FENOMENI CHIMICI: CARATTERISTICHE ED ESEMPI - CHIMICA - 2025

I fenomeni chimici sono quelli che comprendono una serie di reazioni chimiche che si verificano nella vita quotidiana. Mentre è vero che le reazioni chimiche possono essere studiate o eseguite in laboratorio, i fenomeni chimici possono essere visti ovunque; all'aperto, tra le nuvole, nel nostro corpo o nella stessa cucina.

Alcuni esempi di cambiamenti chimici sono bruciare legna, digerire il cibo, cuocere un uovo, arrugginire il ferro, cuocere una torta, frutta in decomposizione, arrostire carne, esplodere fuochi d'artificio e altro ancora.

La cottura dei biscotti è uno degli innumerevoli fenomeni chimici quotidiani che tutti conoscono. Fonte: holmespj tramite Pixabay.

È facile riconoscere i fenomeni chimici, sebbene non siano isolati ma in combinazione con cambiamenti fisici (o biologici). Si dice che si sia verificato un fenomeno chimico quando si osserva un aumento della temperatura, rilascio di gas, illuminazione improvvisa, formazione di precipitati; o cambiamenti di odore, colore o consistenza.

Tuttavia, tutti i fenomeni chimici condividono in comune la trasformazione nell'identità della materia; la rottura di legami per stabilirne di nuovi, la scomparsa di reagenti per generare prodotti.

Un fenomeno chimico "semplice" può comprendere o classificare un vasto numero di reazioni chimiche che obbediscono a uno o più meccanismi. Ciò si verifica in particolare quando cuciniamo, cuociamo (i biscotti nell'immagine in alto) o mangiamo, così come in processi biochimici interessanti come la bioluminescenza.

caratteristiche

Ogni reazione chimica separata ha un insieme di caratteristiche che consente di riconoscerle o classificarle dal resto; siano questi di doppio spostamento (metatesi), precipitazione, neutralizzazione, addizione, isomerizzazione, riduzione dell'ossido, idrogenazione, combustione, pirolisi, saponificazione, polimerizzazione e molti altri.

Alcuni di essi possono essere reversibili (i prodotti riformano i reagenti) o irreversibili (c'è solo la formazione del prodotto). Inoltre, alcuni sono esotermici, endotermici, lenti o veloci (con o senza catalizzatore).

Tuttavia, tutti concordano su un cambiamento nell'identità della materia (atomo, gruppo funzionale, molecola, ecc.). Ciò causa una variazione in una delle proprietà del sistema, che sono: colore, odore, pH, temperatura, pressione, viscosità, massa, volume, densità, indice di rifrazione, tra gli altri.

È anche frequente osservare il gorgogliamento, la comparsa di precipitati o fasi doppie, lampi o esplosioni. Un fenomeno chimico è quindi caratterizzato dal mostrare una combinazione di tali cambiamenti e può anche consistere in una serie di reazioni o trasformazioni strettamente legate tra loro.

Ecco perché, a seconda del prisma con cui viene osservato, i fenomeni chimici si riferiscono principalmente a tutti i processi naturali o quotidiani in cui si percepisce che ci sono state una o più reazioni chimiche simultanee.

Esempi

Cristallizzazione minerale

Alcuni minerali cristallizzano a causa dell'evaporazione dell'acqua. Fonte: Pxhere.

Sebbene non tutti i meccanismi di cristallizzazione minerale siano fenomeni strettamente chimici, è quando procedono da una soluzione acquosa, che evapora lentamente mentre gli ioni si raggruppano e formano cristalli di sale.

Le correnti d'acqua possono trasportare ioni dalle rocce ad altre regioni, dove alla fine evaporano e lasciano una scia di cristalli; come accade, ad esempio, nei laghi salati.

Combustione

Dove c'è fuoco c'è un'ossidazione vigorosa e altamente esotermica. Quando si accende la testa di un fiammifero, brucia con l'ossigeno nell'aria per produrre ossidi, il che è evidenziato non solo dal calore, ma anche dal cambiamento di colore nel fiammifero dal rosso al nero.

Un incendio è, quindi, un fenomeno chimico che comporta la formazione di molti ossidi; sebbene se si verifica in una foresta, giungla o montagna, questi saranno costituiti quasi interamente da monossido di carbonio, oltre che da ossidi di azoto e zolfo.

Pioggia acida

La pioggia acida è un fenomeno chimico che coinvolge l'idratazione di diversi ossidi di acidi gassosi (NO _x , SO ₃ , ClO ₂ , CO ₂ ). Quando questi ossidi gassosi interagiscono con le goccioline d'acqua nelle nuvole, si trasformano nei loro rispettivi ossoacidi (HNO ₃ , H ₂ SO ₄ , HClO ₃ , H ₂ CO ₃ ), che finiscono per essere scaricati sotto la pioggia.

Le piogge acide sono caratterizzate dal loro alto contenuto di HNO ₃ e H ₂ SO ₄ , che colpisce gli ecosistemi acquatici, le colture, l'acidificazione dell'acqua dei fiumi e il deterioramento delle statue di marmo.

Produzione e deterioramento dell'ozono

L'ozono nella stratosfera viene prodotto quando l'ossigeno reagisce con la radiazione ultravioletta del sole; e la sua distruzione naturale, sebbene con un meccanismo diverso, rigenera nuovamente l'ossigeno.

Esistono però specie chimiche che, a causa delle radiazioni ultraviolette, si decompongono in radicali liberi che distruggono l'ozono, inibendone l'azione protettiva.

Fermentazione

La fermentazione è un esempio di fenomeno chimico perché i microrganismi catalizzano le reazioni su un substrato organico, che generalmente è un alimento, un succo o una bevanda, per generare un drastico cambiamento nelle sue proprietà organolettiche; soprattutto quando si parla di sapore, come con birra e vino.

cucinare

Cucinare sta svolgendo una serie di fenomeni chimici in modo che una colazione, un pranzo o una cena possano essere preparati dagli ingredienti. Fonte: Milly Eaton tramite Pexels.

Si potrebbe scrivere un libro su tutti i fenomeni chimici che avvengono mentre cuciniamo. Per cominciare, l'uso del fuoco implica già la denaturazione delle proteine ​​che compongono il cibo, la loro disidratazione e la rottura di certi legami per generare prodotti che ne intensificano i sapori e i colori.

Bollire un uovo, cuocere pane o biscotti, friggere pollo o bistecche, preparare il caffè, scaldare la pasta, condire un'insalata con aceto, fermentare l'ananas, aggiungere limone al pesce per neutralizzare le ammine volatili, ecc., Sono essenzialmente esempi di fenomeni chimici.

Caramellizzazione e reazione di Maillard

La reazione di caramellizzazione dello zucchero viene utilizzata nella preparazione del caramello al formaggio. Fonte: Guillermo Amador (flickr.com)

Un altro particolare fenomeno chimico che si verifica frequentemente all'interno della cucina è la caramellizzazione. Consiste nel bruciare parzialmente una soluzione zuccherina finché non diventa dorata o marrone; cioè si ferma proprio quando il caramello è pronto.

Gli zuccheri iniziano a disidratarsi per azione del calore per creare un compendio di molecole; alcuni piccoli (furanone e maltolo), grazie ai quali il caramello ha il suo odore caratteristico; altri polimerici (caramelina e caramelano), responsabili dei colori del caramello.

Quando gli zuccheri sono accompagnati da proteine, avviene la reazione di Maillard, dove ora gli zuccheri reagiscono con i loro gruppi amminici.

Anche in questo caso, è tipico osservare il fenomeno chimico implicato in tale reazione nella cottura di biscotti o torte, nella preparazione delle birre, nella frittura della pancetta, nella doratura delle carni, nell'arrosto di pollo, nella tostatura del cereali, ecc.

Bioluminescenza

Il litorale di una spiaggia illuminata di notte grazie alla bioluminescenza delle alghe dinoflagellate. Fonte: Jed di San Diego, Repubblica della California

Infine, e non meno importante o curioso, abbiamo la bioluminescenza, dove organismi o creature sono in grado di generare, attraverso l'azione dell'enzima luciferasi sulla proteina luciferina, la propria luce. Un chiaro esempio è nelle lucciole e nei loro lampi gialli per tutta la notte.

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
2. Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica . (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
3. Elsevier. (2019). Fenomeni chimici. Estratto da: sciencedirect.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 ottobre 2019). Esempi di reazioni chimiche nella vita quotidiana. Estratto da: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Reazione chimica. Estratto da: en.wikipedia.org
6. Rice University. (2019). Classificazione delle reazioni chimiche. Recupero da: openstax.org
7. L'Istituto di biomimetica. (27 gennaio 2017). Chimica della natura. Estratto da: asknature.org
8. Ashley Hamer. (14 maggio 2018). 10 modi per modificare la tua cucina con la chimica. Estratto da: curiosity.com
9. Interesse composto. (2018). Chimica degli alimenti - La reazione di Maillard. Estratto da: compoundchem.com
10. Ashish. (25 marzo 2018). Perché lo zucchero diventa marrone una volta sciolto? Estratto da: scienceabc.com