L’acqua e il carbonio
Molte volte mi sono domandato quale sia l'importanza dell'acqua e del carbonio e che legame hanno con la nostra vita. Le risposte sono molte, a volte anche filosofiche e religiose, mi piace raccontare come la penso, e più in particolare così:
L'acqua (formula chimica H2O)
Le proprietà dell'acqua si fatica a comprenderle. Si deve partire dalla sua molecola costituita da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. La molecola risulta avere cariche libere positive e negative che rendono vive le proprietà dell'acqua. Le molecole si attraggono l'una all'altra perché vogliono raggiungere la neutralità, e così si origina la proprietà della coesione, cioè le molecole stanno legate tra loro con piacere, allo scopo di neutralizzarsi. Questa proprietà rende necessario fornire molto calore per far sì che le molecole si stacchino e possano evaporare. Questa proprietà permette anche di capire perché il ghiaccio galleggi, o meglio perché il solido sia più leggero del liquido; nel solido le molecole sono obbligate a restare un po' separate e così risulta meno denso e quindi più leggero… Prova a immaginare le molecole che vibrano nel liquido una contro l'altra e pensale quando scende la temperatura; vibrano meno e non riescono più a toccarsi, lasciando un po' di spazio tra l'una e l'altra.
Distanza molecole a) liquido; b) solido
Un'altra particolarità è quando le molecole vengono in contatto con l’aria che è neutra, si forma così una tensione superficiale, cioè delle cariche rimangono libere. Questa è la proprietà della tensione superficiale che utilizzano alcuni insetti per camminare sull'acqua.
Un'altra caratteristica interessante è che l'acqua aderisce; la proprietà di adesione nasce sempre dalla carica libera che permette di far aderire l'acqua ad altre sostanze o a corpi estranei. La capillarità nasce proprio da questa proprietà, l'acqua risale in tubicini grandi quanto i capelli, aderendo alle pareti e per la proprietà della coesione anche le altre risalgono. Ecco come risale l'acqua nelle piante…
Risalita acqua con forze di adesione e coesione
Il carbonio
Le cose si fanno spesse quando si parla di vita, alla base della quale c’è l'atomo di carbonio. Dall'atomo di carbonio si creano le catene carboniose costituite da Carbonio e Idrogeno e altri. Ad esempio i carboidrati sono formati da (CH2O)n cioè catene di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno.
Le proteine da amminoacidi, base fondamentale nella costituzione delle proteine, costituite come nella figura seguente da atomi di idrogeno, gruppo amminico, gruppo carbossilico e residuo organico.
Ma alla fine il tutto si basa sugli atomi di carbonio, perché? L’atomo presenta quattro elettroni liberi che si possono legare (trattino nella formula) ma alcuni di questi atomi di carbonio, si possono legare con altri atomi di carbonio, ecco le catene!
Con questo articolo abbiamo visto le caratteristiche dell'acqua e le proprietà del Carbonio che con i suoi quattro elettroni liberi e la possibilità di unirsi con altri atomi di Carbonio, permette la vita. In questa semplicità c'è molto della nostra vita ma siamo giunti a capirla dopo tanti anni di scienza e di ricerca.
Dr. Paolo Pozzi
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