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MARMITTE CATALITICHE

Ne abbiamo sempre sentito parlare, soprattutto negli ultimi anni, ma come funzionano?

In origine, le marmitte catalitiche erano a due vie, esse utilizzavano un catalizzatore chimico che ossidava il monossido di carbonio CO (gas molto velenoso) e gli idrocarburi non bruciati.

In particolare, il gas veniva totalmente trasformato in anidride carbonica CO₂ e gli idrocarburi in acqua e CO₂. In realtà dalla combustione della benzina, si forma anche una percentuale significativa di monossido di azoto NO, gas responsabile delle pioggie acide. Per smaltire il monossido di azoto, si è passati alle marmitte a tre vie. In una prima camera, un catalizzatore, a base di rodio, trasforma gli idrocarburi in idrogeno H₂ e CO; successivamente l’idrogeno reagisce col monossido di carbonio formando N2, il gas più abbondante dell’atmosfera. Anche il monossido di carboni, reagisce con NO, formando N₂ e CO₂.

I gas di scarico poi, passano attraverso una seconda camera, dove viene completata la combustione di CO e degli idrocarburi. Inoltre, le marmitte catalitiche, sono caratterizzate da una sonda che controlla la percentuale di ossigeno e invia impulsi a un computer. L’elaboratore,  regola nel motore, il rapporto aria/carburante in modo da mantenere la percentuale di ossigeno sufficientemente alta. 

dott. Gianluigi Delrosso

Detergenti

Hanno azione pulente. Chimicamente si tratta di molecole organiche, con pesi molecolari elevati, che presentano all’interno della molecola un gruppo lipofilo (affine ai grassi) e un gruppo idrofilo (affine all’acqua). La parte lipofila si lega chimicamente con i grassi mentre, la parte idrofila ha la funzione di mantenere il detersivo in soluzione. Durante la fase di lavaggio, diminuisce l’aderenza delle particelle di grasso e di sporco, alla superficie e quindi  vengono disperse nella fase liquida sotto forma di colloidi.

I primi detergenti si preparavano sfruttando la reazione tra un composto aromatico con acido solforico. Essi però, non erano biodegradabili, per cui risultavano essere altamente inquinanti; successivamente per risolvere tale problema, il composto aromatico, fu sostituito da uno alifatico; questo permise di ottenere prodotti degradabili, solubili e ugualmente efficaci.

Saponi

Anch’essi, come i detergenti, hanno la funzione di rimuovere lo sporco. Si ottengono da grassi vegetali o animali. In pratica, gli acidi grassi vengono trattati con l’idrossido di sodio, in questo modo si ottiene la glicerina e il sale sodico dell’acido grasso. Tale reazione è chiamata di reazione di saponificazione.

I saponi possono svolgere la loro azione pulente, perché sono formati da agenti attivi caratterizzati da una parte idrofoba con la quale si legano allo sporco, e da una parte idrofila che invece si lega all’acqua. Questa struttura  permette al sapone di ridurre la tensione superficiale dell’acqua, di legarsi e di solubilizzare sostanze grasse che altrimenti sarebbero insolubili in acqua. 

Materie plastiche

La plastica è fatta  di polimeri, cioè macromolecole formate da unità più semplici chiamate monomeri. I polimeri possono essere di origine:

• naturale: come per esempio la cellulosa
• artificiali: cioè si parte da polimeri naturali e poi modificati chimicamente (cloridrato di caucciù)
• sintetici: cioè prodotti ottenuti sfruttando reazioni chimiche (nylon).

Queste sostanze polimeriche, sono facilmente modellabili a caldo. I processi chimici che portano alla polimerizzazione, sono essenzialmente reazioni di condensazione e reazioni di addizione. Le prime portano alla formazione di polimeri come poliesteri e poliuretani e generalmente si hanno anche composti secondari  come ammoniaca; le seconde portano alla formazione di polistirene e polipropene e di solito non si hanno composti secondari indesiderati. Inoltre, durante il processo di lavorazione vengono aggiunti additivi chimici che servono per conferire alla materia plastica determinate caratteristiche di flessibilità, resistenza ecc…Per tale ragione si utilizzano lubrificanti, plastificanti, antistatici e antiossidanti.

Non dimentichiamo però che la stragrande maggioranza delle materie plastiche sintetiche, non è biodegradabile, per cui tali sostanze sono difficili da smaltire e da eliminare.

Zucchero da cucina

Lo zucchero da cucina è un disaccaride, chiamato saccarosio, formato da due monosaccaridi: il glucosio e il fruttosio che presentano un legame glicosidico (acetalico)  fra l’-OH emiacetalico del C1 del glucosio e quello emichetalico sul C2 del fruttosio (α 1→2). Ha formula bruta C₁₂H₂₂O₁₁ ed è estratto dalla canna da zucchero e dalla barbabietola; esso è presente anche nella maggior parte dei frutti e dei vegetali. Il saccarosio è presente in vari prodotti alimentari e riveste una grande importanza dal punto di vista nutrizionale.

Saccarina

Viene usato come dolcificante, infatti presenta un potere dolcificante 500 volte superiore a quello dello zucchero da cucina. E’ prodotto per via sintetica a partire dal toluene, la sua formula bruta è C₆H₄CONHSO₂ .  Altri dolcificanti sintetici sono : aspartame e sodio ciclamato.

Coloranti

Composti organici usati per la colorazione di prodotti alimentari, tessuti ecc.. La loro azione colorante è dovuta alla presenza di gruppi cromofori (sostanze che colorano) e generalmente sono presenti in composti contenenti insaturazioni; inoltre sono caratterizzati anche da radicali (auxocromi) che permettono di penetrare il materiale da tingere. Le sostanze di partenza, da cui si ricavano i coloranti sintetici, sono prodotti derivati dalla distillazione del carbone e possono essere classificati in base alla loro struttura chimica, in:

• coloranti antrachinonici
• coloranti azinici
• coloranti azoici
• coloranti del trifenilmetano

Caffè

Risulta essere uno stimolante del sistema nervoso centrale, dell’attività cardiaca e dei polmoni. Tali azioni sono dovute alla presenza di un alcaloide chimato caffeina contenuta anche nel tè e nel cacao. La caffeina, insieme alla teofillina e la teobromina, appartiene alla classe delle xantine, in particolare delle metilxantine e presenta formula bruta C₈H₁₀O₂N₄. La sua azione  è legata al dosaggio, infatti a concentrazioni di 50-200 mg stimola soprattutto la corteccia cerebrale, a dosi più elevate (≥0,5g) stimola il centro respiratorio e quello vasomotorio.

La caffeina viene ben tollerata ed intossicazioni vere e proprie sono molto rare.

Le xantine vengono sfruttate anche come farmaci, infatti si usano per il trattamento dell’asma cronica, come cardio-stimolanti (effetto cronotropo e inotropo positivo) e come diuretici.

Olio

Miscuglio formato da una serie di sostanze, diverse per composizione e per proprietà chimico-fisiche, ma aventi in comune la caratteristica di essere tutti insolubili in acqua. L’olio è formato principalmente da gliceridi liquidi a temperatura ordinaria, caratterizzati principalmente da acido oleico e da fitosterina. L’olio usato per cuocere i cibi, è un prodotto ottenuto per spremitura delle olive e presenta la seguente composizione:

• Trigliceridi
• Acido oleico
• Acido linoleico
• Acido palmitico
• Acido stearico
• Acidi grassi liberi

Le percentuali di questi composti variano a seconda della qualità dell’olio (extra vergine, di sansa ecc..).

Vino

Prodotto di fermentazione (alcolica) del succo zuccherino o mosto, contenuto nella polpa degli acini dell’uva fresca o leggermente appassita. Lo zucchero di partenza è il glucosio, esso viene trasformato in etanolo (CH₃CH₂OH) e CO₂., grazie all’azione di alcuni lieviti, presenti sulle bucce e sui raspi, apparteneti al genere Saccharomyces. Il mosto contiene anche acido tartarico, acido malico, sostanze coloranti, tannini, proteine e sali minerali. Nello specifico, il vino ha un pH compreso fra 3-3,5 e contiene dall’8 al 12% di etanolo con piccole quantità di alcoli superiori (alcol butilico e amilico), acqua, esteri ed eteri.

Aceto

Uno dei principali componenti dell’aceto è l’acido acetico (CH₃COOH), si tratta quindi di un acido carbossilico. Esso viene prodotto per via fermentativa, grazie al batterio Acetobacter, che ossida l’etanolo contenuto nel vino.

CH₃CH₂OH → CH₃COOH

Etanolo              Acido acetico

L’acido acetico trova impiego nella produzione di materie plastiche, della gomma, di prodotti farmaceutici e delle fibre acetate.  

a cura del nostro esperto Michele Marcotrigiano.