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domenica 3 novembre 2024

Breve Lezione di Biologia - Il brodo primordiale - Esperimento di Miller-Urey sull'origine delle Biomolecole


Il brodo primordiale, noto anche come brodo prebiotico, è un ipotetico ambiente ancestrale nel quale, si pensa, possano essere avvenuti gli eventi chimico-fisici che avrebbero poi dato origine alla vita sulla terra. Dal punto di vista chimico, il brodo primordiale altro non sarebbe che una miscela acquosa di sali inorganici e vari composti chimici semplici a base di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, sia di natura organica (idrocarburi, amminoacidi, acidi carbossilici, brevi polimeri) che inorganica (ammoniaca, anidride carbonica).

Prima della comparsa della vita, l'atmosfera terrestre era prevalentemente costituita da azoto, anidride carbonica, vapore acqueo e pochi altri gas, mentre l'idrosfera era caratterizzata quasi esclusivamente da acqua allo stato liquido, considerando le elevate temperature del "giovane" pianeta terra. Sotto l'azione di fonti di energia libera quali i raggi ultravioletti solari e le scariche elettriche dei primi temporali, i gas atmosferici e le sostanze presenti negli oceani avrebbero dato luogo ad una serie di reazioni chimiche con la conseguente formazione delle prime molecole complesse. Tali molecole si sarebbero quindi accumulate in grande quantità negli oceani, dal momento che l'assenza di ossigeno e di qualsiasi organismo in grado di metabolizzarle ne limitava significativamente il degrado (attualmente, un terreno di coltura con le caratteristiche del brodo primordiale, abbandonato in natura, verrebbe rapidamente ossidato e metabolizzato). In questo ambiente ancestrale, con dinamiche ancora oggi non del tutto chiare, si sarebbero formati i primi agglomerati di molecole organiche abbastanza complessi da poter essere definiti cellule.
L'esperimento di Miller-Urey rappresenta la prima dimostrazione che le molecole organiche si possono formare spontaneamente, nelle giuste condizioni ambientali, a partire da sostanze inorganiche più semplici. L'esperimento portò di fatto alla formazione di una miscela organica aventi le caratteristiche chimiche del "brodo primordiale". L'esperimento fu condotto nel 1953 da Stanley Miller e dal suo docente, Harold Urey, per dimostrare la teoria di Oparin e Haldane, i quali ipotizzavano che le condizioni della Terra primordiale avessero favorito reazioni chimiche conducenti alla formazione di composti organici a partire da componenti inorganiche.

mercoledì 19 ottobre 2022

Elettrolisi dell'acqua - Contiene Video


L'elettrolisi dell'acqua è un processo elettrolitico nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la decomposizione dell'acqua in ossigeno ed idrogeno gassosi. Si usa anche in ambienti industriali, ad esempio nei processi di cromatura di diversi materiali (soprattutto metalli, a scopo sia protettivo che decorativo). Dal punto di vista etimologico, il termine elettrolisi è composto da elettro (elettricità) e lisi (separazione).



La cella elettrolitica è in genere composta da due elettrodi di un metallo inerte, ad esempio platino immersi in una soluzione elettrolitica e connessi ad una sorgente di corrente, in genere una batteria da 6 volt. La corrente elettrica dissocia la molecola d'acqua negli ioni H3O+ (in quanto i protoni liberi non possono esistere in soluzione) e OH-.

domenica 7 luglio 2019

Il brodo primordiale


Il brodo primordiale, noto anche come brodo prebiotico, è un ipotetico ambiente ancestrale nel quale, si pensa, possano essere avvenuti gli eventi chimico-fisici che avrebbero poi dato origine alla vita sulla terra. Dal punto di vista chimico, il brodo primordiale altro non sarebbe che una miscela acquosa di sali inorganici e vari composti chimici semplici a base di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, sia di natura organica (idrocarburi, amminoacidi, acidi carbossilici, brevi polimeri) che inorganica (ammoniaca, anidride carbonica).

Prima della comparsa della vita, l'atmosfera terrestre era prevalentemente costituita da azoto, anidride carbonica, vapore acqueo e pochi altri gas, mentre l'idrosfera era caratterizzata quasi esclusivamente da acqua allo stato liquido, considerando le elevate temperature del "giovane" pianeta terra. Sotto l'azione di fonti di energia libera quali i raggi ultravioletti solari e le scariche elettriche dei primi temporali, i gas atmosferici e le sostanze presenti negli oceani avrebbero dato luogo ad una serie di reazioni chimiche con la conseguente formazione delle prime molecole complesse. Tali molecole si sarebbero quindi accumulate in grande quantità negli oceani, dal momento che l'assenza di ossigeno e di qualsiasi organismo in grado di metabolizzarle ne limitava significativamente il degrado (attualmente, un terreno di coltura con le caratteristiche del brodo primordiale, abbandonato in natura, verrebbe rapidamente ossidato e metabolizzato). In questo ambiente ancestrale, con dinamiche ancora oggi non del tutto chiare, si sarebbero formati i primi agglomerati di molecole organiche abbastanza complessi da poter essere definiti cellule.
L'esperimento di Miller-Urey rappresenta la prima dimostrazione che le molecole organiche si possono formare spontaneamente, nelle giuste condizioni ambientali, a partire da sostanze inorganiche più semplici. L'esperimento portò di fatto alla formazione di una miscela organica aventi le caratteristiche chimiche del "brodo primordiale". L'esperimento fu condotto nel 1953 da Stanley Miller e dal suo docente, Harold Urey, per dimostrare la teoria di Oparin e Haldane, i quali ipotizzavano che le condizioni della Terra primordiale avessero favorito reazioni chimiche conducenti alla formazione di composti organici a partire da componenti inorganiche.

venerdì 27 aprile 2018

Numero atomico 8 - Ossigeno - Simbolo "O"

L'ossigeno è un elemento chimico della tavola periodica degli elementi. Ha come simbolo O, come numero atomico 8 e come numero di massa 16. Fa parte degli elementi del gruppo 16 sulla tabella periodica ed è un agente non metallico altamente reattivo e ossidante che forma facilmente ossidi con la maggior parte degli elementi, così come altri composti. Per massa, l'ossigeno è il terzo elemento più abbondante dell'universo, dopo l'idrogeno e l'elio. A temperatura e pressione standard due atomi dell'elemento si legano per formare il diossido di ossigeno, un gas diatomico incolore e inodore con formula chimica O2 che costituisce il 20,8% dell'atmosfera terrestre. Inoltre legato ad altri elementi è l'elemento chimico più comune della crosta terrestre, rappresentandone circa il 47% della massa.
Le proprietà dell'Ossigeno
L'ossigeno è fondamentale nella respirazione cellulare e molte delle principali classi di molecole organiche presenti negli organismi viventi, come le proteine, gli acidi nucleici, i carboidrati, i lipidi, contengono ossigeno. Nella maggior parte della massa degli organismi viventi è presente ossigeno come componente dell'acqua.
Molecola dell'acqua (H2O) - Bianco H (idrogeno), Rosso O (ossigeno)
L'ossigeno nell'atmosfera viene costantemente ripristinato dalla fotosintesi delle piante, utilizzando l'energia della luce solare per produrlo dall'acqua e dall'anidride carbonica. L'ossigeno è chimicamente troppo reattivo per rimanere un elemento libero nell'aria.
Un'altra forma (allotropia) dell'ossigeno è l'ozono (O3), un gas in grado di assorbire notevolmente le radiazioni ultraviolette.

Ozono O3 - Formula di struttura e Modello 3D

venerdì 18 agosto 2017

Idrosfera

Ciclo dell'acqua
L’idrosfera è costituita dall'insieme delle acque presenti nel sottosuolo e nella superficie del pianeta.

L'acqua che compone l'idrosfera può trovarsi in varie parti del corpo azzurro e celeste:
nella litosfera, sulla superficie della Terra e all'interno di rocce;
nella biosfera, componendo parte di creature della flora e della fauna;
nell'atmosfera, come nubi e vapore acqueo;
coprendo parte della crosta terrestre, in forma di oceani, calotte polari, ecc.

L'idrosfera è basata sul ciclo delle acque, che passano continuamente dallo stato liquido, a quello gassoso e, in alcuni casi, allo stato solido. La gran parte di queste acque è raccolta negli oceani, che ne permettono il continuo riciclo.

Distribuzione delle acque
Sul nostro pianeta si trovano 1,4 miliardi di chilometri cubi di acqua percentualmente così distribuita:

Acqua totale: oceani 97%, 2% acqua dolce
Acqua dolce: 79% calotte e ghiacci, 20% acque sotterranee, meno dell'1% acqua dolce in superficie facilmente accessibile
Acqua dolce in superficie facilmente accessibile: 2% laghi, 38% umidità del suolo, 8% vapore acqueo, 1% fiumi e torrenti, 1% acqua degli organismi viventi.

giovedì 10 agosto 2017

Perossido di idrogeno - Acqua ossigenata

Perossido di idrogeno - Acqua ossigenata
Il perossido di idrogeno (noto anche come acqua ossigenata) è il più semplice dei perossidi. La sua formula chimica è H2O2. Fu sintetizzato per la prima volta nel 1818 da Louis Jacques Thénard. La sua molecola non è planare: i due legami O-H formano tra loro un angolo diedro di 111°.
Effetti di una soluzione di perossido di idrogeno concentrata al 30% sulla pelle
A temperatura ambiente è un liquido incolore, viscoso e poco stabile, che può esplodere spontaneamente. Per questo non è mai utilizzato puro, ma in soluzione acquosa in percentuali mai superiori al 60%.
Per saperne di più: Acqua ossigenata

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