Urto efficace

Un alunno mi ha chiesto ulteriori delucidazioni sulle reazioni fotochimiche mostrate nel post in cui parlavo di Giacomo Ciamician. La particolarità di queste sintesi è quella di avvenire in condizioni blande, ad esempio a temperatura ambiente e senza la modifica del pH dell’ambiente di reazione. Sappiamo infatti che l’idrolisi può essere acida o basica, ma la trasformazione del cicloesanone in acido esanoico (prima reazione) non richiede aggiunta di acidi o basi ma principalmente ambiente acquoso e un opportuno irraggiamento (oltre che una serie di accorgimenti oggetto di trattazioni più specialistiche); allo stesso modo la condensazione di propanone e metanolo (seconda reazione) è un esempio di formazione del legame carbonio-carbonio paragonabile alla condensazione alcolica, ma a differenza di quest’ultima si ottiene in condizioni neutre, senza dover aggiungere una base. Il prodotto ottenuto è un diolo, precisamente il 2-metil-1,2 propandiolo. Sappiamo che i dioli sono composti molto versatili in quanto possono essere utilizzati per trasformarsi in numerosi altri composti. Altrimenti l’irraggiamento dei chetoni può portare a una reazione di disproporzione (la terza), nella quale si forma un 1,4-dichetone. I dichetoni sono composti niente affatto facili da ottenere, molto ambiti in quanto utilissimi come intermedi per la sintesi di aromatici o eterocicli come il pirrolo, composto la cui chimica è stata studiata da Ciamician in modo molto approfondito . Sappiamo inoltre dalla chimica organica che ossidare un’aldeide è molto più semplice che ossidare un chetone: quest’ultimo richiede l’utilizzo di un potente ossidante, come ad esempio il permanganato di potassio e drastiche condizioni termiche (l’aldeide al contrario si ossida spesso spontaneamente, come abbiamo visto nel caso della redox del palloncino nel passaggio istantaneo da aldeide acetica ad acido acetico). In condizioni fotochimiche persino i chetoni sono ossidati in condizioni blande; ciò è vantaggioso non solo perchè si evita un reagente aggressivo, ma anche perchè permette di controllare quale prodotto si formi monitorando o cambiando di volta in volta le condizioni. Altro caso di ossidazione fotochimica è quella dello stilbene (1,2-difeniletene) che viene trasformato in benzaldeide (quarta reazione).

In generale possiamo dire che aveva anticipato i principi della Green Chemistry indicando la via fotochimica per realizzare reazioni:

- svolte in condizioni blande;

- senza reagenti aggressivi

- con quantità limitate di reagenti migliorando la cosiddetta atom economy, cioè la frazione di tutti i reagenti usati che è poi effettivamente incorporata nei prodotti;

- che usino il più possibile fonti energetiche rinnovabili come la luce solare, disponibile illimitatamente e gratuita;

- che avvengano con un uso minimo dell’energia nel caso questa provenga da fonti non rinnovabili.

Ciamician era davvero in anticipo con i tempi, se pensiamo che i 12 principi della Green Chemistry sono stati formulati circa novant’anni dopo che lui aveva esplicitato le ragioni per le quali passare ad una chimica diversa era divenuto quasi un imperativo. L’invito di Ciamician fu lasciato cadere nel vuoto per poi essere riconsiderato quasi un secolo dopo, confermando lo straordinario spirito innovativo di questo scienziato.

P.S.: a pag. 11 dell’ultimo numero di Linx Magazine potete leggere l’intervista di Valentina Murelli a James Barber, straordinaria figura di scienziato che sta studiando il modo di realizzare la fotosintesi artificiale (di cui ho già parlato in questo post).

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E’ piacevole svolgere all’aria aperta un compito che solitamente si esegue al chiuso. Pensiamo ad una lezione: all’arrivo dei primi caldi qualche docente può eccezionalmente trasferirsi con la classe in cortile; magicamente alla luce del sole la spiegazione diventa meno ostica, le parole assumono un altro suono. Liberata dalla costrizione delle quattro mura dell’aula, è come se la mente si librasse in alto con più naturalezza. Giacomo Ciamician ha fatto di più: ha trasferito in terrazza un intero laboratorio chimico. Nato a Trieste nel 1857 da una famiglia di origini armene, Ciamician svolse gli studi universitari a Vienna. Desideroso di ritornare in Italia, si impegnò per raggiungere il gruppo di chimici del grande Stanislao Cannizzaro, come dimostra la lettera ricevuta da quest’ultimo da un professore austriaco che esaltava le qualità del giovane triestino:

Tra gli allievi del mio collega prof. Barth c’è un giovane di Trieste, Ciamician, il quale si considera italiano e desidera far la sua carriera scientifica in Italia. Egli mi pare molto intelligente ed abile, si è occupato tanto di chimica organica quanto di studi chimico-spettroscopici, ed ha pubblicato una serie di lavori che certamente fanno molto onore ad un giovane di 22 anni.

Dunque il giovane chimico aveva approfondito lo studio dei composti organici e della spettroscopia, connubio che lo portò a fondare la fotochimica, il cui oggetto di studio è l’influsso e l’utilizzo della radiazione nelle reazioni chimiche. Essendo il Sole il maggior dispensatore di radiazione abbondante e gratuita, Ciamician cominciò a indagare in che modo la luce solare potesse promuovere particolari reazioni, ragione per cui attrezzò un laboratorio sui tetti:

Un allievo di Ciamician, Giuseppe Bruni, racconta:

Chi in quel periodo ha visto il Professor Ciamician sul terrazzo del suo laboratorio, fra le sue selve di tubi di vetro chiusi, contenenti le più svariate sostanze e miscele esposte alla luce e lo ha udito parlare dei suoi risultati e dei suoi progetti, può dire quale entusiasmo lo animasse. Ma solo chi vi ha assistito da vicino ha un’idea qual somma di lavoro, quale instancabile pazienza, e quale insuperabile abilità sperimentale, quale meraviglioso fiuto (al proprio e al figurato) fosse necessario per  [...] isolare e caratterizzare i vari prodotti di così complesse reazioni.

Giuseppe Bruni, autore di un celebre trattato su cui si sono formati tantissimi chimici, fu uno dei numerosi allievi che raccolsero l’eredità di Ciamician. Un altro allievo è Riccardo Ciusa, che ho ricordato poco tempo fa in Puglia, dovendo parlare di alcuni chimici pugliesi celebri già citati in questo blog. In questa foto sono ritratti insieme Giacomo Ciamician e Riccardo Ciusa durante una lezione accompagnata da dimostrazioni pratiche:

L’interesse dello scienziato per la luce solare nacque da quello per le piante. Mentre la maggior parte delle reazioni di laboratorio necessitano di temperature elevate, determinati valori di pH ed altre particolari condizioni, le piante dalle piccole tracce di acido carbonico che offre loro l’aria, dalle piccole quantità di sali che esse sottraggono al terreno, dall’acqua ovunque presente, e per mezzo della luce riescono a preparare con apparente facilità tante svariate sostanze che noi a stento riusciamo a riprodurre. Sappiamo infatti che i vegetali, a differenza degli organismi animali, non hanno la necessità di muoversi per procurarsi il nutrimento, essendo capaci di sintetizzare una grande varietà di composti a partire da semplici sostanze chimiche. La nostra vita dipende dalla quantità e qualità del cibo ingerito: è il prezzo da pagare per l’altissimo grado di specializzazione raggiunto dai nostri organi. E’ stato una specie di baratto: siamo diventati schiavi della ricerca di cibo per ottenere un grado di evoluzione superiore  a quello di qualsiasi altro organismo; la nostra biochimica è talmente complessa da non lasciare spazio alla possibilità di ottenere il composito carburante di cui necessitiamo da poche sostanze coadiuvate dalla luce del sole. Questa particolare autosufficienza delle piante rende lo studio della biochimica vegetale particolarmente promettente per eventuali applicazioni alla fotochimica di laboratorio, e Ciamician fu il primo a intuirlo con stupefacente lucidità.

Terminati gli studi a Vienna Ciamician ottenne una sede italiana (mi viene spontaneo pensare ai tanti nostri talenti che invece non riescono a tornare dopo anni di ricerca all’estero …): dopo alcuni anni trascorsi a Roma e Padova si stabilì definitivamente a Bologna, scelta motivata da particolari interessi “scientifici” che confidò anni dopo all’allievo Bruni:

Si figuri che la ragione che mi spinse più di tutte fu che a Bologna c’era la Società del Quartetto e che vi si poteva sentire più buona musica che in ogni altra città d’Italia; ma non mi attentai a dirlo a nessuno per non farmi canzonare, e diedi l’altra ragione di cui in realtà m’importava poco.

Ovviamente “l’altra ragione” era legata all’attività di ricerca … ma lo scienziato nutriva anche altri interessi, e non solo musicali. Vi includerei anche la poesia, poesia in prosa. Leggendo gli scritti di Ciamician si ha infatti la sensazione di trovarsi di fronte ad uno scienziato visionario, capace di conferire un’aura poetica ed un grande potere immaginifico alle ricerche di cui si occupava. Un esempio? Nel corso di una conferenza avvenuta in un’epoca anteriore a quella del petrolio (La fotochimica del futuro, 1912), lo scienziato cominciò con il prefigurare l’esaurimento del carbon fossile, “sorgente precipua di forza e di ricchezza” di cui l’uomo si è servito con “crescente avidità e spensierata prodigalità per la conquista del mondo”; in seguito comunicò che, secondo i suoi studi “la quantità di energia solare che arrivava annualmente in un piccolo territorio tropicale che abbia una superficie grande come quella del Lazio equivale alla produzione annuale mondiale di carbon fossile”. Detto questo, Ciamician diede libero sfogo alle sue visioni immaginando nei territori desertici grandi oasi di vetro al cui interno sofisticati meccanismi immagazzinano e sfruttano l’energia del sole:

Sull’arido suolo sorgeranno colonie industriali senza fuliggine e senza camini: selve di tubi di vetro e serre di ogni dimensione – camere di vetro – s’innalzeranno al Sole ed in questi apparecchi trasparenti si compiranno quei processi fotochimici di cui fino allora le piante avevano il segreto ed il privilegio, ma che l’industria umana avrà saputo carpire: essa saprà farli ben altrimenti fruttare, perché la natura non ha fretta mentre l’umanità è frettolosa. E se giungerà in un lontano avvenire il momento in cui il carbone fossile sarà esaurito, non per questo la civiltà avrà fine: ché la vita  e la civiltà dureranno finché splende il Sole! E se anche alla civiltà del carbone, nera e nervosa dell’epoca nostra, dovesse far seguito quella forse più tranquilla dell’energia solare, non ne verrebbe un gran male per il progresso e la felicità umana.

Probabilmente se allora qualche romanziere si fosse interessato di fotochimica ne avrebbe tratto un racconto alla Jules Verne. Oggi quelle visioni sono molto vicine alla realtà: pensiamo ai pannelli fotovoltaici, di cui finalmente anche le scuole si stanno dotando, come ci racconta la prof.ssa Magni nel suo post.

In classe

I numerosi esperimenti di Giacomo Ciamician gli permisero di scoprire un gran numero di reazioni. Un insegnante di chimica organica può proporne alcune, tra le quali le quattro elencate di seguito, rispettivamente di idrolisi, condensazione, disproporzione, ossidazione:

Dopo aver identificato le famiglie di appartenenza delle molecole coinvolte riportandone i nomi, è interessante ricercare le condizioni di reazione per ottenere gli stessi prodotti per via non fotochimica: si constata facilmente che solo l’opportuno intervento della luce rende possibile l’ottenimento degli stessi prodotti in condizioni blande. Ancora più interessante è valutare l’utilità dei composti ottenuti, e di conseguenza l’interesse a sintetizzarli in grande quantità con processi poco dispendiosi.

In laboratorio

Una tipica reazione catalizzata dalla luce è l’ossidoriduzione reversibile della tionina, un composto organico che può esistere in due forme, una ossidata di colore porpora e una ridotta incolore. Quando un agente riducente come lo ione ferroso è aggiunto ad una soluzione acida di tionina, questa molecola accetta due atomi di idrogeno riducendosi nella forma incolore (in chimica organica nella maggioranza dei casi la riduzione di una molecola si realizza tramite aumento del numero di idrogeni legati ad uno o più atomi in essa contenuti, mentre l’ossidazione si realizza tramite aumento del numero di ossigeni). La decolorazione della soluzione di tionina avviene solo in presenza di una intensa sorgente di luce. La reazione della tionina è la seguente:

Materiale occorrente: solfato di ferro (II) eptaidrato, FeSO4 . 7H2O – acido solforico 95%, H2SO4 – soluzione di tionina – lampada o luce solare diretta

Procedimento

In un becher si prepara una soluzione 0,001 M di tionina sciogliendone 0,023 g in 100 ml di acqua distillata, ottenendo un colore porpora. A 5 ml di tale soluzione si aggiungono 250 ml di acqua e 5 ml di acido solforico 3 M (preparato aggiungendo 10 ml di acqua a 1,7 ml di acido solforico al 95%). Infine si aggiungono 0,4 g di solfato di ferro eptaidrato e si agita fino a completa dissoluzione del sale. Si pone il becher sotto la luce di una lampada o alla luce diretta del sole: dopo pochi secondi si osserva la decolorazione della soluzione. Spegnendo la lampada ricompare il colore porpora.

Domande&Riposte:

Una volta conclusa l’esperienza è utile porre le seguenti domande (in verde le risposte):

1. Nella reazione considerata si ha conversione tra due particolari forme di energia: quali? L’energia luminosa è convertita in energia chimica.

2. Da quale osservazione si deduce che la reazione è reversibile? Dal fatto che rimuovendo la sorgente di luce la soluzione riassume il colore porpora.

3. Qual è l’agente ossidante e qual è il riducente? Nella reazione diretta l’agente ossidante è la tionina (che si riduce), mentre lo ione ferroso è l’agente riducente (che si ossida a ione ferrico); nella reazione inversa la tioninaH2+ agisce da riducente, lo ione ferrico da ossidante.

4. Quali atomi variano il proprio numero di ossidazione? Il numero di ossidazione del ferro passa da + 2 a + 3 (e viceversa). Nella tionina due dei tre atomi di azoto (quelli che si legano agli idrogeni nel prodotto della reazione diretta) variano il numero di ossidazione: uno dei due, dapprima legato a due carboni con un legame singolo e uno doppio, risulta poi legato a due carboni e un idrogeno con tre legami singoli; il numero di ossidazione dell’azoto subisce una riduzione in quanto subentra il legame con l’idrogeno, meno elettronegativo del carbonio. L’altro azoto, dapprima legato a un carbonio con legame doppio e a due idrogeni con legame singolo, nella forma ridotta è legato al carbonio e a tre idrogeni con quattro legami singoli; il numero di ossidazione dell’azoto diminuisce a causa del legame con un ulteriore idrogeno.

5. Perché la tionina è una molecola carica? Un atomo di azoto di valenza 3 è legato, sia nella forma ossidata sia nella forma ridotta della tionina, con quattro legami (tutti singoli nella forma ridotta, uno doppio e due singoli nella forma ossidata). Questa situazione conferisce all’atomo di azoto una carica formale pari a + 1, in quanto esso viene privato della coppia solitaria presente nella situazione elettricamente neutra.

Risorse

Le citazioni sono riportate negli atti del convegno storico-scientifico in occasione dei 150 anni dalla nascita di Ciamician (Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician” dell’Università di Bologna, 16-18 settembre 2007): Ciamician – Profeta dell’energia solare, a cura di Margherita Venturi. Tra gli atti troviamo quello del prof. Marco Taddia (Ciamician, un chimico di vario sapere) e quello dei proff. Vincenzo Balzani, Maria Teresa Gandolfi, Margherita Venturi (Energia: la profezia di Giacomo Ciamician, le difficoltà del presente, le speranze per il futuro). Il primo è particolarmente utile per ricostruire il tempo nel quale lo scienziato è vissuto, mentre il secondo opera una proiezione del suo pensiero e delle sue ricerche nel futuro, evidenziando come alcune delle profezie di Ciamician si siano già avverate.

Approfondimenti

Energia solare, fra scienza ed etica – del prof. Luigi Cerruti

Sono nipote di Ciamician anch’io – del prof. Giorgio Nebbia

Prophet of Solar Energy: A Retrospective View of Giacomo Luigi Ciamician (1857–1922), the Founder of Green Chemistry, on the 150th Anniversary of His Birth – di Giorgio Nebbia e George B. Kauffman (Chem. Educator 2007, 12, 362–369)

L’esempio di Giacomo Ciamician, articolo di Marco Taddia segnalatomi da Il dentista di provincia in un commento al precedente post.

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Il saggio alla perla di borace è stato eseguito, ma nessuna traccia di blu nella fiamma. Dunque non c’è cobalto. Meglio così … anche se, come dice Paoloalbert, quella degli antociani estratti dal cavolo sembra una spiegazione ad usum populi, invitandomi a considerare la possibilità che si tratti di un altro pigmento: la cuproftalocianina, la cui formula di struttura è mostrata a lato. Paoloalbert scrive: “La Cuproftalocianina si presenta come una polvere di un bel blù-violaceo profondo; è del tutto insolubile in acqua ma in essa vi si disperde facilmente come fosse solubile, con colore blù o azzurro se molto diluita. La Cuproftalocianina è un pigmento di grandissimo potere colorante e si attacca tenacemente a tutto quello con cui viene in contatto, perfino il vetro dei becker. Ftalocianine laser-sensibili vengono usate come materiale sensibile nei CD/DVD perchè devono garantire stabilità per molti anni. Clorurando profondamente la molecola (in totale 16 atomi di cloro negli anelli benzenici) si ottiene il verde ftalocianina, mentre altre ftalocianine si ottengono sostituendo il rame con altri metalli di transizione”. Vi invito a visitare il suo blog per i dettagli sulla sintesi, comprese le foto del pigmento ottenuto. Purtroppo nel laboratorio di scuola proprio non saprei come verificare se di ftalocianine si tratta …al mio collega sembra strano che le solubilissime antocianine, pur essendo nelle maglie di una struttura vetrosa, non colorino neppure pallidamente l’acqua nella quale abbiamo immerso i cristalli triturati molto finemente, neanche ad alte temperature! Effettivamente viene da pensare alle resistenti ftalocianine: non a caso queste sono usate per colorare di blue jeans; e quelli di qualità, lo sappiamo bene, non stingono se non dopo numerosi lavaggi. Le numerose modifiche che possono essere apportate alla struttura delle ftalocianine (cambiando il metallo centrale o inserendo sostituenti sugli anelli aromatici) consentono di ottenere numerosi pigmenti di varie tonalità del blu e del verde; questo presuppone interazioni con alcune componenti della luce solare che permettono di assorbirne parte dell’energia, ottenendo in risposta una relativa emissione energetica nel campo del visibile.

Una curiosa somiglianza

Esaminiamo ora la molecola a destra: come vedete la struttura è simile a quella delle ftalocianine; infatti impartisce un colore verde, il colore della natura per eccellenza, dalle grandi foreste alle “erbacce” di città che gli studenti della collega prof.ssa Scapellato hanno fotografato. A differenza delle ftalocianine si tratta di una molecola naturale: è infatti la clorofilla, precisamente uno dei possibili tipi, la clorofilla c1. Come vedete la molecola ha una struttura ad anello al centro del quale c’è un atomo di magnesio, che ha la funzione di mantenere la struttura rigida per evitare che l’energia solare si disperda sotto forma di calore prima che possa essere utilizzata per la fotosintesi. Sappiamo bene che le clorofille immagazzinano e utilizzano l’energia solare, anche se le complesse reazioni alla base della fotosintesi non sono state del tutto chiarite. Tuttavia quello che i ricercatori sanno sul processo fotosintetico ha consentito di utilizzare molecole simili alla clorofilla nello stoccaggio dell’energia solare: alla luce della somiglianza con le clorofille, non stupisce che le ftalocianine possano trovare impiego nei pannelli solari. Secondo uno studio della Cornell University pubblicato sulla rivista Nature Chemistry le molecole normalmente impiegate nei blue jeans e negli inchiostri colorati delle penne biro contribuirebbero ad abbattere i costi del fotovoltaico e renderlo ancora più economico, contribuendo alla creazione di celle solari flessibili e più economiche. I chimici che hanno condotto lo studio sono William Dichtel e Eric L. Spitler. Entrambi si occupano di chimica supramolecolare allo scopo di assemblare materiali nanostrutturati, come potete leggere nella breve panoramica delle tematiche di ricerca riportata sulla pagina del prof. Dichtel.

La fotosintesi in breve

Molti altri ricercatori cercano di imitare i processi naturali allo scopo di ottenere energia; ovviamente lo studio della fotosintesi è altamente promettente da questo punto di vista. In cosa consiste la fotosintesi in breve? Il processo della fotosintesi clorofilliana è costituito da un insieme di reazioni chimiche con le quali le piante verdi producono ossigeno e particolari sostanze chiamate carboidrati, principalmente glucosio, utilizzato da animali e piante come fonte di energia. Ossigeno e carboidrati sono prodotti a partire da anidride carbonica e acqua con l’aiuto della luce solare “catturata” da molecole di clorofilla, un pigmento presente nelle cellule vegetali. Il processo fotosintetico può essere schematizzato nel modo seguente:

Come abbiamo già detto, il complesso meccanismo della fotosintesi non è ancora completamente noto. Possiamo però descriverne sinteticamente i primi stadi:

1. La luce viene assorbita da un sistema organizzato di molecole di clorofilla, che acquistano energia.

2. L’energia viene trasferita all’interno del sistema molecolare organizzato e convogliata, come in un’antenna, in un sito specifico detto “centro di reazione”.

3. In questo sito l’energia viene utilizzata in tempi estremamente brevi (dell’ordine del picosecondo, 10-12 s).

4. Il processo continua con una serie incredibilmente complessa di reazioni che portano ai prodotti del mondo vegetale.

La fotosintesi artificiale

La quantità di energia solare catturata dalla fotosintesi è immensa, pari a circa sei volte l’attuale consumo energetico mondiale. Questo ha indotto gli scienziati a interrogarsi sulla possibilità di utilizzare l’energia solare per realizzare una fotosintesi artificiale, tramite la quale produrre combustibili. Come nella fotosintesi naturale, le reazioni chimiche di un analogo processo artificiale devono essere perfettamente organizzate:

- nello spazio (occorre rispettare le distanze fra molecola e molecola);

- nel tempo (alcune reazioni devono essere più veloci di altre ed avvenire in tempi brevissimi);

- nell’utilizzo dell’energia (ogni stadio deve utilizzare una determinata porzione dell’energia fornita dalla luce solare).

Partendo da queste considerazioni, gli scienziati stanno puntando a realizzare processi di fotosintesi artificiale per vari scopi, ad esempio per realizzare una reazione di decomposizione fotochimica dell’acqua in idrogeno e ossigeno:

Questo processo permetterebbe di “iniettare” energia sotto forma di luce solare nell’acqua, molecola abbondantissima sulla Terra, per ottenere idrogeno (combustibile) e ossigeno (comburente) senza produrre inquinamento chimico. Per raggiungere l’obiettivo i chimici sono al lavoro per sintetizzare molecole simili alla clorofilla naturale (come le ftalocianine) e particolari catalizzatori. In questo modo sarà possibile realizzare reazioni che procedono secondo determinati criteri in termini di spazio, tempo, energia. L’idrogeno e l’ossigeno prodotti potrebbero quindi sopperire alle fonti energetiche in via di esaurimento come i combustibili fossili.

Per approfondire:

In occasione dell’Anno Internazionale della Chimica, l’Università di Torino ha dedicato alcune pagine all’attività del prof. Vincenzo Balzani, uno dei chimici più citati al mondo, utili per introdurre gli studenti alle definizioni di “chimica supramolecolare” e “nanotecnologia”. Il prof. Balzani si è dedicato alla fotochimica, alla chimica supramolecolare, alle macchine molecolari e all’aspetto chimico della nanotecnologia, come dimostrano le tematiche del suo gruppo di ricerca. Il professore ha compiuto ricerche nel campo della fotosintesi artificiale, cercando di richiamare l’attenzione sull’incombente crisi energetica e sulla necessità di trovare fonti di energia rispettose dell’ambiente.

Congegni e macchine a livello molecolare – interessantissimo articolo scritto da Vincenzo Balzani, Alberto Credi, Margherita Venturi. Da notare il titolo dell’ultimo paragrafo: Chimica supramolecolare, arte e nanotecnologia.

Se ho una scarpa un po’ rotta. Invito ad un consumo consapevole - Riflessione di Nicola Armaroli e Vincenzo Balzani sulla crisi energetica contenuta nel numero di novembre de L’alambicco – Distillato di notizie su chimica e società

La fotosintesi: un sistema redox per la vita – Articolo del microbiologo Salvatore Caiazzo ospitato sul sito di Chimicare, associazione culturale per la divulgazione della cultura chimica

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Quando ho telefonato alla casa produttrice di lettiere per gatti mi ha risposto una voce un pò stranita.

- Ma perché lo vuole sapere?

- Beh, perché …mi trovo bene con il prodotto e vorrei sapere qualcosa in più …

- Gliel’ho detto, si tratta di silice blu.

- Ma la silice non è blu!!!

- Ehmm … si … appunto … c’è un colorante.

- E come si chiama questo colorante? Che funzione ha?

- Beh, non le posso spiegare, è complicato … è una “faccenda di chimica”.

- Stia tranquilla, dica pure che cerco di seguirla; la chimica un pò la mastico …

- Ah … Allora la faccio richiamare dal nostro chimico. Mi dà un recapito?

Blogger chimici all’opera

Avevo letto delle proprietà battericide dei composti di cobalto, ma era da escludere questa funzione per il semplice fatto che quei granuli mal si prestano per una azione ad ampio raggio possibile invece per le soluzioni. E poi avevo già constatato che non si trattava di cobalto. O meglio, poteva essere cobalto, ma intrappolato nella struttura vetrosa della silice, quindi inattaccabile dall’acido; a meno di non usare le maniere forti, come suggerito da Paoloalbert del blog Chimica sperimentale:

“Il blu del gel di silice dovrebbe essere sicuramente Co++ (cloruro allo 0,5% circa oppure (NH4)2CoCl4). Mi spiace non averne sottomano un campioncino altrimenti farei qualche prova. Sicuramente il catione è fortemente intrappolato nella struttura vetrosa, ma attaccandolo convenientemente si dovrebbe riuscire a tirarlo fuori. Io proverei a disgregarlo brute-force con HF (vediamo chi la vince!) e sulla soluzione farei poi i saggi per il cobalto, per esempio il Vogel con tiocianato.”

Ne parlo con il mio collega di laboratorio, che mi guarda rassegnato: “e tu credi che il reagentario della scuola comprenda l’acido fluoridrico? Si vede che sei qui da poco!”. Eh già. Purtroppo nei laboratori scolastici non ci si può sbizzarrire; un pò per questioni di sicurezza, un pò per questioni blandamente economiche (motivo solitamente più ricorrente del primo) i laboratori didattici diventano ogni giorno più scarni. A malapena si ordina la merce in via di esaurimento; figurarsi acquistare nuovi prodotti, per di più il “brutale” HF.

Penso ad alta voce: e un saggio alla fiamma? Ma istantaneamente mi sovviene che il cobalto non dà particolari colorazioni della fiamma: il suo uso in questo particolare saggio si limita a mascherare l’invadente sodio quando questo cerca di prevalere sul timido potassio. I vetrini blu cobalto servono infatti per mascherare la tipica luce gialla del sodio ed evidenziare quella violetta originata dal potassio. Tuttavia l’ipotesi scartata del saggio alla fiamma dà i suoi frutti; lo pensiamo quasi istantaneamente, ma il collega mi precede: “con la fiamma no, ma un saggio alla perla al borace si può fare!”. Lo stesso suggerimento viene da Gifh, Il Chimico impertinente:

“Ripensandoci, mi è venuto in mente un altro sistema che potrebbe tagliare la testa al toro. I composti del cobalto sono rilevabili per via secca tramite il classico saggio della perla di borace o al sal di fosforo, con cui si ottengono delle splendide perle di un caratteristico azzurro intenso, sia in fiamma ossidante che riducente. Con questo metodo si dovrebbe riuscire nell’attacco di eventuali ioni di Co++ inclusi in una massa silicea vetrosa. Nel caso si tratti di un pigmento organico invece non ho idea di cosa possa succedere, anche se presumo avvenga una rapida decomposizione e nessuna colorazione alla perla.”

Mistero svelato … o quasi

Il saggio alla perla al borace è prossimo. Intanto vi dico cosa mi hanno risposto dalla casa produttrice quando, il giorno dopo il primo contatto, mi hanno finalmente richiamata. Mi parla la stessa voce, non il chimico con il quale avrei dovuto interagire:

- Signora, la richiamiamo per la questione della “silice blu”. Ebbene, si tratta di succo – di – cavolo – rosso. La funzione è esclusivamente estetica.

L’espressione succo – di – cavolo – rosso è stata pronunciata in modo ben scandito, come a ripetere esattamente ciò che le era stato detto di riferire, senza alcuna titubanza. Anche la pronuncia di esclusivamente è particolarmente marcata: quindi nessuna funzione di indicatore di un qualche tipo, nessuna reazione con le “produzioni” del micio, tantomeno nessuna azione battericida. Penso istantaneamente all’estratto del cavolo cappuccio viola usato a scuola qualche anno fa per ricavare un indicatore acido-base naturale. Quindi si tratterebbe di innocue antocianine. Ma queste non sono idrosolubili? Ah, già, sono intrappolate nel vetro pure queste …Si è mai visto un vetro colorato che rilascia il colorante se immerso in acqua? Certo che no!

Sarebbe così grave se fosse cobalto?

La presenza delle antocianine spiega la biodegradabilità della lettiera e il suo possibile uso nel compost. Il problema dell’eventuale cobalto non è infatti la sua presenza allo stato cristallino: il micio non rischia niente se fa i suoi bisogni circondato da pietre blu, come giustamente fa notare anche il collega Sergio Palazzi che ha scritto un bell’articolo sull’utilità della chimica tintoria nel destreggiarsi nelle più svariate questioni di laboratorio:

“Anche i miei bicchieri da tavola sono stracarichi di cobalto, e allora? E l’ipotetico rilascio del piombo o pure dell’uranio dai vetri boemi è tale da creare una catastrofe ambientale? allora le modelle che si incollano gli “svaroschi” sulla pelle (cfr. anche certe pubblicità TV) a che rischi dovrebbero andare incontro? A parte le battute ed i paradossi, temo che si sia persa la percezione, anche in ambito tecnico, della distinzione tra rischio e pericolo, che dovrebbe essere alla base di ogni serio limite all’uso. Ma è chiaro che qui la discussione non può stare in un commento ad un post… e sulle possibilità di intossicazione per le bestiole, la mia non eccessiva simpatia per i felini potrebbe dare luogo a sospetti!”

A parte l’antipatia per i felini – che scava tra me e Sergio un solco moooolto profondo – sono d’accordo. Però il discorso cambia nel momento in cui si scrive che la lettiera può essere smaltita nei rifiuti generici o utilizzata per il compost. E poi, ammesso che il colorante sia del tutto innocuo, perchè non riportarne chiaramente la composizione chimica?

Cosa sono le antocianine?

Senza nominare le antocianine, chiedo se posso sapere maggiori particolari a livello di composizione chimica: “succo di cavolo rosso” è un pò troppo generico. La mia interlocutrice mi riferisce di non saper rispondere, quindi le comunico il mio indirizzo di posta elettronica al quale, dopo una mezz’oretta, arriva la conferma:

“Gentile Sig.ra Teresa,

dando seguito alla Sua richiesta in merito alla colorazione blu delle particelle presenti nella nostra lettiera in silice, La informiamo che da una piccola ricerca effettuata il colore blu è ottenuto utilizzando l’estratto del cavolo rosso/viola facente parte della “famiglia” degli ANTOCIANI.

Sperando di averLe fornito una informazione quanto più esaustiva possibile, ci è gradita l’occasione per porgerLe i nostri più cordiali saluti.”

Insomma, tante supposizioni per arrivare a capire che si tratta di cavolo …Le lettere maiuscole degli antociani mi comunicano sottilmente una lieve insofferenza: ti scrivo a chiare lettere di cosa si tratta, la finiamo qui? Le antocianine sono una classe di pigmenti idrosolubili all’origine della tipica colorazione viola-blu di molte specie vegetali, dai fiordalisi alle melanzane. Grazie a questi pigmenti l’estratto del cavolo rosso vira dal rosso al violetto o blu con l’aumentare dell’alcalinità dell’ambiente con il quale è posto in contatto. Numerose sostanze organiche naturali fungono da indicatori acido-base. Il succo della spremitura della rapa rossa, per esempio, si colora di rosso porpora in presenza di acido acetico, mantenendo tale colore fino a pH 7; addizionando ammoniaca passa a blu violaceo, mentre a pH 12 diventa marrone e floccula.

Ulteriori perplessità …

Se è vero che di antocianine si tratta, resta sempre qualcosa che non mi convince nella presentazione del prodotto da parte dell’azienda:

1 - Non è riportata la composizione chimica, che si limita a “lettiera in gel di silice”. Ma anche all’acquirente più sprovveduto viene il dubbio che quel blu sia originato da un qualcosa che silice non è.

2 – Sulla confezione è riportato testualmente: “i cristalli blu impediscono qualsiasi formazione di batteri e agenti patogeni per il gatto e per l’uomo”, però mi è stato più volte ribadito che la funzione del colorante è esclusivamente estetica. Dunque – e questo è grave – si racconta all’acquirente qualcosa che non corrisponde a verità.

3 – Nonostante questa lacuna si evidenzia che il prodotto è al “100% naturale e anallergico: è puro gel di silice, prodotto completamente inattivo e a Ph neutro a cui non viene aggiunto nessun elemento chimico”. Ah, si? E le antocianine cosa sono? Non sono composti chimici? Il fatto che siano di origine naturale significa forse che si tratti si enti immateriali? Inoltre, intendiamoci sul termine “naturale”: questo non significa innocuo, e lo dimostrano i tanti veleni prodotti dalle piante; il gel di silice è innocuo ma NON è naturale, al contrario di quanto scrivono i produttori di lettiere. La silice è una cosa, il corrispondente gel è un’altra: questo è un polimero sintetizzato in laboratorio a partire dal diossido di silicio (questo si, di origine naturale; basti pensare alla sabbia che ne contiene in abbondanza!). No comment sul “Ph”: si scrive pH! Non è un’inezia come può sembrare, anche se l’informazione fornita presenta inesattezze ben più gravi. Il fatto è che qualunque tipo di etichettatura di un prodotto commerciale viene passata al vaglio da vari addetti: come è possibile una imprecisione così grossolana? Tanto più che il pH è ormai onnipresente nelle pubblicità dei detergenti.

4 – Questa considerazione riguarda invece le tecniche di marketing. Se il blu è dovuto a dell’innocuo succo di cavolo, perché non scriverlo per rendere il prodotto più convincente dal punto di vista della sostenibilità ambientale? Perchè lasciare il consumatore nel dubbio? A mio parere una informazione esaustiva fugherebbe molti dubbi e porterebbe un ritorno di immagine probabilmente utile al profitto economico. Alcuni miei conoscenti mi hanno detto di non acquistare la lettiera in gel di siliice perchè, oltre ad essere più costosa, desta sospetto per quel blu così “artificiale”. Se dovessi occuparmi della pubblicità del prodotto metterei bene in evidenza la provenienza del colorante, magari disegnando un bel cavolo blu a lato del riquadro che riporta la composizione chimica.

5 – Sulla confezione del prodotto si accenna a un processo chimico per spiegare la biodegradabilità della lettiera: è possibile infatti smaltire i cristalli nel “compost perchè con l’azione della luce e dell’acqua in circa 4-6 mesi ritornano sabbia”. Mi viene il dubbio che il tempo richiesto sia ben più lungo; provare, anche in questo caso, non costa nulla.

Insomma, a questo punto è perfettamente plausibile che si tratti di antocianine, anche se eseguirò comunque il saggio alla perla per due motivi: il primo riguarda l’informazione altamente difettosa che viene fornita del prodotto; il secondo è quel “Made in China” che, non lo nascondo, mi inquieta parecchio ….Se poi l’industria cinese ha sviluppato una tale sensibilità ambientale da sfruttare l’estratto di cavolo come colorante …onore al progresso cinese!

P.S.: sarà diffuso in Cina il cavolo rosso o lo importeranno allo scopo??

Richiami di chimica analitica

Nell’articolo si citano alcune classiche procedure di analisi riportate su qualunque testo di analisi chimica: il saggio di Vogel citato da Paoloalbert non è solitamente trattato, a meno che non si tratti di istituti a indirizzo chimico, mentre i saggi alla fiamma e i saggi alla perla sono comunemente eseguiti. Il sito dell’Istituto Tecnico di Chiavari ospita una pagina – a cura del prof. Roberto Bisceglia – nella quale sono elencate numerose esperienze didattiche; tra queste, i saggi alla perla citati da Gifh, sia quello al borace sia quello al sale di fosforo. Un possibile quesito dopo aver analizzato le esperienze proposte potrebbe essere: come mai il cobalto non si rivela alla fiamma ma con il saggio alla perla? Perchè quest’ultimo è efficace anche nei confronti di specie chimiche incapsulate in una maglia vetrosa? Altro richiamo utile è la teoria degli indicatori acido-base: da cosa è originato il viraggio? Qual è l’origine del colore dei composti organici contenuti negli indicatori sia naturali sia di sintesi? L’articolo può essere utile per sollecitare gli studenti a investigare chimicamente utilizzando conoscenze tutto sommato non troppo complicate; ma anche per indurli a vedere con occhio critico la fallace comunicazione pubblicitaria, gravemente inesatta dal punto di vista chimico e come tale ingannevole per il consumatore.

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Da qualche mese un maschietto Egyptian Mau rende le mie giornate ancora più movimentate. Ci mancava pure l’impegno del micio. Ma come si fa a resistere al fascino del gatto dei Faraoni? Si chiama Isidoro, che significa “dono di Iside”, dea della mitologia egizia. Vorrei solo rimanesse cucciolo il più a lungo possibile per non incappare nella sindrome da nido vuoto, quando ai primi richiami se ne andrà a zonzo per accoppiarsi. E che dire degli spruzzetti pestilenziali con i quali cercherà di marcare il suo territorio? Pare che qualche gatto continui a produrli (in casa …) anche dopo la sterilizzazione, pratica consigliata dai più e ritenuta da altri un sopruso nei confronti dell’animale; questo ne uscirebbe meno litigioso con i suoi simili, ma anche con qualche problema di sovrappeso e alle vie urinarie, oltre che depauperato nella sua capacità di difesa.  Lo so, mi sto fasciando la testa prima di romperla, ma una soluzione bisognerà pur trovarla. Intanto mi dedico a tamponare altri problemi come …. gli odori della lettiera. Eh, già, fuori il mondo è pieno di pericoli, e un gattone nero semiselvatico non sopporta la presenza del cucciolo. Aspetto che cresca un pò perchè sappia difendersi, visto che è già stato attaccato; se non fossi intervenuta in tempo sarebbe già ritornato tra le braccia della dea Iside. E così, almeno per un pò, Isidoro dorme in casa nella sua cesta, rigorosamente lontana dai “servizi”. I gatti sono schizzinosi: non riposano vicino alla loro lettiera, tantomeno consumano i pasti in prossimità di questa. D’altra parte, noi forse al ristorante non cerchiamo di sederci sempre lontano dalla toilette? Costruiamo forse le case con bagno e cucina comunicanti? Certo che no! A dirla tutta, il gatto è costretto ad essere più esigente di noi; il motivo è semplice: sente troppi odori, di conseguenza quelli sgraditi gli danno più fastidio di quanto ne diano agli umani. Basti pensare che il gatto possiede circa 200 milioni di terminazioni olfattive, un numero molto maggiore di quelle del cane (che ne possiede dagli 80 ai 100 milioni a seconda della specie) e dei nostri miseri 5 milioni. Come mai madre natura ha dotato il Felis silvestris catus di tanto olfatto? Semplice: i segnali odorosi servono ai nostri amici per procacciarsi il cibo, fiutare la presenza di un rivale e in generale per comunicare. I segnali olfattivi sono fondamentali in tutto il mondo dei viventi, come illustrato nel post Un mondo di odori dell’autore di Continuo proceso de cambio.

La chimica delle comunicazioni feline

Mentre il cane azzanna istintivamente il boccone, di solito il gatto lo annusa per un tempo più o meno lungo persino quando è affamato. Questo comportamento così prudente è dovuto al fatto che le specie feline hanno una eccezionale sensibilità olfattiva per i composti azotati, cosa che consente loro di stabilire “a naso” – è il caso di dire! – se il cibo è andato a male o è ancora commestibile. Un altro comportamento peculiare del gatto – di cui i cani sono privi – è l’istinto di coprire l’urina e le feci. Non si tratta certo di una accortezza nei confronti del padrone che lo ospita: è appunto un comportamento istintivo, motivato dalla necessità di nascondere a eventuali predatori le proprie tracce “odorose” (le virgolette sono d’obbligo …). Non a caso il gatto che invece vuole manifestare la sua supremazia nei confronti di altri gatti lascia le feci scoperte per marcare il territorio. Tuttavia non è sufficiente un pò di terra per minimizzare il problema dei cattivi odori. Esistono in commercio vari tipi di lettiere studiate apposta. Di cosa sono composte? Ne esistono di vari tipi: ci sono lettiere a base di bentonite, un minerale argilloso di formula Al₂O₃ − 4SiO₂ − 4H₂O con alto potere assorbente; usata nelle lettiere agglomera (fa la “palla”) consentendo l’asportazione del rifiuto con la paletta. La bentonite è utilizzata anche nel compost organico. Più costosa è la lettiera di gel di silice, polimero del diossido di silicio SiO2. Il gel di silice è un ottimo disidratante (lo si trova anche nelle bustine deumidificatrici dei capi di abbigliamento appena acquistati), la cui azione si esplica tramite l’adsorbimento delle molecole d’acqua sulla sua superficie molto porosa. Il gel di silice si presenta in forma di perline semitrasparenti, ma nelle lettiere sono presenti anche dei granuli blu: si tratta del cloruro di cobalto che agisce come indicatore (è blu se anidro, rosa se idrato). Il gel di silice trattiene meglio gli odori e dura più a lungo; purtroppo Isidoro, attratto dal particolare aspetto delle perline e dal blu del cobalto …ci gioca; con quali risultati vi lascio immaginare. Mentre questi materiali assorbenti sono utili per mascherare gli odori, ne esistono altri che favoriscono la decomposizione dei rifiuti del gatto. Le soluzioni dei sali quaternari d’ammonio, ad esempio, sono spruzzate sulla lettiera dove, oltre ad esplicare azione antibatterica, favoriscono la decomposizione delle sostanze organiche presenti limitando a monte la formazione di cattivi e persistenti odori. Non a caso questo tipo di sali, di formula generale R₄N⁺ X^- (R è un radicale alchilico) sono usati per produrre detergenti ad azione disinfettante, possibile grazie alle loro peculiari proprietà battericide.

Ci sarebbero molte altre cose da dire, ma corro il rischio di dedicare l’intero articolo ai bisogni corporali dei mici quando l’ambito dei segnali olfattivi è molto, molto più esteso. I nostri piccoli amici lasciano impronte odorose anche quando noi non le percepiamo, ad esempio graffiando gli arredi o strofinandosi contro i muri. I gatti comunicano tra di loro principalmente per mezzo dei feromoni e delle posizioni del corpo. Le ghiandole contenenti i feromoni si trovano in numerosi punti sul corpo: tra i cuscinetti sulle zampe, sulla coda, tra le mammelle, attorno alla bocca e sulle guance (gli strusciamenti che a noi sembrano dei gesti d’affetto sono in realtà uno dei tanti modi per marcare il territorio, stesso motivo all’origine delle graffiature - che non servono solo per affilarsi le unghie e non sono dei dispetti!). Alcuni feromoni servono come allarme, inducendo l’animale alla fuga o a stare lontano da zone pericolose. I feromoni si depositano anche sulla saliva, nel materiale fecale e nell’urina; sono chimicamente persistenti, cioè durano a lungo anche in assenza del gatto. In generale l’effetto chimico dei feromoni agisce principalmente sullo stesso gatto che li ha emessi (ad esempio per auto-tranquillizzarsi in situazione di malattia o di stress psicologico), ad eccezione dei feromoni deputati all’allarme e ai messaggi di natura sessuale.

Attualmente sono stati evidenziati almeno cinque messaggi chimici mediati dai feromoni (F1-F5), di tre dei quali è nota la funzione. I feromoni sono costituiti per la maggior parte da composti organici semplici come acidi organici, aldeidi, chetoni, ammine, steroidi e terpeni. Sono secreti sotto forma di precursori – i proferomoni – spesso inattivi; questi, grazie a reazioni chimiche ad opera della flora batterica (ad esempio reazioni di esterificazione o di idrolisi),  vengono attivati e trasformati in feromoni, i quali possono esistere in forma libera o legati ad una proteina carrier che funge da “adesivo” fissandoli su un grande numero di supporti.

I feromoni e gli umani

E noi? Quanto siamo influenzati dalle molecole? Possiamo illuderci di poter decidere i nostri comportamenti al di là della biochimica, nella scelta del partner come nelle risposte emotive a situazioni di disagio o euforia; in realtà, sebbene non ce ne accorgiamo, comunichiamo anche noi con segnali di natura chimica, proprio come gli altri animali e gli insetti. Un promettente candidato al titolo di feromone umano è l’androstadienone, un composto appartenente alla famiglia degli steroidi: è stato dimostrato  che influenza l’emotività, le capacità cognitive e gli ormoni dello stress (variando ad esempio la concentrazione di cortisolo). Questo composto potrebbe ricoprire un ruolo non secondario nei cambiamenti dell’umore. Dei ricercatori hanno mescolato tracce di androstadienone con propilenglicole (lo stesso usato come antigelo nei motori delle macchine), ammantando ogni eventuale odore con olio essenzaile di chiodi di garofano; hanno poi esposto un primo gruppo di volontari alla miscela (annusando dei tamponi di garza impregnati), un secondo gruppo al solo solvente. I soggetti di entrambi i gruppi hanno poi compilato un lungo questionario; quelli esposti all’androstadienone erano percettibilmente molto più allegri durante i 15-20 minuti del test, stato d’animo confermato dall’impiego di tecniche di imaging cerebrale. Certo, attribuire l’umore a delle molecole suona come un insulto alla nostra complessità. Tuttavia la messaggeria chimica umana si sta dimostrando intricata tanto quanto i nostri codici comportamentali, e le prove a supporto dell’importanza della ”comunicazione molecolare ” tra umani sono in numero sempre maggiore. Lo studio dei possibili feromoni umani può essere molto fecondo oltre che appassionante; pensiamo alla psichiatria: non sono i farmaci con effetto psicotico delle molecole in grado di modificare la nostra neurochimica? Le loro controindicazioni derivano dalle carenze di queste molecole nel mimare gli effetti naturali di una situazione chimica  ”equilibrata” a livello cerebrale. Chissà che questo steroide non possa un domani rivelarsi un efficace antidepressivo.

Livelli di PBDE nei gatti domestici: sentinelle per gli umani?

Dai mici siamo partiti, ai mici ritorniamo. Girovagando qua e là ho letto i risultati di una ricerca che riporta anche la firma di Marta Venier, mia compagna di corso e ora ricercatrice all’Università dell’Indiana. Lo studio riguarda i nostri amici a quattro zampe: oltre che agli odori, i gatti domestici sono sensibilissimi ad una particolare classe di composti chimici, i cosiddetti difenileteri polibromurati (PBDE). I PBDE sono stati utilizzati per lungo tempo come ritardanti di fiamma, in quanto aumentano notevolmente la sicurezza anti-incendio di svariati tipi di arredo. Recentemente alcune ricerche hanno dimostrato che le concentrazioni di PBDE stanno crescendo rapidamente soprattutto nelle abitazioni statunitensi, ritrovandosi nei tessuti umani e nei fluidi corporei. I dati tossicologici sui PBDE sono stati associati ad effetti sulla tiroide, lo sviluppo, la riproduzione e la neurotossicità nei ratti, nei topi e nei pesci. Inoltre potrebbero essere cancerogeni. Alcuni ricercatori, tra cui la dottoressa Venier, hanno scoperto che le concentrazioni di PBDE presenti nei gatti domestici americani sono sostanzialmente più elevate di quelle negli umani, causando forme di ipertiroidismo felino. Sopra potete osservare la copertina del giornale Environmental Science & Technology nel quale è stato pubblicato lo studio, condotto in collaborazione con ricercatori veterinari del National Health and Environmental Effects Research Laboratory dell’EPA, l’Agenzia di Protezione Ambientale americana. In copertina è visibile il titolo: Elevated PBDE levels in pet cats: sentinels for humans? Nell’articolo è riportato, tra gli altri, il seguente grafico, nel quale si confronta la quantità di vari  difenileteri bromurati (BDE, è omesso il prefisso ”poli”) nei diversi tipi di cibo per gatti:

Dunque i gatti assumono questi composti bromurati non solo tramite il cibo, ma anche tramite l’inquinamento indoor delle abitazioni. La normale polvere in casa può essere infatti un’importante fonte di difenileteri bromurati dannosi per noi e ancora di più per i nostri piccoli amici. Negli USA il problema è particolarmente sentito, dato che questi composti sono stati rinvenuti nel latte materno in quantità 75 volte superiore a quella misurata nel latte proveniente da donne europee.

Suggerimenti per la didattica

I segnali odorosi del mondo animale inducono tutta una serie di considerazioni che possono rendere più piacevole e interessante lo studio della chimica, in particolare della chimica organica. Svariate molecole odorose (anche di sintesi) possono essere utilizzate anche solo per un primo approccio con i gruppi funzionali, come mostrerò in un successivo articolo. Inoltre questo tipo di trattazione si presta particolarmente bene ad un approccio interdisciplinare. L’articolo sui livelli dei composti aromatici bromurati nei gatti può essere elaborato dall’insegnante che vuole tentare un primo approccio con la tossicologia, sfruttando l’interesse dei molti studenti che convivono con animali domestici. L’inquinamento da PBDE è inoltre un classico caso di inquinamento indoor, aspetto non sufficientemente trattato dentro e fuori le aule scolastiche; è infatti abbastanza diffusa la convinzione che l’ambiente domestico sia relativamente protetto dall’inquinamento al di fuori dell’abitazione. In realtà le nostre case possono presentare livelli di determinati inquinanti più alti di quelli rilevati esternamente.

Per approfondire i contenuti di questo articolo:

Articolo sull’ uso dei feromoni nella terapia comportamentale del gatto

Comunicato relativo allo studio dei livelli di PBDE nei gatti domestici (Università dell’Indiana) e relativo articolo.

Il profumo dei pensieri, articolo di Deborah Blum pubblicato su Le Scienze (ottobre 2011)

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