L'angolo del chimico

[Sedobren Gocce]

rispetto parlando... forse non t è molto chiaro un piccolo grande punto...
la frazione di secondo che t separa dal continuare a muover passi sulla Terra e il passare a miglior/peggior vita è molto piccola... il più delle volte non te ne rendi neanche conto...
e t posso assicurare che ho visto gente dopo Capodanno messa MALE perché ha voluto improvvisarsi novella dinamitarda...
lungi da me dirti cosa fare... la vita è tua... ma vorrei ragionassi sopra BENE...
d'altronde Uomo avvisato, mezzo salvato

[Sedobren Gocce]

Viste le recenti novità in materia di alcoltest per chi guida, ovvero il possibile abbassamento della soglia da 0.5 g/L a 0.2 g/L, ho pensato di parlare dell'etilometro.

Innnanzitutto, è uno strumento di misurazione utilizzato per determinare il valore dell'alcool, ovvero dell'etanolo contenuto nel sangue.
In Italia sono omologati gli apparecchi in grado di misurare tale concentrazione attraverso l'analisi dell'aria alveolare espirata.

L'etanolo, dopo essere ingerito, viene rapidamente assorbito dallo stomaco e dall'intestino tenue e si distribuisce in tutta l'acqua corporea (che, per l'organismo umano, ammonta a circa 0,55 L/kg). La maggior parte (circa il 90%) dell’etanolo viene metabolizzato nell'organismo, mentre una piccola parte viene eliminato nelle urine, nel sudore e nell’aria espirata: il rapporto di etanolemia (concentrazione di etanolo nel sangue) e aria alveolare è relativamente costante, 80 mg di etanolo per 100 mL di sangue producono 35µg/100mL di etanolo nell'aria espirata.


La concentrazione alcoolemica viene indicata in g/L, in modo da determinare il superamento dei limiti fissati dal codice della strada attualmente pari a 0,5 g/L.


Un foglio del 1927 prodotto da Emil Bogen che raccolse aria in un pallone e poi testo quest'aria alla ricerca di tracce di alcool, scoprì che il contenuto di alcool di 2L di aria espirata era poco maggiore di quello contenuto in 1cc di urina. Comunque, la ricerca sulla possibilità di usare il respiro per testare il contenuto di alcool in un corpo umano risaleva al lontano 1874 quando Anstie fece l'osservazione che piccole quantità di alcool venivano escrete attraverso il respiro.


Il primo dispositivo pratico "da strada" per testare il respiro creato ad uso della polizia fu il drunkometer. Fu sviluppato dal Professore Harger nel 1938. Raccoglieva il campione del respiro di un guidatore direttamente in un pallone all'interno della macchina. Il campione veniva poi pompato attraverso una soluzione acida di potassio permanganato. Se c'era alcool nel campione, la soluzione cambiava colore. Più il colore cambiava, maggiore era la quantità di alcool presente nel respiro.
Era abbastanza ingombrante ed era approssimativamente delle dimensioni di una scatola da scarpe. Era uno dei primi esempio di laboratorio portatile.


Verso la fine del 1927, in un case a Marlborough, Inghilterra, il Dr. Gorsky, medico legale, chiese ad un sospetto di insufflare in una vescica il suo respiro. Poiché i 2L del respiro dell'uomo contenevano 1.5mL di etanolo, il Dr. Gorsky testimoniò prima alla corte che l'imputato era "ubriaco al 50%".


Tra le tecnologie atte alla determinazione dell'alcool, è universalmente accettato che il Dr. Robert Borkenstein (1912–2002), capitano dell'Indiana State Police e in seguito professore all'Indiana University a Bloomington, è considerato come il primo ad aver creato un dispositivo che misura il livello di alcool nel sangue basato su un campione del respiro. Nel 1954, Borkenstein inventò il suo etilometro, che usava l'ossidazione chimica e la fotometria per determinare la concentrazione di alcool. I successivi etilometri usavano primariamente la spettroscopia IR. L'invenzione dell'etilometro fornì un aiuto alla legge con un test non-invasivo che dava risultati immediati per determinare la concentrazione di alcool nel sangue di un individuo in tempo reale. Comunque, non determinava il livello di intossicazione di un individuo, poiché questo varia da soggetto a soggetto a seconda della sua tolleranza. Inoltre, il risultato del test in sé può variare da inviduo ad individuo anche se hanno assunto identiche quantità di alcool a seconda del genere, del peso e dalla predisposizione genetica.

Il principio della fisica che sta alla base del funzionamento di questo strumento di misura è la legge di Henry (1803): “Un gas che esercita una pressione sulla superficie di un liquido, vi entra in soluzione finché avrà raggiunto in quel liquido la stessa pressione che esercita sopra di esso”. Infatti, l’alcool contenuto nelle bevande, una volta assorbito dall’organismo, entra in circolo con il sangue e ci resta fino alla sua espulsione. Si può quindi considerare il sangue come una soluzione acquosa contenente una certa percentuale di alcool. Di conseguenza, il vapore (contenuto nell'aria che espiriamo) è in equilibrio con tale soluzione, e in particolare la percentuale di alcool registrata dall'etilometro in tale vapore è proporzionale (ma non uguale) a quella contenuta nel sangue, secondo la citata legge di Henry e la correlata legge di Raoult (1886).

Per poter misurare correttamente il livello di alcool, bisogna tenere in considerazione che il nostro organismo assorbe tutto l’alcool ingerito dopo circa 1 ora e che, essendo molto lento il suo metabolismo, resta in circolo per molte ore diminuendo pian piano (10 – 15 mL di alcol all’ora).
La proprietà più importante dell’etanolo per cui può essere rilevato nell’espirazione umana è che quando il sangue contenente l’alcool attraversa la zona dei polmoni espelle attraverso la respirazione parte di esso, che è sempre proporzionale alla quantità presente in quel momento nel sangue. Per questo motivo analizzando la quantità di alcool etilico espulso con la respirazione si può misurare il livello di alcolemia.

I primi etilometri erano costituiti da una sacca gonfiabile (il palloncino) e una fiala contenente dei sali che reagiscono con l’alito contenuto nel palloncino. Questo tipo di etilometro è di facile utilizzo: si gonfia il palloncino dall’apposita fessura, si inserisce la fiala precedentemente stappata nella fessura e si sgonfia il palloncino facendo così entrare in contatto i sali con l’alito. La lettura del valore avviene confrontando la colorazione assunta dai sali con quella riportata su una scala graduata stampata sulla fiala.
Questo tipo di etilometro, detto chimico, sfrutta la reazione chimica che avviene tra i sali della fiala e l’alito rientra nelle ossido – riduzioni.
I reagenti usati in questa reazione sono: K2Cr2O7, H2SO4 e AgNO3 ed ovviamente l'etanolo contenuto nel fiato.
Attraverso appunto una ossido-riduzione si ha che l'alcool etilico viene ossidato ad acido acetico, mentre il cromo viene ridotto da +6 a +3 cambiando colore (passa da rosso-arancio a verde).
Poiché è un forte ossidante, il potassio dicromato ossida anche altri alcooli, producendo falsi positivi; inoltre, sono molto sensibili a temperature ed umidità, problema che potrebbe falsare gli esiti del test.

Oggi si preferisce l'altro tipo di etilometro, quello elettronico, venduto anche in formato tascabile.
È composto da un corpo macchina, un boccaglio e un display.
Il funzionamento dell’etilometro elettronico a differenza di quello chimico non utilizza nessun sale o reazione chimica per la misura, ma si avvale di sensori di gas che rilevano la presenza di alcool.
L’utilizzo di questa apparecchiatura non si differenzia tanto da quello dell’etilometro chimico, il concetto è sempre quello di soffiare in un contenitore, però in questo caso si soffia direttamente sul sensore attraverso il boccaglio. In più prima di effettuare la misurazione si deve attendere un periodo di tempo per far si che il sensore si riscaldi e funzioni correttamente. La lettura del valore avviene tramite il display che riporta l’esatto valore.
I sensori usati nell’etilometro sono del tipo a semiconduttore, cioè utilizzano un semiconduttore come elemento sensibile per la rilevazione.
Il semiconduttore usato di solito negli etilometri è l'SnO2 che fa parte dell’elemento sensibile. I sensori sono composti al loro interno da una piccola piastrina di ceramica sulla quale si trovano un elemento sensibile ed uno riscaldante. L'elemento sensibile è costituito da un sottile strato di piccolissimi granuli di biossido di stagno o di altri ossidi di elementi di transizione come zinco, tungsteno, molibdeno. L'elemento riscaldante è, invece, un normale resistore che serve esclusivamente per portare alla temperatura di funzionamento il sensore. Il semiconduttore reagisce con l’aria mettendo in comune degli elettroni, causando la formazione di una barriera di potenziale, cioè una tensione che si oppone al passaggio di elettroni. In condizione normale, ad esempio con solo ossigeno, questa barriera è molto alta, ma con la presenza di un gas riducente, nel nostro caso l’etanolo, l’ossigeno reagendo con esso non reagisce con il semiconduttore e quindi si ha una diminuzione della barriera. Da questo di deduce che l’elemento sensibile ha una resistenza inversamente proporzionale alla quantità di gas riducente, in altre parole più etanolo è presente nel fiato minore sarà la barriera di potenziale.

Tutti gli etilometri usati dalle Forze dell’Ordine devono avere per legge delle determinate caratteristiche, che sono:

• Campo di misurazione: misurazione alcolemia nel sangue compreso tra 0.20 e 3.00 grammi
• Esattezza misurazione: l’errore della misurazione non deve superare lo 0.05 ‰
• Indicazione stato di attesa: devono indicare quando sono pronti ad effettuare la misurazione tramite un LED o un segnale acustico
• Indicazione nullità misurazione: devono indicare tramite segnale ottico o acustico se la misurazione non è stata effettuata correttamente (volume aria espirata).
• Indicazione risultato misurazione: deve essere visualizzata su un display in grammi di alcool per chilogrammo di peso corporeo, con due cifre dopo la virgola.
• Azzeramento: dopo la misurazione si deve portare a zero automaticamente.
• Fattore di conversione: deve essere utilizzato un fattore di conversione pari a 2000 L/kg per la conversione di tasso di alcolemia nell’aria espirata misurato in tasso di alcolemia nel sangue.
• Volume, durata e potenza espirazione: il volume deve essere compreso tra 1.2 e 1.5 litri; l'aria deve essere espirata per non più di 15 sec; la potenza non deve superare i 0.2 W

La prima legge italiana che permette l’uso dell’etilometro è il decreto legge 285 art. 186 del 30 aprile 1992. Da quel momento in avanti le Forze dell’Ordine hanno usato sempre maggiormente questo strumento.

È possibile calcolare in modo approssimativo il proprio tasso di alcolemia, basta usare questa formula dove
Ga = Grado alcolico della bevanda
V = volume della bevanda ingerito (in mL)
P = peso corporeo (in kg)
K = coefficiente di diffusione
Quest’ultimo varia a seconda del sesso. M = 0.73 – F = 0.66

Tasso Alcolico g/l = [(Ga x V x 0.008) x 1.055 ] / (P x K)

dove la costante 1.055 è il peso specifico del sangue.


Un mito comune in materia è che gli etilometri possono essere "presi in giro" (in altre parole, far in modo che il valore registrato venga in qualche modo falsato così da far registrare un valore minore) usando alcune sostanze.
In un episodio della serie MythBusters che va in onda su Discovery Channel venivano testate sostanze di solito raccomandate in questa pratica — tra cui mentine per l'alito, dentifricio, e cipolla — e hanno trovato che esse sono inutili. Aggiungere un odore per mascherare l'odore dell'alcool potrebbe ingannare una persona, ma non cambia la concentrazione attuale di alcool nel corpo o nel respiro. In un modo interessante, sostanze che potrebbero attualmente ridurre la lettura non vennero testate durante lo show. Queste includono una borsa di carbone vegetale attivato nsacosto in bocca (per assorbire i vapori di alcool), un gas ossidante che dovrebbe ingannare un detector del genere, o un interferente organico che inganni il detector dell'IR. Il detector IR è specialmente vulnerabile a contromisure.

[homer2]

Per quanto ne so, un mio amico un anno fa fu fermato per guida in stato di ebbrezza.
Mi disse che soffiò 2 volte nell'etilometro, e che questo segnalò due concentrazioni totalmente diverse tra loro. Ora nel suo caso no problem perchè aveva superato in tutte e due il limite, ma se ciò accadesse nel caso in cui si è ai limiti tra il consentito e il non, io mi incazzerei di brutto perchè non so voi, ma io di questi etilometri non è che mi fidi molto.

Nitro, figa la formula per calcolare approssimativamente il tasso di alcolemia!

[Sedobren Gocce]

sì ma è approssimativo il calcolo sarebbe multiparametrica l'equazione e non è facile interpolare variabili ben diverse tra loro non so se m spiego...

se il test del tuo amico era fatto via sonda a gas è impossibile vengano dati due valori... a meno che in uno dei due casi lo strumento non sia stato azzerato o tarato...
se fosse stato usato palloncino con fiala allora s spiegherebbe qualcosa...

[Cimis]

...spesso, la "sottile" differenza che c´é tra (una lunga o breve) Vita e la Morte, é solo una frazione di secondo di ...disattenzione!
.
.
...di solito seguita dall´ultima esclamazione:...-"porc....!"-
.
.

D'accordo su tutto!

[homer2]

sì ma è approssimativo il calcolo sarebbe multiparametrica l'equazione e non è facile interpolare variabili ben diverse tra loro non so se m spiego...

se il test del tuo amico era fatto via sonda a gas è impossibile vengano dati due valori... a meno che in uno dei due casi lo strumento non sia stato azzerato o tarato...
se fosse stato usato palloncino con fiala allora s spiegherebbe qualcosa...

Sinceramente non so quale dei due era.

Ora Nitro avrei un'altra curiosità che mi è sorta leggendo un articolo su internet. Non ti incaxxare, è l'ultima per adesso dai...
Rispondi quando ti pare: mi puoi spiegare perchè il sale scioglie il ghiaccio? Grazie.

[Sedobren Gocce]

caro homer (avrai un nome XD)
puoi farmi tutte le domande che t pare
nei limiti della mia umana mente risponderò

allora il ghiaccio è acqua che è passata da fase liquida a fase solida
le molecole di acqua tra loro formano legami a idrogeno
una volta cristallizzata l'acqua assume una forma ordinata
se noi aggiungiamo un composto ionico quale è il cloruro di sodio, questo diffonde all'interno del cristallo rompendo i legami ad idrogeno e provocando il passaggio di nuovo ad acqua liquida...
sarebbe meglio usare calcio cloruro

il fenomeno noto come abbassamento crioscopico è una proprietà colligativa ed è ciò di cui stiamo parlando
quando si butta il sale nella neve si genera cloruro di sodio acquoso, che ha quindi un punto di fusione inferiore all'acqua pura (0°C), al fine di consentire al ghiaccio di sciogliersi quando la temperatura dell'ambiente è ancora inferiore ai 0°C

[homer2]

caro homer (avrai un nome XD)
puoi farmi tutte le domande che t pare
nei limiti della mia umana mente risponderò

allora il ghiaccio è acqua che è passata da fase liquida a fase solida
le molecole di acqua tra loro formano legami a idrogeno
una volta cristallizzata l'acqua assume una forma ordinata
se noi aggiungiamo un composto ionico quale è il cloruro di sodio, questo diffonde all'interno del cristallo rompendo i legami ad idrogeno e provocando il passaggio di nuovo ad acqua liquida...
sarebbe meglio usare calcio cloruro

il fenomeno noto come abbassamento crioscopico è una proprietà colligativa ed è ciò di cui stiamo parlando
quando si butta il sale nella neve si genera cloruro di sodio acquoso, che ha quindi un punto di fusione inferiore all'acqua pura (0°C), al fine di consentire al ghiaccio di sciogliersi quando la temperatura dell'ambiente è ancora inferiore ai 0°C

Grazie mille, son curioso perchè appartengo a quella "specie" di uomini a cui piace imparare ma "senza fatica", ovvero ho molte curiosità, ma poi quando si tratta di faticare per saperle (ovvero studiare in questi casi) vengo sopraffatto dalla mia pigrizia. Ricordo che per un lungo periodo fui attratto dalla chimica (quella "divertente") e che avevo addirittura un libro con molti esperimenti, tra cui uno che ricordo riguardava sul come creare una pila fatta in casa con aceto e rame.
Comunque sempre disponibile ed esauriente...grazie di nuovo!

[Sedobren Gocce]

I fuochi d'artificio - se non utilizzati in maniera corretta - possono essere pericolosi. Gli incidenti più gravi derivano quasi sempre dalla mancata adozione delle misure di sicurezza.


Spesso si crede di essere coraggiosi usando i fuochi in modo spavaldo. Ma non è così. I ragazzi tra gli 11 e i 14 anni sono i più colpiti dalle esplosioni e gli organi più interessati sono mani e occhi.


Molti incidenti avvengono il "giorno dopo" a causa dei botti inesplosi che si trovano per strada.

• Per legge i negozianti non possono vendere fuochi d'artificio ai minori di anni 14.

• Usa solo fuochi d'artificio, o pirotecnici, declassificati. Li riconosci perché sull’etichetta deve esservi scritto “di libera vendita” o “declassificato”.

• Usa i fuochi d’artificio all’aperto, lontano da materiale infiammabile e dalle persone.

• Quando qualcuno vuole iniziare ad usare fuochi d'artificio allontanati e trova un riparo sicuro.

• Non raccogliere mai i fuochi non esplosi che si trovano in strada. Sono pericolosissimi, infatti spesso sono la causa principale delle lesioni alle persone.

Un uso non corretto di fuochi d’artificio di qualsiasi tipo può comportare gravi conseguenze:

• Puoi ustionarti

• Puoi perdere l’uso delle dita, delle mani, della vista, dell’udito o riportare altre gravi lesioni

• Puoi perdere la vita

• Puoi ferire o uccidere una persona

Non manipolare mai i fuochi e soprattutto non aprirli per svuotarli della polvere pirica, non unirli e non modificarli in alcun modo.

È pericolosissimo per te e per le persone che ti sono vicine.

Se sulla scatola dei fuochi che ti stanno vendendo c'è scritto "IV o V categoria" non comprarli e assolutamente non usarli. Infatti, possono essere venduti solo a persone adulte ed esperte che hanno una autorizzazione di polizia.

Fai attenzione, per la loro pericolosità NON sono destinati ai ragazzi.

• No alle armi: sparare in luogo pubblico con fucili, pistole e, in taluni casi, anche con armi giocattolo, oltre a essere pericolosissimo è un reato punibile con l'arresto.
  Si consideri che un colpo di pistola, ed ancor più quello di una carabina, può risultare lesivo a molte centinaia di metri e che “sparare in aria” NON ESCUDE il rischio di arrecare gravi lesioni o addirittura la morte ad altri.
  Perciò state alla larga da chi vuole "festeggiare" in questo modo e denunziatelo subito alle Forze di polizia.

• Accensione: accendere un fuoco alla volta ed evitare che al momento dell'accensione ci siano altri fuochi vicini. Durante l'uso tenerli lontano da prodotti infiammabili (tende, divani, tappeti, alcool o benzina, sterpaglie secche, ecc.).

• Abiti: attenzione agli abiti che indossate quando usate un fuoco d'artificio. Mai mettere giacconi o maglioni di pile o fibra sintetica, e nemmeno indumenti acetati come tute sportive. Basta una scintilla per trasformare questi abiti in micidiali trappole.

• Solo all'aperto: accendeteli solo all'aperto, il più possibile lontani dalle abitazioni. Razzi ed altri artifizi di qualsiasi natura non devono essere mai puntati verso le finestre o i balconi di costruzioni vicine e tanto meno in direzione di persone. Verificate, per le “fontane luminose”, o i fuochi aerei l’altezza che sarà raggiunta dalla fiamma o dagli altri effetti ed evitate, comunque, di collocarli sotto balconi o alberi.

• Fissare a un sostegno: se possibile ed ove previsto dalle istruzioni per l’uso, fissare con cura il fuoco artificiale ad un sostegno prima della sua accensione, controllando che la traiettoria sia libera, ed allontanarsi subito dopo l'accensione per godersi a distanza lo spettacolo.

• Micce corte: le micce o gli inneschi dei fuochi pirotecnici sono piuttosto corti e/o abbastanza rapidi nella combustione, ma deono sempre lasciare il tempo all'utilizzatore di porsi a distana di sicurezza dopo l'accensione. Non in ogni caso di apparente mancato funzionamento, però, si deve pensare che la miccia o innesco si siano necessariamente spenti. Può darsi, invece, che a causa di un difetto costruttivo del prodotto, la miccia abbia un funzionamento molto più lungo del normale, inducendo ad avvicinarsi al fuoco proprio nel momento in cui esso si attiva, con intuibili gravi pericoli per l’incolumità dell’utilizzatore. Altrettanto pericoloso è l’uso di fuochi artificiali destinati a professionisti (normalmente di IV Categoria) che presentino una “miccia rapida”. In questo caso l’accensione del prodotto è praticamente immediata e il consumatore rischia seriamente di essere investito dagli effetti del pirotecnico.

• Mancato funzionamento: in tutti gli altri casi di malfunzionamento di un prodotto pirotecnico non toccatelo e non vi avvicinate. Potrebbe innescarsi anche a distanza di tempo e provocare gravi danni alla persona.

• Pirotecnici inesplosi: se vi trovate in prossimità di un pirotecnico inesploso, in strada oppure a casa, non toccatelo. Avvertite le forze di polizia, anche in forma anonima.

• Trasporto e fiamme libere: evitare di trasportare notevoli quantitativi di materiale pirotecnico in una normale autovettura. Non maneggiare mai fuochi in prossimità di fiamme libere (accendini, fiammiferi, sigarette), non collocarli né utilizzarli vicino liquidi o contenitori di gas infiammabili. Il trasporto professionale dei pirotecnici deve sempre avvenire nel rispetto delle norme del Codice della Strada e dell’ADR.

[eXXo]

Caro Nitro, se giá solo una persona, leggendo questo, ha evitato di farsi male, hai raggiunto pienamente il Tuo scopo!

Grazie!

Buon 2009 anche a Te!