La chimica di tutti i giorni, Susanna Brunello - Utem.it
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2011<br />
viaggio nella <strong>chimica</strong>
LA CHIMICA ORGANICA
I COMPOSTI ORGANICI<br />
HANNO COME ELEMENTO<br />
FONDAMENTALE IL<br />
CARBONIO
L’atomo <strong>di</strong> carbonio cost<strong>it</strong>uisce<br />
sostanze molto <strong>di</strong>verse
Il C è un atomo “me<strong>di</strong>ocre” ma<br />
molto versatile.<br />
• E’ <strong>di</strong> piccole <strong>di</strong>mensioni<br />
• Può formare 4 legami equivalenti tra loro<br />
• Forma facilmente legami con se stesso
I composti organici hanno<br />
uno scheletro carbonioso
I composti organici più semplici<br />
sono gli IDROCARBURI<br />
IDRO – idrogeno<br />
e<br />
CARBURO - carbonio
metano<br />
etano<br />
propano
ALCAN<br />
I<br />
Idrocarburi lineari<br />
ALCHENI ALCHINI
Idrocarburi ciclici - aromatici<br />
Benzene
Le caratteristiche dei composti<br />
<strong>di</strong>pendono anche dai GRUPPI <strong>di</strong><br />
atomi che sono un<strong>it</strong>i allo scheletro<br />
C<br />
Acido formico<br />
Gr. Acido
Gruppo alcolico<br />
Gr. metilico
Etanolo o alcol etilico
I composti organici biologici<br />
possono essere stu<strong>di</strong>ati<br />
esattamente allo stesso modo<br />
aminoacido
Catena proteica
I principali composti biologici sono<br />
molecole molto grosse<br />
Acido oleico<br />
C 18H 34O 2
Molti sono molecole enormi<br />
formate da molecole più piccole<br />
TRIGLICERIDI
CARBOIDRATI<br />
<strong>La</strong> molecola <strong>di</strong> base è il glucosio<br />
C 6H 12O 6
Due glucosi formano il maltosio
Molti glucosi un<strong>it</strong>i tra loro<br />
formano<br />
tre <strong>di</strong>versi composti<br />
AMIDO<br />
CELLULOSA<br />
GLICOGENO
CELLULOSA<br />
AMIDO
GLICOGENO
Tre fibre <strong>di</strong> cellulosa
Amido o cellulosa sono<br />
POLIMERI<br />
il glucosio è<br />
il MONOMERO
Un polimero è una molecola<br />
formata da un<strong>it</strong>à ripetute anche<br />
migliaia <strong>di</strong> volte.<br />
Può essere lineare o ramificato.<br />
Si produce per<br />
POLIMERIZZAZIONE
Polimeri naturali<br />
POLIMERI MONOMERI<br />
i trigliceri<strong>di</strong> ACIDI GRASSI e GLICEROLO<br />
le proteine AMINOACIDI<br />
Il DNA NUCLEOTIDI<br />
il caucciù<br />
ISOPRENE
Polimeri sintetici <strong>di</strong> origine<br />
industriale<br />
• le materie plastiche – PET – PVC<br />
• le gomme<br />
• le fibre tessili - nylon - rayon<br />
• I polimeri biocompatibili - PEG
Le molecole <strong>di</strong> partenza sono<br />
piccoli idrocarburi gassosi che<br />
derivano<br />
dalla raffinazione del petrolio
Lo stu<strong>di</strong>o e lo sfruttamento dei<br />
composti polimerici inizia nell’<br />
800 e va <strong>di</strong> pari passo con lo<br />
sviluppo dell’industria <strong>chimica</strong><br />
mon<strong>di</strong>ale
Inizialmente l’industria <strong>chimica</strong><br />
nacque dall’ingegno<br />
<strong>di</strong> scienziati - tecnici che<br />
<strong>di</strong>vennero impren<strong>di</strong>tori per<br />
sfruttare<br />
le loro scoperte.<br />
Ne sono esempi<br />
Nobel, Solvay, Liebig.
A partire dal primo ‘900 i chimici<br />
<strong>di</strong>vengono <strong>di</strong>pendenti delle<br />
industrie chimiche <strong>di</strong>rette da<br />
impren<strong>di</strong>tori.<br />
Questi hanno ora il potere <strong>di</strong><br />
orientare la ricerca e la<br />
produzione.
E’ questo il periodo<br />
dell’entusiasmo,<br />
della scoperta<br />
<strong>di</strong> nuovi materiali,<br />
della produzione<br />
<strong>di</strong> sostanze che<br />
rendono più sicura<br />
e piacevole la v<strong>it</strong>a<br />
dell’uomo.
.<br />
• 1839 - Charles Goodyear inventa la<br />
gomma vulcanizzata<br />
• 1846 - Shonbein scopre casualmente la<br />
n<strong>it</strong>rocellulosa<br />
• 1855 - Invenzione del ryon<br />
• 1860 - Invenzione della celluloide
• 1869 - D. Mendeleyev propone la sua<br />
tabella perio<strong>di</strong>ca<br />
• 1909 - Leo Baekeland presenta la<br />
bakel<strong>it</strong>e<br />
• 1924 - Ricercatori della Corning inventano<br />
il vetro Pyrex
• 1926 - Produzione del PVC<br />
• 1931 - Nieuwland e Carothers svililuppano<br />
la gomma neoprene<br />
• 1931 - Carothers sviluppa il nylon
• 1938 - Viene prodotto il Teflon<br />
• 1941 - Viene prodotto il poliuretano<br />
• 1953 - Karl Ziegler produce il polietilene<br />
• 1954 Giulio Natta produce il polipropilene
• 1973 - Viene sviluppato il Kevlar<br />
• 1982 - Per la prima volta viene<br />
impiantato in un corpo umano un cuore<br />
artificiale, cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>o principalmente <strong>di</strong><br />
poliuretano
<strong>La</strong> <strong>chimica</strong> <strong>it</strong>aliana
Giulio Natta<br />
Premio Nobel per la <strong>chimica</strong> nel 1963
Uno dei più geniali chimici del<br />
secolo aveva creato all’interno del<br />
Pol<strong>it</strong>ecnico <strong>di</strong> Milano una scuola<br />
che produsse centinaia <strong>di</strong> brevetti<br />
industriali.
Nel 1953 il chimico tedesco Ziegler<br />
aveva scoperto nuovi catalizzatori<br />
per produrre un polimero partendo<br />
dall’etilene.<br />
I catalizzatori sono sostanze che rendono<br />
possibile una reazione <strong>chimica</strong>.
Il polietilene è oggi una delle<br />
plastiche più leggere usata per<br />
le bottiglie e le pellicole<br />
alimentari
Nel 1954 Natta riuscì ad ottenere<br />
i primi polimeri con struttura<br />
tri<strong>di</strong>mensionale or<strong>di</strong>nata<br />
partendo dal propilene, un composto<br />
facilmente ottenibile e a buon mercato
Nel 1957 la Montecatini iniziò<br />
la produzione del PP con il<br />
nome<br />
<strong>di</strong> MOPLEN
Oggi i prodotti <strong>di</strong> PP sono<br />
moltissimi
L’opera <strong>di</strong> Natta e Ziegler<br />
fu fondamentale per lo sviluppo<br />
<strong>di</strong> nuovi polimeri a struttura<br />
tri<strong>di</strong>mensionale.
Le materie plastiche hanno avuto<br />
un incre<strong>di</strong>bile successo perché<br />
dotate <strong>di</strong> molte caratteristiche<br />
pos<strong>it</strong>ive:<br />
leggerezza, potere isolante termico<br />
acustico ed elettrico, buona<br />
resistenza a trazione, ottima<br />
resistenza <strong>chimica</strong>, resistenza agli<br />
agenti atmosferici
Esse però per la maggior parte<br />
sono infiammabili,<br />
alcune liberano gas tossici,<br />
sono poco rigide,<br />
non sono biodegradabili,<br />
tendono a deteriorarsi con la luce
Nella prima metà del ‘900 in Italia<br />
e nel mondo la <strong>chimica</strong> è<br />
la scienza del futuro per<br />
l’opinione pubblica.<br />
C’è ancora grande fiducia<br />
nelle possibil<strong>it</strong>à <strong>di</strong> questa<br />
<strong>di</strong>sciplina.
Solo agli inizi degli anni ‘70<br />
inizia una <strong>di</strong>fficile presa <strong>di</strong><br />
coscienza<br />
dei costi ambientali e sociali<br />
<strong>di</strong> due secoli <strong>di</strong> sviluppo tecnico<br />
e <strong>di</strong> cresc<strong>it</strong>a produttiva.
Nel 1962 venne pubblicato<br />
“Silent Spring” <strong>di</strong> Rachel Carson,<br />
una naturalista americana.
Il libro de<strong>di</strong>cato ai danni<br />
dei pestici<strong>di</strong> susc<strong>it</strong>ò<br />
un'ampia ondata<br />
emozionale, amplificata<br />
dalla biografia mil<strong>it</strong>ante<br />
dell'autrice e dalla sua<br />
morte per cancro,<br />
avvenuta a 57 anni<br />
nel 1964
Quasi contemporaneamente si<br />
apriva il caso “ agente arancio”, il<br />
defogliante usato dall’eserc<strong>it</strong>o USA<br />
in Vietnam.<br />
In 5 anni ne furono riversate 80.000<br />
t
L’opinione pubblica mon<strong>di</strong>ale<br />
fu molto colp<strong>it</strong>a dai danni<br />
provocati ai mil<strong>it</strong>ari americani<br />
e in segu<strong>it</strong>o alla popolazione<br />
vietnam<strong>it</strong>a.
In Italia nel 1976 si verifica il<br />
grave incidente della ICMESA <strong>di</strong><br />
Seveso.
Alcuni chilogrammi <strong>di</strong><br />
DIOSSINA furono <strong>di</strong>spersi in<br />
una nuvola che colpì <strong>di</strong>versi<br />
Gli ab<strong>it</strong>anti della<br />
zona furono<br />
evacuati solo<br />
12 <strong>giorni</strong><br />
dopo l’incidente.<br />
comuni.
Centinaia furono gli intossicati<br />
3000 animali morirono<br />
70000 furono macellati per<br />
precauzione<br />
decine <strong>di</strong> case furono demol<strong>it</strong>e
Le <strong>di</strong>ossine in dosi massicce<br />
provocano il cloracne.
Si accumulano facilmente nella catena<br />
alimentare e, a lungo termine,<br />
provocano <strong>di</strong>abete, malformazioni<br />
fetali,<br />
alterazioni dell’equilibrio ormonale,<br />
danni al fegato e al sistema nervoso, …
Ben più grave fu il <strong>di</strong>sastro<br />
<strong>di</strong> Bhopal in In<strong>di</strong>a nello<br />
stabilimento della Union<br />
Carbide, che produceva<br />
Isocianato <strong>di</strong> metile, un<br />
pesticida agricolo.
Lo stabilimento era in fase<br />
<strong>di</strong> <strong>di</strong>smissione e vi lavorava solo<br />
personale non specializzato.<br />
Nella notte del 2 <strong>di</strong>cembre 1982<br />
42 tonnellate <strong>di</strong> veleno si<br />
sprigionarono sulla c<strong>it</strong>tà.
3000 persone morirono sub<strong>it</strong>o,<br />
7000 entro la prima settimana.<br />
Oggi si stimano complessivamente<br />
25000 morti e 60000 invali<strong>di</strong>.
<strong>La</strong> Union Carbide non ha mai<br />
rivelato l’esatta composizione<br />
della nube tossica, impedendo<br />
un pronto trattamento<br />
dell’intossicazione.<br />
Il governo in<strong>di</strong>ano è stato<br />
risarc<strong>it</strong>o per 470 milioni <strong>di</strong> dollari<br />
persi, in gran parte, per spese<br />
legali.
Tuttora la c<strong>it</strong>tà e lo stabilimento<br />
non sono stati bonificati.
Questi e altri fatti terribili hanno<br />
smosso l’opinione pubblica, i<br />
governi e anche i responsabili<br />
delle più importanti industrie<br />
chimiche.
Nel 1985 le industrie hanno<br />
lanciato il programma Responsible<br />
Care, riguardante la Sicurezza e<br />
salute dei <strong>di</strong>pendenti e la<br />
protezione ambientale.<br />
In Italia vi aderiscono<br />
170 industrie
In Europa dal 1982 è in vigore<br />
la “Direttiva Seveso” per il<br />
controllo degli impianti chimici<br />
pericolosi.
Oggi nei confronti della <strong>chimica</strong><br />
c’è una grande <strong>di</strong>ffidenza.<br />
L’opinione pubblica esprime<br />
timore, <strong>di</strong>sprezzo e aggressiv<strong>it</strong>à<br />
verso tutto ciò che è chimico.
Possiamo permetterci<br />
<strong>di</strong> ignorare lo sviluppo<br />
delle conoscenze<br />
chimiche?
1 - I benefici derivanti dall’uso <strong>di</strong><br />
prodotti chimici per la nostra<br />
società sono incommensurabili<br />
2 - Gli interventi <strong>di</strong> risanamento del<br />
pianeta richiedono conoscenze<br />
chimiche
3 - Lo sviluppo delle<br />
conoscenze chimiche ha<br />
segu<strong>it</strong>o una <strong>di</strong>rezione precisa:<br />
dall’inorganico all’organico e al<br />
biologico.<br />
Dalla sost<strong>it</strong>uzione <strong>di</strong> prodotti per<br />
l’industria a quella <strong>di</strong> parti del<br />
nostro corpo.
Oggi duplicazione e sost<strong>it</strong>uzione<br />
si rivolgono al mondo vivente.<br />
E’ un terr<strong>it</strong>orio eticamente<br />
troppo<br />
“cr<strong>it</strong>ico” perché non richieda una<br />
riflessione con<strong>di</strong>visa e sistemi <strong>di</strong><br />
controllo efficaci.
“Vincere la materia è<br />
comprenderla, e comprendere<br />
la materia è necessario per<br />
comprendere l'universo<br />
e noi stessi ”<br />
P. Levi – “Il sistema perio<strong>di</strong>co”
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