Cosa sono le SCIENZE NATURALI

Le Scienze Naturali è quella branca di conoscenza, le quale studia i fenomeni che si ritrovano in natura e lo analizzano con Metodo Scientifico costruendo, così, ipotesi e basi importanti per il futuro.

Anche la Chimica fa parte di questa grande branca del sapere. 

Chi studia le Scienze Naturali, ha il privilegio di raccogliere i propri dati dalla natura, riuscendo così a “rubare” i segreti più intimi della natura che ci circonda, trasformandoli in ipotesi e leggi scientifici  Questo avviene attraverso il Metodo Scientifico, che ha bisogno di molti confronti e di una comunità scientifica che, deve essere sempre dialogante tra loro, per poter confrontare con i risultati avvenuti all’interno di un laboratorio con gli altri. Costruendo così l’enorme castello di conoscenza scientifica ai quali oggi possiamo approdare.

Cosa sia il Metodo scientifico e su quali basi ci si approccia e quali sono le branche che appartengono alle Scienze Naturali saranno oggetto dei prossimi due post.

Lorenza Taiti

 

Chimica: il viaggio continua…

Aspetti di ciò che studia la chimica da dove proviene e altro in questo blog è già stato affrontato, ma oggi vogliamo approfondire la sua provenienza etimologica. 

MA anche un altro aspetto molto particolare. Ma la Chimica scienza naturale è possibile che faccia qualcosa contro natura. In questo caso cosa significa il termine natura?

Molti potranno pensare che questo articolo sia più filosofico, che scientifico, ma ciò non è proprio giusta questa affermazione e lo vredremo quando approfondiremo l’argomento.

La Chimica è una scienza annoverata tra le scienze naturali. Fino qui niente di nuovo (almeno credo). Studia la composizione della materia e anche il comportamento di questa. Anche se è molto stringato passatemi questo significato. Anche perchè in passato questo argomento è stato molto approfondito da me.

MA da dove proviene? Molti mi potranno dire dall’Alchimia e ciò è giusto infatti già Telemaco nel II Secolo Avanti Critsto iniziava i suoi studi più filosofici esoterici che realmente scientifiche. Ma questo ramo ebbe lunga vita.

Oggi la chimica è definita una scienza di base, ma anche una scienza che ha collegamenti con diverse sfere del sapere come Astronomia, Scienze dei materiali e molte altre.

Anche in ambito idustriale e tecnologico si denota un forte influsso dovuto alla chimica. Infatti molti comportamenti nell’uso dei materili nelle nuove tecnologie ha vengono indicati molto dalla CHimica perchè attraverso lo studio di questa disciplina si arriva a conoscere la caratterizzazione della struttura e anche le proprietà di un metallo.

Po importante è anche la Chimica nello studio della tecnologia.

Prossimamente approfondiremo cos’è la chimica organica, ma in modo particolare la Chimica dei polimeri che è molto importante per lo studio della polimerizzazione e le diverse sfaccettature.

Con ciò si rinizia il cammino culturale scientifico all’interno del saper scientifico.

La Chimica nell’industria è molto importante. Come vedremo. Certo i punti da approfondire sono tanti. Quindi il nostro viaggio rinizierà.

Lorenza Taiti

Cos’è un composto?

La defizione di un composto è: un composto è l’insieme di atomi. Quindi abbiamo dato una importante definizioni che ci rende più chiaro questo concetto. Gli atomi possono rappresentare la presenza o meglio il rapporto all’interno di un “miscuglio” la presenza di atomi al loro interno, che possono essere atomi di stessa natura o anche atomi differenti. Esempio H2O questo composto abbiamo in gioco 3 atomi di cui 2 della stessa natura, mentre uno di natura differente.

Dobbiamo anche specificare che la parola cpmposto e basta è troppo generico in chimica, quindi ora farò l’elenco dei principali tipi di composti esistenti in natura o anche in laboratorio così andando avanti nei tempi adeguati mi impegnarò a descrivere la loro natura: Composti Organici, CompostiInorganici, Composti Ionici, Acidi, Ossidi, Basi, Sali, Composti non Stechiometrici, Composti Cromatici.

Lorenza Taiti

Dalton e le equazioni chimiche

Prima di continuare il nostro viaggio nel mondo delle equazioni chimiche, dobbiamo fare un introduzione doverosa. Perché doverosa? Ciò si rende necessaria, perché la teoria delle equazioni chimiche è basata su una delle leggi già descritte, ma importante riportarle alla luce. Questa è la teoria di Dalton, conosciuta con il nome della: legge della conservazione degli atomi che introduce un concetto davvero importante per continuare il nostro viaggio nel mondo della chimica, il quale è: il concetto dell’atomo che si conserva immutato nel susseguirsi delle reazioni chimiche.

Di conseguenza, da ciò che abbiamo appena trascritto, possiamo concludere che i composti possono mutare, ma gli atomi in gioco restano sempre gli stessi. Concludendo così che la teoria di Dalton è alla base non soltanto delle equazioni chimiche, ma anche di tutta la chimica la quale si divide: nella parte pratica e nella teorica. Soltanto la chimica nucleare si distanzia da questo concetto. Ma ciò sarà approfondito in seguito.

Lorenza Taiti

Il bilanciamento delle equazioni chimiche

Come già detto le reazioni alla fine delle loro trasformazioni devono dare dei prodotti. Questi prodotti devono corrispondere allo stesso numero di atomi presenti in precedenza, quindi bisogna introdurre dei numeri che ci permettono di fare questa trasformazione descrittiva. Questi numeri che bisogna aggiungere per poter bilanciare le diverse equazioni chimiche, si definiscono “coefficienti.”

Presentando sempre lo stesso esempio di prima, abbiamo: C3H8 + O2 = CO2 + H2O. Però, come si può notare non è bilanciata. Quindi ora si procederà a bilanciarla: C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4 H2 O.

I numeri introdotti che si aggiungono, sono: 5,3,4 sono i coefficienti stechiometrici prima spiegati.

Ma come facciamo a sapere se l’equazione è stata bilanciata bene? Prima di tutto dobbiamo sapere che il numero di atomi di un dato elemento, deve essere uguale in entrambi le parti dell’equazione, quindi calcoliamo se il bilanciamento svolto è giusto.

Iniziamo: O2 dobbiamo moltiplicarlo per il numero di molecole previste nell’equazione con il coefficiente. Quindi si ha: 5×2=10 atomi di ossigeno tra i reagenti. Ora calcoliamo quanti atomi di ossigeno sono presenti tra i prodotti 3×2 + 4=10. Quindi per l’ossigeno abbiamo raggiunto il bilanciamento. Ora continuiamo con l’H. Tra i reagenti l’idrogeno ha 8 atomi ora controlliamo se anche tra i prodotti saranno uguali. 4×2=8. Anche per l’idrogeno abbiamo raggiunto il bilanciamento. Ora lo stesso procedimento lo faremo anche per il Carbonio. Tra i reagenti abbiamo 3 atomi di C, osserviamo tra i prodotti: 3×1=3. Anche qui è raggiunto il bilanciamento degli atomi, allora possiamo affermare che il bilanciamento effettuato è giusto!

Lorenza Taiti

L’equazione chimica

L’equazione è chimica è uno strumento grafico teorico, per descrivere ciò che avviene nel mondo chimico delle trasformazioni da una o più sostanze di partenza e quelle finali.

Per essere chimicamente più precisi, dobbiamo ricordare che le sostanze di partenza, in qualsiasi tipo di reazione, si chiamano reagenti e vengono scritte a sinistra, mentre i loro prodotti, cioè i risultati, che provengono dalle reazioni sono detti “prodotti di reazione” o semplicemente “prodotti” e vengono scritte a destra.

Per fare un esempio prendiamo quello già svolto in precedenza del propano.

Reagenti C3H8 + O2 = CO2 + H2O Prodotti.

Lorenza Taiti

Cos’è una reazione chimica?

La reazione è una trasformazione chimica, da uno stato ad un altro e da alcune sostanze in altre. Ad esempio una reazione di combustione può avvenire grazie l’aggiunta di ossigeno, durante il processo di combustione.

Uno degli esempi più tipici che si possono fare è la descrizione del processo del propano, con il metodo della combustione, al quale con l’aggiunta di ossigeno durante la sua combustione si trasforma in CO2, quindi in Diossido di Carbonio e in H2O. Ricordando che i reagenti in questo caso sono il Propano C3H8 e l’Ossigeno O2.

Lorenza Taiti

Dalton: la legge della conservazione degli atomi

Con questa legge si spiegava come indicare le reazioni chimiche che altro non sono, che la trasformazione in molecole in altre molecole. Quindi, la legge della conservazione di massa interpretata con la legge della conservazione degli atomi che è la teoria di Dalton, la quale dice che l’atomo si conserva intatto anche durante le trasformazioni e quindi, non ha cambiamenti durante la reazione nell’ambito del nucleo, questa affermazione è alla base delle reazioni chimiche, le quali vengono trascritte mediante le equazioni chimiche.

Queste equazioni chimiche vengono trascritte mediante simboli che rappresentano graficamente un atomo. Ad esempio: L’acqua: H2O è indicata con la presenza di 2 atomi di idrogeno che vengono indicata con il simboloH2 è il numero di atomi di idrogeno che formano la molecola d’acqua. L’ossigeno viene indicato con il simbolo O che indica che nell’acqua è presente anche un atomo di ossigeno. Quindi, per fare una molecola d’acqua abbiamo questa reazione chimica non bilanciata: H+O = H2O

Lorenza Taiti

Come si calcola il peso equivalente in un composto?

Per calcolare il peso equivalente in un composto si devono sommare i pesi equivalenti degli elementi presenti in un composto.

Avendo spiegato a parole questo metodo proseguiamo nella sua definizione matematica.

Prendiamo come esempio l’acqua: Il peso equivalente dell’ossigeno è uguale ad 8g mentre quello dell’idrogeno è 1g si ottiene così il peso equivalente del composto secondo quanto enunciato è:

pE(O) 8g+ pE(H) 1g= pE(H2O) 9g.

Per trovarne uno degli equivalenti avendo conosciuto gli altri si ha: CaO sappiamo che si hanno 35g di Ca e 14g di O sapendo che l’ossigeno ha come numero di equivalente 8 g dobbiamo trovare il numero di equivalente del Ca. Quindi si ottiene facendo una proporzione.

35g : 14g = x : 8g. il risultato è 20 g il peso combinatorio del Ca.

Ricordiamo che in chimica non si deve mai omettere le grandezze che vogliamo rappresentare.

Lorenza Taiti

Esempio: calcolo del peso molecolare dell’acqua

Il calcolo del peso molecolare serve per definire sperimentalmente diverse caratteristiche di una molecola.

Si calcola con una semplice addizione. Prendiamo un esempio semplice che può essere riportato a tutte le molecole e non solo.

L’acqua ha la sua molecola che è questa: H2O.

Per calcolare il peso molecolare il ragionamento è il seguente:

L’ossigeno è presente una sola volta in una molecola. Quindi si ha: 16 (arrotondando il 15,998 del peso atomico). Poi ci sono due atomi di idrogeno di conseguenza si ha: 1,008 x 2 = 2,016 che addizionato all’ossigeno si ha: 16uma + 2,016uma = 18,016 uma Peso molecolare dell’acqua

Lorenza Taiti

Che cos’è il peso equivalente?

Il peso equivalente denominato anche peso combinatorio, è quel peso che un composto ha per reagire con un grammo di idrogeno.

La sua importanza è data dal fatto che si calcola, la quantità necessaria in una reazione di un dato elemento.

Ogni atomo può avere più di un peso equivalente. E’ molto importante conoscere anche il peso combinatorio per gli elementi che non si legano all’Idrogeno. Infatti, è stato trovato anche per questi atomi un modo per identificarne la quantità, usando la metodo di metterli a confronto con altri elementi noti della tavola periodica.

Colui che sperimentò per primo questo tipo di calcolo fu J. Richter tra la fine del 1700 e gli inizi del 1800. Semplificando il suo pensiero possiamo affermare che: se due elementi hanno bisogno di un certo quantitativo per reagire tra loro la stessa quantità serve per entrare in reazione per un terzo elemento.

Ricordiamo che questo concetto è stato scoperto prima del calcolo del peso atomico.

Lorenza Taiti