l'idrolisi in presenza di un alcali (saponificazione), si ottiene il sale alcalino dell'acido grasso, il ben noto sapone. Per lunga esposizione all'aria i grassi irrancidiscono: l'irrancidimento è dovuto a una parziale idrolisi accompagnata da ossidazione. Negli esseri viventi i grassi sembrano essere utilizzati come sostanze di riserva, a volte anche per sopperire a improvvise esigenze energetiche. I grassi o seghi ottenuti da mammiferi erbivori (es. bue) sono impiegati per usi alimentari o farmaceutici e per la fabbricazione di saponi e candele.

GUARANA

Nome brasiliano della Paullinia cupana e della droga che si ricava dai suoi semi torrefatti e macinati, usata come succedaneo del caffè e assai ricca di caffeina (3,7 ÷ 5%).

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