Dell’urina

Qualche notizia e curiosità sull’ urina,  sostanza  disprezzata della quale   si preferisce tacere  ma, forse, la più utile fra quelle  che  fino ad oggi siamo riusciti a produrre

Ho deciso di far tesoro delle direttive degli esperti in didattica della chimica  che raccomandano di non perdere mai di vista il vissuto dell studente, e così, parlando di soluzioni, mi è sembrata una buona idea fare un esempio  decisamente concreto e spendere due parole  sulla pipì.

E’ ora di saperne di più su  questa sostanza che costringe discenti di scuole di   ogni ordine e grado  a rinunciare a momenti topici della lezione di chimica (e non solo di quella)!

E’ anche ora  di svelare la  relazione fra la sua produzione e i litri di acqua, the, bibite che vengono meticolosamente sorseggiati nel corso delle cinque ore mattutine dedicate all’ apprendimento.

Inoltre,  da un attento esame  alla storia della  scienza, emerge innegabile il debito che la chimica ha  verso l’ urina e i suoi componenti.  A questo punto mi sembra proprio inevitabile  parlarne, almeno  un po’.

composizione urina

composizione dell’ urina

Dunque: l’ urina è una soluzione acquosa a composizione variabile, risultato della fitrazione del sangue operata dai reni. (Mentre scrivo,  l’insegnante che è in me mi fa notare quanto potrebbe essere interessante un approfondimento su filtrazione e filtri: zittisco per ora  il pedante inquilino e procedo).

E’ composta per il 95% di H2O  e per il restante 5% di sostanze di rifiuto filtrate dai reni. Quel 5% è quanto di più vario e complesso ci possa essere e solo recentemente i ricercatori, dopo sette anni di ricerche, sembrano essere arrivati a capo dell’intricato e variabile insieme di sostanze, registrando la presenza di ben 3000  composti diversi. Per questa ricerca sono state utilizzate svariate tecniche d’indagine quali la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, la gascromatografia, la spettrometria di massa  e la cromatografia liquida.  Un’ enorme dispiego di forze, ma d’altra parte l’analisi delle urine  è una spia fomidabile, in grado di fornire  informazioni di ogni tipo  sull’ individuo che vi si sottopone: il tipo di alimentazione, le bevande, i farmaci e gli inquinanti a cui è stato esposto.

Ne è passato di tempo da quando  colore, odore e … sapore delle urine  erano  gli unici indicatori dello stato di salute dell’individuo. Queste immagini  danno qualche suggerimento sulla relazione colore delle urine/stato d’idratazione.

Vorrei per un attimo concentrarmi sul fatto che  l’urina  è formata per il 95% di acqua e mostrare questa interessante infografica con un titolo  piuttosto significativo e un tantino inquietante: dal tuo water al tuo lavandino

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L’infografica ricorda che  il 70% del nostro pianeta è formato d’acqua e che  un volume in litri d’acqua pari a   numero viene  continuamente coinvolto nel ciclo dell’acqua.  Dal momento che noi siamo per il 65% composti d’acqua, che ingeriamo ed espelliamo,  l’acqua che proviene dalla nostra pipì assume un peso molto significativo all’interno del ciclo. Pare che alcuni matematici abbiano stimato che in un bicchiere d’acqua  che beviamo, ci siano 2100 molecole di pipì di Cesare o secondo altre  stime  40000 molecole di pipì di Mosè. Suppongo che questi dati siano il risultato di procedimenti  tipo” problemi di Fermi” e  potremmo quindi  provare a  stimare, allo stesso modo, le molecole di pipì del nostro scienziato, musicista o scrittore preferito che ci beviamo  ogni giorno!

Molto filosofico il finale del’infografica, da leggere assolutamente  in lingua originale  per gustarne appieno il significato e dare tutt’altra dignità alle  nostre minzioni giornaliere!

E ora un po’ di poesia. Solo alcuni versi tratti dalle Nugae di Catullo precisamente il carme 39

………

Se tu fossi un romano, un sabino o un tiburtino,

un umbro parco o un obeso etrusco,

un lanuvino bruno e di dentatura robusta

un traspadano, tanto per citare anche i miei,

e insomma un qualsivoglia che i denti se li cura,

pure non vorrei che tu ridessi dappertutto, a tutto

spiano: non c’è nulla di più insulso del tuo ridere.

Ma tu vieni dall’Iberia; e tra i tuoi iberici va

di moda, alla mattina, denti e gengive

sfregarseli a sangue con l’orina:

così il grado di bianchezza del tuoi denti è

dovuto, in proporzione, a quanta orina tu hai bevuto.

Probabilmente questi versi non trasudano poesia, almeno non quella che intendiamo di solito, ma ci danno un’ idea delle proprietà sbiancanti dell’urina, dovute ai sali d’ammonio che contiene. E se Catullo disprezza l’iberico Egnazio per il suo disgustoso dentifricio ( in realtà pare  che la sua  amata Lesbia non disdegnasse affatto il candido sorriso dello spagnolo) per alcuni romani l’urina era oro puro! Veniva infatti utilizzata  dai fullonici  per la pulizia dei tessuti e nella lavorazione della lana.Nelle città romane, Pompei compresa,  c’erano luoghi in cui si raccoglieva la preziosa sostanza e  fino all’arrivo dell’   imperatore Vespasiano, intorno al 69 d.C.,  i tintori potevano disporre gratuitamente di tutto quel ben di dio. Poi l’imperatore impose una tassa sulla raccolta delle urine che, da quel momento, poteva essere praticata solo in zone ben precise (vespasiani). E al figlio, perplesso sulla provenienza di quel  denaro, pare che Vespasiano abbia detto “Pecunia non olet” ovvero il denaro non puzza  dando un fulgido esempio ai politici futuri e legando indissolubilmente il suo nome a quello dei gabinetti.

E gli impieghi di questa strabilante sostanza non finiscono qui:  oltre che per lavaggi, tinture e concia di pelli,  L’urina divenne fondamentale nella preparazione del salnitro, nitrato di potassio, componente  cruciale della polvere da sparo. Nel sec. XVI, G. Agricola ne descrisse la preparazione usata nelle nitriere o salpetriere artificiali, fosse o bacini dove si ponevano ammassi di terriccio, rottami, torba e ceneri di piante, mescolati a residui organici umettati con letame, colaticcio di stalla, urina, ecc., abbandonando il tutto per molti mesi all’azione della flora batterica nitrificante. In tal modo si aveva la formazione di nitrato di potassio misto a nitrati di calcio e di magnesio che per ulteriore trattamento con ceneri di piante venivano trasformati in nitrato potassico.

Accanto a questo uso bellico c’è anche quello agricolo dell’urina impiegata come fertilizzante.

Per completare questa breve carrellata fra gli  usi dell’urina legati al pasato,  voglio ricordare che fino a non molto tempo fa, l’harris tweed prezioso tessuto dai caldi colori autunnali, prodotto nelle isole Hebridi, veniva tinto con licheni trattati con urina umana o di pecora.

In tempi più recenti,  la pipì è diventata una fonte d’acqua e  in futuro lo sarà di elettricità, nella Stazione spaziale internazionale,  come ci dice questo articolo pubblicato dalla rivista scientifica Galilleo

Veniamo ora al debito che ha la chimica nei confronti dell’ urina. Intorno al 1670 il chimico tedesco Henning Brand, definito  l’ultimo degli alchimisti, mentre ricercava la pietra filosofale … nell’urina, vi trovò invece il fosforo. Divenne così il primo uomo a scoprire un elemento che non si conoscesse, in una forma o nell’altra, prima dello sviluppo della scienza moderna. Nel 1680 Boyle riuscì nuovamente a ricavare il fosforo dall’ urina.

E non è tutto! Fino al 1828 si affermava che le sostanze organiche avessero bisogno della forza vitale e si potessero incontrare solo dove ci fosse la vita. In quella data, un chimico tedesco Friedrik Woller, riscaldando del cianato di ammonio, considerato all’epoca sostanza inorganica, scoprì che si stavano formando cristalli simili a quelli dell’urea, un prodotto di rifiuto che viene eliminato in notevole quantità con l’urina. Un esame approfondito rivelò che si trattava proprio di cristalli di urea, un composto sicuramente organico. Questo esperimento fu l’inizio  della demolizione della teoria del ” vitalismo” e diede l’imput ai chimici per la ricerca di nuove sostanze organiche.

Voglio concludere con un video decisamente bizzarro che simula il percorso di uno schizzo di pipì dalla … fonte al W.C. Le ragioni di questo prezioso esperimento potrete leggerle qui

 

 

 

 

 

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Dell’esistenza dell’atomo

L’atomo esiste!

Cancellate subito quel sorrisino sarcastico che sta affiorando sui vostri volti: non voleva essere uno scoop, so benissimo che è cosa nota  da circa un centinaio d’anni! Eppure, nonostante il mondo in cui io sono nata fosse già atomico, (indizio sulla mia età: ho meno di cento anni )  e allora si parlasse addirittura  di Era Atomica, poche sono  le cose  capaci di affascinarmi e di obbligarmi a pensare come invece  è in grado di fare  l’atomo. Potrei quasi dire che mi fa piacere che esista. Quando guardo il gatto Astro o il cactus fiorito, quando respiro o mi accorgo di vivere, ecco,  immediatamente,  mi viene in mente lui, l’atomo, la materia prima  di  tutto l’universo.  Se poi, da chimico, sostituisco “atomo” con “elemento”,  mi appaiono tutti lì,  strategicamente disposti sulla tavola  periodica  e non posso che stupirmi che la straordinaria varietà del mondo sia il risultato di  combinazioni, incontri e scontri di   pochi, pochissimi individui ( 118 sulla tavola, ma molto meno quelli attivi).

Stupore: questo mi scatena l’atomo, da sempre, ancor prima di incontrare Schrödinger e la meccanica quantistitica all’Università e di scoprire che non solo era impossibile da vedere, ma anche da immaginare! Anche se un modo per vederli oggi c’è.

E’ vero che gli atomi  non potranno mai essere visti con gli occhi o utilizzando un normale microscopio. Sono troppo piccoli per la luce visibile la cui lunghezza d’onda è migliaia di volte più grande di un atomo.

Oggi però, si può però ottenere un’immagine indiretta dell’atomo usando altri tipi di microscopi che non usano la luce visibile, come ad esempio un microscopio elettronico o uno scanning tunneling microscope STM. Le immagini  che mostrano sono false: forme e colori sono aggiunti dai computer. Tuttavia si può ottenere una mappa che dà informazioni sulle dimensioni e la la loro  disposizione.

STMLo scanning tunnelling microscope (STM) è uno strumento fantastico che  ci ha permesso negli ultimi 20 anni di vedere gli atomi uno a uno.
Questo microscopio consiste di una punta che puo’ essere fatta scorrere (scanning) sulla superficie del materiale metallico del quale si vogliono “fotografare” gli atomi. E’ possibile posizionare la punta con grandissima precisione a una distanza fissa dalla superficie. Il microscopio funziona registrando la posizione della punta in ogni momento. Queste misure ci danno una rappresentazione in rilievo della superficie dove le “montagne” sono i singoli atomi. Il posizionamento è  fatto mantenendo costante la corrente che si stabilisce tra la punta e il campione: corrente dovuta all’effetto tunnel ( tunnelling).

Se cliccate qui, potrete vedere delle immagini fantastiche!

Immaginare un atomo con tanto di  nucleo ed elettroni  invece,  diventa davvero arduo visto che i modelli ancora  presenti sui libri scolastici non sono soddisfacenti e l’unico modo per descriverlo correttamente è quello di utilizzare  funzioni d’onda,  funzioni matematiche  di soluzione non proprio intuitiva! Non voglio  ancora affrontare l’argomento ma posso consigliare due libri  che ho trovato molto interessanti e piacevoli

Jim Al-Khalili- La fisica dei perplessi- Bollati Boringhieri

Marco Delmastro – Particelle familiari- Editori  Laterza (ottimo per gli studenti delle superiori!)

Ma ritorniamo allo scoop iniziale: L’atomo esiste ! E’ questo il titolo che ho dato alla traduzione in filmato di alcune slide di un lavoro in  power point fatto qualche tempo fa.  Non è stupendo ma può essere  didatticamente utile perchè  racconta brevemente il percorso  fatto dall’uomo  per arrivare ad affermare l’esistenza degli atomi.

 

 

 

Vi lascio con due visioni poetiche dell’argomento distanti più di 2000 anni fra loro:  alcuni frammenti  di tratti da un meraviglioso poema latino De rerum natura di Lucrezio  (98-54 a.C.) e il video “il bambino e il suo atomo ” IBM (2o13 d.C)

 

E affinché tuttavia dei miei detti non dubiti

per il fatto che gli atomi sfuggono agli occhi,

apprendi che esistono corpi oltre gli atomi

che nemmeno si possono vedere e dei quali

devi tu stesso ammettere l’essere.

……

inoltre sentiamo dei corpi gli odori diversi

e niente vediamo venire alle nari;

nè i flussi vediamo del caldo e del freddo

nè dato è di scorgere il suon della voce;

eppure son cose di vita corporea,

perchè muovono i sensi: infatti

toccar ed esser toccato a nulla è possibile

che non sia di natura corporea.

Lucrezio  De rerum natura, I , 263-270, 297-304

 

 

 

 

 

 

 

 

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Ancora miscugli

“Ancora miscugli?! Uffa!! In classe, in laboratorio, sul blog basta!”

la scienza della pasticceriaNoto però che nell’elenco di ambienti reali e virtuali  che avete menzionato nella vostra lamentazione iniziale , non è citata la cucina e quindi, oggi andremo proprio là. Nelle slide  si  parlerà, infatti,  della preparazione  di un miscuglio commestibile molto, molto semplice ma ho cattive notizie per voi! Ho comprato un libro fantastico ( che consiglio  caldamente a tutti!)

Dario Bressanini – La scienza della pasticceria – la chimica dei bignè -  Gribaudo

Ne sono certa: questo  migliorerà di molto la qualità dei miscugli culinari  che vi proporrò durante l’anno, aggiungendo anche  quel pizzico di complessità sufficiente a renderli  ancora  più interessanti.

 

 

 

 

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Magia

cappello mago“Come fa ad esistere la magia? E come ha fatto la gente a scoprirla per poi applicarla?”
La consegna era: scrivere una domanda, una curiosità, preferibilmente inerente alla chimica o comunque tale da richiedere risposte di carattere scientifico, alla quale fosse possibile dare risposta nel corso dell’anno, .
Le ragioni di questa richiesta erano molteplici: trovare centri d’interesse sui quali puntare nel corso dell’anno per coinvolgerli il più possibile, capire se fosse chiaro il concetto di scienza, capire se avessero recepito, a grandi linee, i campi d’intervento della chimica.
Non è stato facile tirar fuori qualcosa: d’acchito sembrava che nulla li incuriosisse o li interessasse. Poi qualcosa è saltato fuori, rivelando come il concetto di scienza non sia per nulla chiaro e quello di chimica men che meno.
Riproporrò la consegna fra tre mesi per vedere se c’è stato qualche cambiamento e intanto lavorerò sulle risposte alle domande possibili.
La domanda che ho scritto lassù in alto però , mi ha dato una violenta fitta al cuore. Badate bene non era
“esiste la magia ?’” e l’avrei considerato un modo provocatorio per dare il via a una discussione, un desiderio di approfondire il concetto di scienza.
Mi trovavo di fronte a un’affermazione. “La magia esiste” seguita dalla serie di domande incredibili “come è stata scoperta” e “quali ne sono le regole”.
Praticamente il programma della prima lezione nella scuola di magia di Harry Potter!
Ora, può essere che con gli anni la mia somiglianza con maga Magò si sia accentuata e questo abbia fatto scattare una serie di associazioni concretizzatesi in quella domanda. Certo, uscire dal mondo dell’infanzia è complesso, pensavo però che intorno a 16 anni il più fosse fatto e maghi e fattucchiere avessero trovato la loro giusta collocazione!
Guardando però la nostra Italia così culturalmente arretrata, soprattutto in campo scientifico, il dubbio è che non sia un difficile ingresso nel mondo degli adulti ad aver ispirato quella improponibile questione! Temo invece che sempre più si stia scivolando verso l’oscurantismo e la superstizione e la naturalezza mostrata nel porre la domanda ne è un’ implicita conferma.
Erano gli anni 70 quando, in televisione, Piero Angela faceva quel suo viaggio nel paranormale in cui con l’aiuto di un bravissimo prestigiatore svelava truffe di ogni genere. Ora siamo in controtendenza, ora in tv c’è Voyager e … non dico altro.
Eppure a me sembra che la scienza e la tecnologia ci abbiano regalato conoscenze, scoperte e invenzioni affascinanti e davvero magiche: perché non appassionarsi e ricercare l’origine e le regole di quelle discipline?
Voglio concludere questo post riportando una parte della prefazione al libro “La fisica dei perplessi” di Jim Al-khalili, Il testo si occupa di meccanica quantistica, quanto di più strano esista nel mondo della scienza e l’autore, per presentare l’argomento al lettori, sceglie alcune frasi, che mi sembrano in perfetta sintonia con il tema di queste righe.

prefazioneFeyman
Ho cambiato idea: lascio a questo video la conclusione.

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In laboratorio; bilance e cilindri graduati

Bilance e cilindri

Qualche slide atipica per ricordarvi cosa avete visto, udito e fatto in laboratorio.

 

 

 

Per saperne di più sugli strumenti di laboratorio leggete i due articoli di Sergio Palazzi pubblicati sul sito di Chimicare. In particolare  cercate gli strumenti e la vetreria che avete usato e leggetevi quello che dice sul picnometro,  lo strumento utilizzato per le misure di densità.

Nelle slide cito due libri:

il “Trattato elementare di chimica ” che , a dispetto del titolo, è un pò troppo impegnativo per il momento!

Primo Levi -L’altrui mestiere- Einaudi. Un libro splendido.  E di questo leggeremo e discuteremo  diversi capitoli.

A chi fosse interessato alla lettura degli scritti originali di Lavoisier (qualche visitatore del sito!) consiglio un libro  a cura di Marco Taddia docente di Chimica Analitica all’Università di Bologna e da Marco Ciardi docente di Storia della Scienza al Dipartimento di Filosofia dello stesso Ateneo  :

Antoine – Laurent Lavoisier -” Opuscoli fisici e chimici” – Bononia University Press 2005

Ancora un consiglio per visitatori interessati:

eccovi un libro ( datato e forse difficile da trovare) che trovo molto utile in quanto è un’antologia di testi originali, scritti da famosissimi scienziati,   su argomenti quali materia e energia:

A.Baracca, A.Rossi-Materia e Energia- Milano 1978

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Chimica cioè?

Eccovi le prime slide. Vi avverto: non aspettatevi un riassunto tradizionale; quello proprio non riesco a farlo. Provate a leggere le mie storie  e, visto che ci siete, date un’ occhiatina anche  qui. Naturalmente potete commentare,  suggerire, chiedere, aprire discussioni, interagire come meglio credete.   Vorrei che provaste a considerare questo spazio  come un punto di incontro, una piazza, che, con le sue attività, potrebbe rendere più piacevole e vivace il percorso ! Per ora, buona lettura!

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Ai miei nuovi studenti

avatarCarissimi studenti ancora sconosciuti,

mi chiamo Margherita Spanedda e sarò la vostra guida in questo tour ” Le meraviglie della chimica”: un fantastico viaggio tra i segreti di una materia sconosciuta o misconosciuta, che durerà un anno. Alcune escursioni saranno un po’ faticose ma vi assicuro: ne vale la pena!
Ricordate l’attrezzatura , importante per affrontare tutte le difficoltà, che potrebbero ostacolare il nostro cammino. Deve essere leggera e confortevole. Lasciate perciò a casa paure e pregiudizi: sono pesanti e creano un mucchio di problemi . Fate invece una buona scorta di curiosità. Non potete immaginare quanto sia utile per rendere facile e divertente anche l’itinerario più intricato e impervio ( Ah! non dimenticate il vocabolario, magari in edizione tascabile).
Ricordatevi l’immaginazione e la fantasia, indispensabili per questa escursione nella scienza: anche quello che può sembrare banale si può trasformare in qualcosa di inaspettato e veramente esplosivo se vi assicurerete una buona dose di questi due ingredienti!
Ricordate quelle domande che vi erano venute in mente in viaggi precedenti e alle quali ancora non avete dato risposta. Magari a soluzione potrebbe essere là, alla fine di un sentiero ancora inesplorato o nascosta in quello che da lontano sembrava un intricato e arido bosco e ora appare un magico luogo pieno di giganteschi funghi porcini.
E poi dimenticate. Dimenticate tutte le cose che avete imparato a memoria – e mai veramente capito- quelle che ora sono lì, appiccicate come inutile zavorra; non le poesie però! Di quelle ce ne sarà bisogno lungo tutto il cammino ( e non mi riferisco solo al nostro viaggio!).
Dimenticate la paura di non sapere e di non essere capaci di. Avete una grossa opportunità: affrontare un percorso nuovo: mettetevi in gioco, sperimentate e … fidatevi della guida.
Non è la prima volta che affronto questo viaggio e ne conosco le difficoltà. Vi indicherò i percorsi, ma lascerò che siate voi a scoprirne tutte le bellezze. Ad alcune domande risponderò, per altre risposte dovrete voi cercare, osservare e sperimentare. Nella mia valigia ho messo, insieme all’esperienza, la pazienza e la voglia di conoscere nuove persone, una grossa quantità di entusiasmo  Quello che tenterò di trasmettervi, infatti, non sarà un semplice fagotto di  nozioni ma un po’ di entusiasmo, un po’ di quello che provo io per questa materia e, nonostante tutto, per il mio mestiere.
Mi piace il mio modo di guardare il mondo: mi piacciono le mille storie che può raccontarmi una goccia d’acqua o un cristallo di sale. Mi piace poter osservare le cose da diverse angolazioni e vederle sempre diverse. Mi piace scoprire la complessità del mondo in cui vivo.
Vorrei fosse così anche per voi e mi impegnerò per raggiungere questo obiettivo.
Quando ci conosceremo quindi, tracceremo un itinerario, partendo proprio dalle vostre domande e dalle vostre curiosità.
In attesa di conoscervi, non mi resta che augurarvi

BUON VIAGGIO!

* Astenersi da Mentos e Coca Cola o almeno non limitarsi a quello ;)

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