CENNI SULL’IDROGENO

CENNI SULL’IDROGENO

 L’utilizzo dell’idrogeno come combustibile era già conosciuto nella meta del secolo

scorso. Infatti, fino agli anni Cinquanta, nelle grandi città italiane e, ancora oggi in alcune città

europee, viene distribuito il cosiddetto “gas di città” per il riscaldamento delle case, e gli usi adibiti alla cottura dei cibi.

Questo gas e costituito da una miscela di idrogeno (circa il 50%) e ossido di carbonio, ottenuto facendo reagire il carbone con vapore d’acqua.

Per molti l’idrogeno e ancora legato ai ricordi dei primi dirigibili tedeschi, i mitici

Zeppelin, divenuti memorabili per le crociere transoceaniche che percorrevano.

Tra questi ricordi, purtroppo, ve ne sono alcuni anche tragici.

Infatti, per sottolineare la pericolosità dell’idrogeno, molto spesso si ricorda la tragedia del dirigibile Hindenburg, che si incendio e precipito al suolo nel 1937.

Ad un’analisi più accurata si noto che, in realtà, la presenza dell’idrogeno non era

stata la causa principale dell’accaduto. Infatti, recenti studi tendono ad attribuire la responsabilità dell’incendio, al rivestimento del dirigibile, estremamente infiammabile. Forse un accumulo di elettricità statica, a causa dei temporali che avevano ritardato l’attracco di Hindenburg.

potrebbe essere la causa dell’innesco. Quando le funi di ormeggio calarono giù dal dirigibile e toccarono il suolo, probabilmente innescarono una scintilla tra il rivestimento e il telaio. 

Questa teoria ha molti sostenitori, tra cui esperti.

Nel corso degli anni, il settore in cui si e concentrata la maggior parte delle ricerche e stato quello dei trasporti. Da decenni, ad esempio, si propone di utilizzare nel trasporto aereo l’idrogeno al

posto del combustibile attualmente utilizzato, soprattutto perché il peso dell’idrogeno risulta essere inferiore. Le prime esperienze in tale campo risalgono al 1957, quando negli Stati Uniti

fu costruito un bombardiere B-57 alimentato ad idrogeno.

Nel settore del trasporto su gomma, già nei primi anni settanta, un ingegnere torinese, Massimiliano

Longo, aveva sviluppato un sistema per utilizzare l’idrogeno nelle automobili.

Questa possibilità ha poi assunto un’importanza strategica con lo sviluppo delle celle a combustibile.

In realtà, già nel 1839 il fisico britannico William R. Grove dimostrò che la combinazione elettrochimica di idrogeno e ossigeno genera elettricità; egli riporto i risultati di un esperimento nel corso del quale era riuscito a generare energia elettrica in una cella contenente acido solforico,

dove erano stati immersi due elettrodi, costituiti da sottili fogli di platino, sui quali arrivavano rispettivamente idrogeno ed ossigeno.

Tuttavia, le celle a combustibile, basate su questo concetto, restarono poco più che curiosità di laboratorio per oltre un secolo, ovvero fino agli anni Sessanta, quando la NASA inizio a realizzarne versioni leggere (e costose) per alimentare i veicoli spaziali.

Oltre che per fini pacifici, nel secolo scorso l’idrogeno venne utilizzato anche nel settore militare.

Infatti, all'inizio degli anni Cinquanta, gli Americani finanziarono le ricerche per un nuovo tipo di ordigno dalle potenzialità distruttive ancora maggiori della bomba atomica. Il progetto, affidato ad un gruppo di scienziati diretto da Edward Teller, porto alla realizzazione di una nuova generazione di bombe, dette “H” o “all'idrogeno”, la cui potenza distruttiva era eccezionale, come dimostrò la prima esplosione sperimentale, fatta il 1 novembre 1952 nell'isoletta di Eniwetok nell'arcipelago delle Marshall (Pacifico settentrionale).

L'ordigno, che pesava 65 tonnellate, scavo un cratere largo 3 chilometri e profondo 800 metri, cancellando praticamente l'isola. Tali bombe non sono mai state usate in guerra, ma sono stati effettuati vari test sperimentali con molti effetti indesiderabili.

In particolare, la pioggia radioattiva a cui e associata l'esplosione può contaminare i cibi e causare gravi malattie, come il cancro. In parte, fu proprio per ridurre questi pericoli che nell'agosto del 1963 gli Stati Uniti, l'Unione Sovietica e la Gran Bretagna firmarono un trattato che bandiva gli esperimenti con qualsiasi tipo di arma nucleare nell'atmosfera (compresa la bomba all’idrogeno), nello spazio o sott'acqua. Da allora, molte altre nazioni hanno firmato questo trattato.

Ma alcuni Paesi non hanno ancora firmato e compiono tuttora esperimenti nell'atmosfera.

Gianni Galfré 20.12.13

CENNI STORICI SULL’OSSIGENO

CENNI STORICI SULL’OSSIGENO

L'ossigeno venne scoperto dal farmacista svedeseKarl Wilhelm Scheele nel 1771, ma la sua scoperta non venne immediatamente riconosciuta, e quella indipendente fatta nel 1774 da Joseph Priestley ricevette maggiore riconoscimento pubblico.

Nello stesso anno Antoine Laurent Lavoisier diede il nome all'elemento, ma solo nel 1777 Scheele lo riconobbe come un componente dell'aria. Nel 1781 Antoine Lavoisier ne accerto la funzione

indispensabile per i fenomeni di respirazione e di combustione.

A temperatura e pressione standard, l'ossigeno si trova in forma di gas costituito da due atomi O2 (numero CAS: 7782-44-7). Questa molecola e un importante componente dell'aria prodotta dalle piante durante la fotosintesi, ed e necessaria per la respirazione degli esseri viventi.

L'ossigeno liquido e solido hanno colore azzurro e sono entrambi altamente paramagnetici. La teoria degli orbitali molecolari ha spiegato il fenomeno del paramagnetismo e ha confermato che il legame e da considerarsi doppio: i due elettroni meno legati in O2 occupano orbitali degeneri di simmetria π ed hanno spin (momento angolare intrinseco di particelle subatomiche o di nuclei atomici) paralleli. Ciò porta ad uno stato fondamentale di tripletto che ha come conseguenza una straordinaria inerzia cinetica nelle reazioni di ossidazione di molecole organiche diamagnetiche perche tali reazioni avvengono senza la conservazione del numero quantico totale di spin.

L'ossigeno è l'elemento più abbondante della crosta terrestre, si stima che ammonti al 46,7%.

L'ossigeno forma l'87% degli oceani (in quanto componente dell'acqua, H2O) e il 20% dell'atmosfera terrestre (come O2 o O3, ozono).

I composti di ossigeno, in particolare ossidi metallici, silicati (SiO4 4-) e carbonati (CO3 2-), si trovano comunemente nelle rocce e nel terreno. L'acqua ghiacciata e un solido comune sui pianeti e le comete. Le calotte polari di Marte sono composte da anidride carbonica congelata. I composti di ossigeno si trovano in tutto l'universo e lo spettro dell'ossigeno e spesso rintracciabile nelle stelle.

Di solito, l'ossigeno e ben scarso nei pianeti gassosi.

Gianni Galfré 19.12.13

CENNI SULL’OSSIGENO - O

CENNI SULL’OSSIGENO - O

L'ossigeno e l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo O e come numero atomico 8. Il nome viene dal greco: οξύς (oxys - acido, letteralmente: appuntito) e la radice γεν che significa "generare". L'elemento e comune e si trova non solo sulla Terra ma in tutto l'universo.

L'ossigeno libero, come lo si trova sulla Terra, e termo dinamicamente instabile, ma esiste grazie

all'azione della fotosintesi delle piante. L'ossigeno e l'elemento chimico più comune della

crosta terrestre rappresentandone circa il 47% della massa, mentre nell'atmosfera e in

percentuale del 21%. Assieme all'acqua e ai composti di carbonio e l'elemento che permette la

vita sulla Terra.

Gianni Galfré 19.12.13

FISICA E CHIMICA DELL'ACQUA LE PRIME SCOPERTE SCIENTIFICHE

FISICA E CHIMICA DELL'ACQUA LE PRIME SCOPERTE SCIENTIFICHE

La convinzione che l'acqua fosse un elemento primigenio e indivisibile si protrasse fino agli ultimi decenni del XVIII secolo, quando gli scienziati Lavoisier e Cavendish

scoprirono che questa sostanza e formata in realtà da due costituenti: idrogeno e ossigeno. Nel 1742, Anders Celsius definì la scala di temperatura che prende il suo nome, ponendo il punto di fusione dell'acqua (alla normale pressione atmosferica) a 0 gradi ed il punto di ebollizione a 100 gradi.

La prima scomposizione dell'acqua in idrogeno e ossigeno (i suoi componenti elementari) fu eseguita nel 1800 dal chimico inglese William Nicholson, tramite il processo di elettrolisi. L'acqua e infatti parzialmente dissociata in ioni H+ e OH-, che migrano verso i due poli della cella elettrolitica.

l'ossigeno e l'idrogeno vengono prodotti sotto forma di bolle gassose sulla superficie degli elettrodi, da cui possono essere raccolti.

Gilbert Newton Lewis ha isolato il primo campione di pura acqua pesante (in cui l'idrogeno e sostituito dal deuterio, suo isotopo) nel 1933.

Gianni Galfré 19.12.13

CENNI SULL'ACQUA O H2O

CENNI SULL'ACQUA O H2O

L'acqua è un composto chimico di formula molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno con legame covalente. In condizioni di temperatura e pressione normali si presenta come un sistema bifase – costituito da un liquido incolore e insapore (acqua) e da un gas incolore (vapore acqueo) – ma anche come un solido (ghiaccio) nel caso in cui la temperatura sia uguale o inferiore alla temperatura di congelamento.

Essendo l'acqua un ottimo solvente, le acque naturali contengono disciolte moltissime altre sostanze, ed è per questo motivo che con il termine "acqua" si intende comunemente sia il composto chimico puro di formula H2O, sia la miscela (liquida) formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al suo interno.

L'acqua in natura è tra i principali costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le forme di vita conosciute, uomo compreso; ad essa è dovuta anche la stessa origine della vita sul nostro pianeta ed è inoltre indispensabile anche nell'uso civile, agricolo e industriale; l'uomo ne ha inoltre riconosciuto sin da tempi antichissimi la sua importanza, identificandola come uno dei principali elementi costitutivi dell'universo, attribuendole un profondo valore simbolico, riscontrabile nelle principali religioni.

Sulla Terra l'acqua copre il 70,8% della superficie del pianeta e più o meno con la stessa percentuale è il maggior costituente del corpo umano.

Gianni Galfré 19.12.13

HHO OD OSSIDROGENO O CONSUETUDINARIA MENTE "GAS DI BROWN"

HHO OD OSSIDROGENO, O

CONSUETUDINARIA MENTE  "GAS DI BROWN" 

L'ossidrogeno è una miscela di gas di idrogeno e ossigeno tipicamente nella proporzione atomica di 2 a 1, la stessa dell'acqua.

La sua produzione avviene infatti grazie all'acqua processata per elettrolisi (è un processo che consiste nello svolgimento di trasformazioni chimiche grazie all'apporto di energia elettrica; si ha quindi la conversione dell'energia elettrica in energia chimica).

La scomposizione della molecola dell'acqua viene quindi per processo elettro fisico, ovvero, utilizzando un dispositivo elettrotecnico concepito già nel tardo 800.  

La stessa scissione, produce un gas (ossidrogeno), il quale, "bruciando"  si trasforma in vapore acqueo, rilasciando, o meglio, sprigionando l'energia che sostiene la reazione, questo, quando viene portato alla sua temperatura di auto ignizione. Per una miscela stechiometrica alla normale pressione atmosferica, questa temperatura è di circa 580 °C (1065 °F).

L'energia minima necessaria per accendere una tale miscela con una scintilla è di circa 0.02 millijoule.

Gianni Galfré 18.12.13

                    In figura l' "Electrolyser" di cui venne posto Brevetto nel lontano 1884 in U.S.A.