I prerequisiti di questa esperienza di laboratorio sono:

-Conoscenza delle grandezze fisiche fondamentali e derivate, in particolare: il volume, la pressione e la temperatura.

-Conoscenza delle leggi dei gas quali: isoterma (legge di Boyle), isobara (legge di Cherles), isocora (legge di Gay-Lussac) e l'equazione generale dei gas ideali. (Nel post successivo è elencato le leggi con le loro formule)

-Caratteristica distintiva del N (azoto) a basse pressioni.

Obiettivo:

-verificare le leggi dei gas.

-verificare la caratteristica del N (azoto) a basse pressioni.

Svolgimento:

Nel fotogramma scelto notiamo sia del N (azoto) solido e sia del N (azoto) liquido, cosa è successo?

In anzitutto abbiamo preso del N liquido (1atm -> 55-70K), lo abbiamo messo nella macchina per abbassare la pressione. Notiamo subito che il liquido inizia a bollire poiché ha ancora del calore al suo interno si conseguenza N inizia a evaporare, ma a causa della bassa pressione creata che comporta all'abbassamento della temperatura avviene il brinamento, il passaggio di stato da aeriforme a solido senza il passaggio liquido. E ecco spiegato come abbiamo ottenuto sia la fase solida che la fase liquida del azoto.

Legge di Charles, isobara: V/T=k

Legge di Gay-Lussac, isocora: p/T=k

Come sintesi tutte le tre leggi abbiamo l' equazione generale dei gas ideali:

p*v/T=k

Finalità:

• Verificare sperimentalmente una delle tecniche di separazione, la cromatografia.

Obiettivi:

• Riuscire osservare i diversi comportamente di diversi colori

Prerequisiti:

• Conoscenza delle tecniche di separazione, in particolare la cromatografia

• Capacità nell’utilizzare le proporzioni, nello specifico massa su volume

• Conoscenza: della legge di Coulomb, affinità chimica.

  
  

Procedimento:

1. Si taglia la carta da cromatografia in formati 2,5*8 cm cm e si fa una linea (linea di semina) a circa 1 cm dal bordo inferiore

2. si procede con l'estrazione del colorante contenuto sulla superficie della caramella

3. Con il colore estratto si effettua la semina appena sopra la linea di semine, per evitare di inquinare il colore con del carbonio della matita

4. Ora si prepara l'eludente, utilizzando acqua e sale, in proporzioni di 1g/1L

5. Dopo aver messo la carta seminata perpendicolarmente e fissato all'estremità superiore con un pinza e lo stecchino, si versa gradualmente l'acqua salata.

6. Si osserva il cambiamento dei colori.

   
   

Rielaborazione dati:

-Dopo 12 minuti si osserva che l'intera carta da cromatografia è bagnata, a causa della sua capillarità.

-Osserviamo che alcuni colori hanno raggiunto anche la sommità di 6cm, mentre altre hanno "percorso" solo 1cm, e infine altre non si sono nemmeno mosse.

I colori delle caramelle si sono comportate nei seguenti modi:

-Blu: è salito, insieme all'acqua, completamente (6cm), ed è stato differenziato solo in blu.

-Arancione: è rimasto a come era stato seminato, nonostante l'acqua fosse già arrivato alla sommità, quindi, 0cm percorsi.

-Rosso: il rosso è formato da magenta (2cm) ed arancione (0cm).

-Giallo: con l'arancione non si è mosso (0cm).

-Verde: si è diviso in giallo (0cm) e blu (6cm).

-Marrone: è formato da arancione (0cm), blu (6cm) e magenta (2cm).

Conclusioni:

In conclusione, utilizzando il fattore di ritardo Rf (nell'arco di 12 minuti), possiamo dire che il colore blu ha come indice 1 (6/6), magenta 0,33 (2/6), giallo e arancione entrambi 0 (0/6).

I colori blu e magenta si sono mossi più velocemente perché hanno avuto un affinità elevato con la fase mobile e bassa interazione con la fase stazionaria.

E viceversa per i colore giallo e arancione che hanno avuto una bassa affinità con la fase mobile e un'altissima affinità con la fase stazionaria. La diversa velocità è anche dovuta dalle differenze di carica (positiva o negativa) dei colori, per la legge di Coulomb le cariche concordi si respingono e cariche discordi di attraggono.

Glossario:

• cromatografia: una delle tecniche usate per la separazione per affinità.

• affinità chimica: tendenza di una sostanza chimica a reagire o interagire con altre sostanze

• semina: è un processo in cui una piccola quantità di campione viene applicata o depositata su una fase stazionaria

• linea di semina: è la linea appena sotto alla posizione di semina

• eludente: si riferisce al solvente o al gas che viene utilizzato per spostare i componenti di una miscela attraverso la fase stazionaria del sistema cromatografico

• capillarità: un fenomeno fisico che riguarda l'ascesa o la discesa di un liquido in piccoli tubi o capillari sottili

• fattore di ritardo Rf: è un indicatore qualitativo che ha come per numeratore lo spostamento e per denominatore lo spazio totale

• fase mobile: la fase mobile è costituita da un solvente liquido.

• fase stazionaria: è una parte immobile del sistema cromatografico ed è responsabile della separazione dei componenti della miscela in base alle loro diverse interazioni chimiche o fisiche con questa fase.

• Carta da cromatografia (anche chiamata carta assorbente o da caffè)

• 7 bicchieri (1 per la preparazione della fase eludente, 6 per la contenere l'esperimento)

• Sale

• Siringa o pipetta

• Righello

• Matita

• Caramelle colorate oppure del colorante

• Coperchio di plastica o piatto

• Acqua

• Forbici

• 3 spiedini (da dividere a metà, 6 pezzi)

  
  

Finalità:

• Estrazione della cromatina.

Obiettivi:

• Estrazione della cromatina utilizzando una banana.

Prerequisiti:

• Capacità dell'utilizzo di materiale da laboratorio, in particolare cilindro graduato, pipetta e provetta.

• Conoscenza della cromatina e cromosomi.

Procedimento:

1. Si prende la purea di banana:

   togliendo la buccia e schiacciando una metà della banana in una busta, quest'ultimo procedimento rende più fragili le pareti cellulari.

2. Si mettono 50 ml acqua e due cucchiai di sale, due cucchiai di detersivo e 20 ml di succo d'ananas. La banana, in risposta di questa distruzione, produce delle sostante che possiamo eliminare con del succo d'ananas perché è acida, inoltre si utilizza il detersivo permette la lisi cellulare, il sale rende neutro le cariche negati del DNA permettendo la precipitazione di essa.

3. si usa un filtro o un panno swiffer per filtrare i residui cellulari e di pezzi di tessuto non disgregati. Si preleva 6ml di filtrato in una provetta.

4. Si aggiunge dell'alcool (molto freddo) nel filtrato, senza scuotere.

5. vi può vedere che il DNA inizia a risalire lentamente, con un oncinetto si estrae il DNA risalito in superficie.

Conclusioni: siamo riusciti ad estrarre la cromatina partendo da una banana.

• 2 bicchieri di plastica trasparenti

• 1 panno swiffer o simile

• 1 sacchetto per alimenti da congelare

• 1 cucchiaino

• 1 un dosatore in ml o siringa senza ago

• sale fino

• alcool gelato da almeno 2 giorni

• detergente per piatti

• un coperchio per barattoli trasparenti

• Cavolo Cappuccino Rosso

• Carta assorbente (in strisce)

• Energia sotto forma di calore (in questo caso un fornello a gas)

• E liquidi per testare il pH, tra qui: succo di limone puro, bicarbonato disciolto in acqua (m/m%=20%(5g di NaHCO₃ e 20g di H2O)), aceto bianco, gel disinfettante trasparente con alcool al 70% e acqua in bottiglia naturale.

Finalità:

• Visualizzare il pH in base all'acidità.

Obiettivi:

• Visualizzare il pH in base all'acidità tramite il succo del Cavolo Cappuccino Rosso, per il suo contenuto di antocianina.

Prerequisiti:

• Conoscenza dell'operazione inversa della potenza, il logaritmo,

• Conoscenza della formula che lega il pH e in base al contenuto dello ione positivo H: pH=-log[H+],

• Sapere la scala di acidità in base al pH: acida: pH<7; neutra pH=7; basica pH>7,

• Sapere le basi della chimica.

Procedimento:

1. Come prima cosa è necessario avere del cavolo rosso, tagliarlo a fette e metterlo a bollire fin quando non è ben cotto e l'acqua di cottura non ha assunto un colore viola molto scuro o quasi nero.

2. A questo punto scolare il cavolo e conservare l'acqua di cottura(avendo cura che non ci siano residui di cibo all'interno), e lasciarlo raffreddare fino a quando non ha raggiunto temperatura ambiente, per avere l'acqua con concentrazione di antocianina più alta è consigliabile far evaporare più acqua.

3. Tagliare a strisce di carta assorbente, di circa 7/8 cm, e immergere queste ripetutamente dentro all'acqua di cottura del cavolo, fino a quando non raggiungono un colore sul viola tendente al blu, lasciare asciugare. (Se il liquido è abbastanza concentrato basta una solo passata)

4. Intanto mettere nei bicchierini le sostanze scelte e reperite. Nel nostro caso si tratta di succo di limone puro, aceto bianco puro, acqua potabile in bottiglia naturale, acqua con l'aggiunta del bicarbonato (m/m%, 20%) e gel disinfettante con alcool al 70%.

5. Osserviamo che le strisce cambiano colore:

   bicarbonato con acqua: verde per il pH basico

   succo di limone: rosa, per il pH acida,

   aceto bianco: rosa chiaro, per pH acida,

   acqua: è rimasto viola (leggermente schiarita perché diluita) pH neutra,

   gel disinfettante: rimasto come l'acqua perché il gel è composto per di più di acqua e alcool, l'alcool ha acidità bassa.

Conclusioni: le antocianine sono contenute dentro il cavolo (il colore viola è dato da queste), queste a contatto con determinate sostanze cambiano colore. A pH bassi il colore che si ottiene è simile al rosso/rosa, a un pH da 5 a 7 il colore è sul viola/blu, mentre a pH superiori al 7 le antocianine assumono un colore che varia dal verde al bianco.

Definizioni:

ACIDO:

Secondo Arrhenius, si definisce acida qualunque sostanza che in acqua libera idrogenioni, cioè ioni positivi di idrogeno.

BASE:

Si definisce base qualunque sostanza che in acqua libera lo ione ossidrico(oh-).

Acqua ossigenata: circa 5

Grappa: 7<pH<8

Acqua rubinetto: 7<pH<8

Acqua bottiglia+sale: 8

Se ci vuole mantenere il volume della solvente costante e variare la concentrazione variando la quantità di soluto si sostituisce nella formula Solutoi con (solutoi+x) e si toglie nella x prima messo nella formula.

Prenderemo 3 soluti solidi in polvere di cui il volume è trascurabile e 3 soluti liquidi. E faremo una diluizione 1:2 al primo, 1:3 al secondo: 1:4 al terzo, 1:5 al quarto, 1:6 al quinto e 1:7 al sesto.

Utilizzeremo 0,1L di acqua nella soluzione iniziale e 0,5mol di soluto in caso di soluto solido, e 0,1L soluto in caso liquido e procediamo con la diluizione.

Soluto solido 1:

Vi=0,1L di acqua, n=0,5mol di Nitrato cobaltoso. Co(NO3)2

Avremo 5Mi (mol/L), per fare una diluizione 1:2 dovremo avere Mf=Mi/2=5/2=2,5mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*5=2,5*Vf---> Vf=0,2L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,2L-0,1L=0,1L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata più chiara, questo accadrà per tutte le diluizioni con acqua.

Soluto solido 2:

Vi=0,1L di acqua, n=0,5mol di Cloruro cobaltoso. CoCl2

Avremo 5Mi (mol/L), per fare una diluizione 1:3 dovremo avere Mf=Mi/3=5/3=1,66mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*5=1,66*Vf---> Vf=0,3L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,3L-0,1L=0,2L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata più chiara.

Soluto solido 3:

Vi=0,1L di acqua, n=0,5mol di Bicromato di potassio K2Cr2O7

Avremo 5Mi (mol/L), per fare una diluizione 1:4 dovremo avere Mf=Mi/4=5/4=1,25mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*5=1,25*Vf---> Vf=0,4L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,4L-0,1L=0,3L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata più chiara.

Soluto liquido 1:

Vsolvente=0,1L di acqua, Vsoluto=0,1L di Cromato di potassio. K2CrO4.

Dal PhET possiamo vedere che il soluto liquido ha M pari a 3,000mol/L. Quindi avremo 3mol/L*0,1L=0,3mol di K2CrO4.

Avremo Mi=0,3/(0,1+0,1)=1,5 (mol/L), per fare una diluizione 1:5 dovremo avere Mf=Mi/5=1,5/5=0,3mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*1,5=0,3*Vf---> Vf=0,5L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,5L-0,1L=0,4L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata, ancora una volta, più chiara.

Soluto liquido 2:

Vsolvente=0,1L di acqua, Vsoluto=0,1L di Cloruro di nichel. NiCl2.

Dal PhET possiamo vedere che il soluto liquido ha M pari a 5,000mol/L. Quindi avremo 5mol/L*0,1L=0,5mol di NiCl2.

Avremo Mi=0,5/(0,1+0,1)=2,5 (mol/L), per fare una diluizione 1:6 dovremo avere Mf=Mi/6=2,5/6=0,417mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*2,5=0,417*Vf---> Vf=0,6L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,6L-0,1L=0,5L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata, ancora una volta, più chiara.

Soluto liquido 3:

Vsolvente=0,1L di acqua, Vsoluto=0,1L di Solfato di rame. CuSO4

Dal PhET possiamo vedere che il soluto liquido ha M pari a 1,380mol/L. Quindi avremo 1,380mol/L*0,1L=0,138mol di CuSO4.

Avremo Mi=0,138/(0,1+0,1)=0,69 (mol/L), per fare una diluizione 1:7 dovremo avere Mf=Mi/7=0,69/7=0,099mol/L. Quindi il volume finale deve essere 0,1L*0,69=0,099*Vf---> Vf=0,7L. Questo significa che dobbiamo aggiungere 0,7L-0,1L=0,6L di acqua nella soluzione per ottenere la diluizione desiderata. Possiamo notare che il colore della soluzione effettuata virtualmente è diventata, ancora una volta, più chiara.

Concentrazione: la concentrazione, in chimica, è un parametro fisico espresso come rapporto tra il soluto e la soluzione e in un caso con il solvente. Nella M (molarità) espressa come moli su volume di soluzione, m (molalità) espressa come moli su chilogrammi di solvente, rapporto massa su massa, massa su volume, volume su volume, ppm parti per milioni.

Saturazione: una soluzione è definita satura se, ad una determinata temperatura, contenendo una quantità superiore al valore di solubilità può avere un corpo di fondo, o sovrasatura in caso di mancata di questo.

Molarità: la molarità, indicata con M, è un parametro fisico che esprime la concentrazione di un soluto in una soluzione, definita come il rapporto fra il numero di moli di soluto e il volume in litri della soluzione.

Mole: la mole è definita come la quantità di materia (o di sostanza) di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 12 g di carbonio 12, cioè uguale alla costante di Avogadro 6,022 10^23.

Volume: il volume, nel sistema internazionale, è un unità di misura misurata in metri cubi. Il volume è lo spazio occupato da un determinato corpo, da non confondere con la capacità che è definito come il volume massimo contenibile in un certo contenitore.

Solubilità: la solubilità è la quantità massima di un soluto che a una data temperatura si scioglie in una determinata quantità di solvente.

• 1 Becher da 250ml

• 1 Cilindro graduato da (10±0,1)ml

• 1 Cilindro graduato da (50±0,5)ml

• Foglio di carta con la "X" come parametro di misurazione

• Cronometro

• Na2S2O3 (Tiosolfato di sodio) 0,10M (50ml per I parte e 50ml II parte)

• HCl (Acido cloridrico) 2M (5ml per la I parte e 5ml per la II parte)

• Piastra riscaldante

• Termomentro

Finalità:

• Visualizzare la velocità con cui una reazione reagisce.

Obiettivi:

• Visualizzare la variazione di velocità in base alla variazione dei seguenti parametri: concentrazione e temperatura.

Prerequisiti:

• Conoscenza teorica della velocità di reazione, v= ([reagenti finale]-[reagenti iniziale])/(tempo finale-tempo iniziale)

• Conoscenza dell'entalpia, entropia, legge di Gibbs

• Molarità

Glossario:

• Concentrazione molare M: la concentrazione molare (M), detta anche molarità, indica la quantità di soluto espressa in moli (n) presente in 1L di soluzione

• Funzione di stato: una funzione di stato è una grandezza la cui variazione dipende solo dalla stato iniziale e finale e non dagli stati intermedi del sistema

• Entalpia: l'entalpia di un sistema chimico rappresenta l'energia totale di cui un sistema dispone e corrisponde alla somma della sua energia (U) e dal lavoro (p*V) che esse compie sull'ambiente

• Entropia: si chiama entropia (S) la funzione di stato termodinamica che misura il grado di disordine di un sistema

1. Prelevare con il cilindro graduato (10±0,1 ml) 5ml di HCl 2M e versarlo nel becher

2. Porre il becher sopra il foglio con la "X"

3. Prelevare con un secondo cilindro graduato (50±0,5 ml) 50ml di Na2S2O3 0,10M

4. Versare il contenuto del secondo cilindro nel becher e far partire il cronometro

5. Misurare il tempo necessario affinché l'intorbidamento dovuto allo zolfo prodotto dalla reazione copra completamente la croce osservandola da sopra.

   
   

Rielaborazione dati parte I:

-Dopo 3 minuti e 17 secondi abbiamo osservato che la croce è stata completamente coperto. Purtroppo per possibili impurità del materiale fornito o altri motivi il tempo misurato dal nostro gruppo è stato di 7-10 volte maggiore del tempo previsto e misurato da un secondo gruppo con lo stesso esperimento, cioè di circa 20-30 secondi.

1. Prelevare con il cilindro graduato 50ml di Na2S2O3 0,10M e porlo nel becher

2. Scaldare sulla piastra riscaldare il becher con il Na2S2O3 fino a circa 40°C, nel caso del nostro è stato portato a 48°C

3. Porre il becher sopra il foglio con la "X"

4. Prelevare con il cilindro graduato 5ml di HCl e versare nel becher e far partire il conometro

5. Misurare il tempo necessario affinché l'intorbidamento dovuto allo zolfo prodotto dalla reazione copra completamente la croce osservandola da sopra.

Rielaborazione dati parte II-finale:

-Dopo 12 secondi abbiamo osservato che la croce è stata completamente coperto.

-Possiamo osservare che il tempo è diminuito con l'aumentare della temperatura.

- Ossigeno (O₂): L’Hb lega l’O₂ negli alveoli polmonari, formando ossiemoglobina. L’affinità è modulata da fattori fisiologici come pH, temperatura e concentrazione di 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG), che influenzano la curva di dissociazione dell’ossigeno (a forma di S).

- Monossido di carbonio (CO): L’Hb ha un’affinità per il CO 200-250 volte superiore rispetto all’O₂, legandosi irreversibilmente per formare carbossiemoglobina. Ed è questo il motivo della tossicità del CO, che blocca il trasporto di O₂.

- Anidride carbonica (CO₂): Il CO₂ viene trasportato principalmente come ione bicarbonato (70%), ma una parte (20-30%) si lega ai gruppi amminici dell’Hb formando carbaminoemoglobina. Questo processo è favorito nei tessuti, dove il pH è più basso (dove avviene l'effetto Bohr).

2. Temperatura: Temperature elevate (es. durante esercizio fisico) diminuiscono l’affinità, promuovendo la liberazione di O₂.

3. 2,3-BPG: Prodotto dal metabolismo dei globuli rossi, si lega all’Hb stabilizzando la forma deossigenata, favorendo il rilascio di O₂.

4. CO e altri ligandi: Il CO compete con l’O₂, mentre il NO (ossido nitrico) modula la vasodilatazione.

Funzionamento del Saturimetro

Il saturimetro (pulsossimetro) misura la saturazione di O₂ nel sangue (SpO₂) in modo non invasivo. Sfrutta la Spettrofotometria:

- Due LED (rosso a ~660 nm e infrarosso a ~940 nm) illuminano la pelle (di solito un dito).

- L’ossiemoglobina assorbe più luce infrarossa, la deossiemoglobina più luce rossa.

- Un fotodetector misura la luce trasmessa, calcolando il rapporto tra le due lunghezze d’onda per stimare la SpO₂.

- Considera solo il flusso pulsatile (arterioso), escludendo il sangue venoso.

- Mancanza di dispositivi di sicurezza.

- Formazione inadeguata.

- Negligenza nelle norme antinfortunistiche.

Esempi comuni sono cadute dall’alto, schiacciamento da macchinari, o esposizione a sostanze tossiche. La prevenzione richiede rigorosi controlli, formazione e cultura della sicurezza.