Dizionario Encyclopedia G a Garzetta a Ghivaro a Giraffa a Gonorrea a Grippaggio a Gyulai

Gas.

Sostanza in stato di aggregazione gassosa.

║ Sostanza gassosa illuminante, erogata nelle città per uso domestico.

║ Miscela gassosa di carburante, che affluisce nei cilindri del motore a scoppio.

● Encicl. - Lo stato gassoso, come ogni altro stato di aggregazione, dipende dalle condizioni di temperatura e pressione. I g. si distinguono in perfetti e reali. I primi sono fluidi non viscosi che, per trasformazioni reversibili, obbediscono esattamente alla legge di Boyle e Mariotte: a temperatura costante, la pressione di una data massa di g. è inversamente proporzionale al volume che essa occupa.

║ L'equazione di stato di una sostanza si può rappresentare graficamente, costruendo un diagramma cartesiano, che rappresenti l'andamento della pressione di una data massa di essa, in funzione del volume, supposta costante la temperatura; ripetendo la costruzione per diversi valori della temperatura, si hanno altrettante curve dette isoterme. Per i g. perfetti, queste sono rami di iperboli equilatere. Un miscuglio di g. perfetti si comporta come un g. perfetto; vale, per essi, la legge di Dalton, secondo la quale la pressione del miscuglio è uguale alla somma delle pressioni parziali dei singoli g., intendendosi per pressione parziale di uno dei componenti quella che esso avrebbe se occupasse da solo tutto il volume. Le leggi cui ubbidiscono i g. reali presentano delle deviazioni più o meno accentuate da quelle dei g. perfetti; le isoterme non sono più iperboli equilatere, ma si dividono in due gruppi: quelle relative a temperature inferiori alla temperatura critica, le quali presentano un tratto rettilineo orizzontale; quelle relative a temperature superiori alla temperatura critica, senza il tratto rettilineo orizzontale.

║ Depurazione dei g.: eliminazione delle particelle liquide o solide, in sospensione nei g. Per eliminare impurità gassose occorre lavare i g. con liquidi dotati di capacità assorbenti selettive verso il componente od i componenti da eliminare. Il lavaggio dei g. avviene in torri, di solito contenenti materiale disperdente, nelle quali i g., che salgono dal basso, incontrano il liquido depurante, che scende dall'alto sotto forma di pioggia.

║ G. d'acqua carburato: combustibile e materia prima, usata per diverse sintesi industriali. Si ottiene facendo passare vapor d'acqua su carbone acceso; a seconda della temperatura a cui avviene il processo, il carbonio si ossida ad ossido di carbonio o ad anidride carbonica. La sua composizione media è: idrogeno, ossido di carbonio, azoto, anidride carbonica e tracce di metano. Serve anche come sorgente d'idrogeno.

║ G. d'altoforno: prodotti durante la preparazione della ghisa all'altoforno, contengono idrogeno, ossido di carbonio, azoto e anidride carbonica; sono riutilizzati negli impianti metallurgici stessi.

║ G. d'aria: miscela che si ottiene facendo passare una corrente d'aria attraverso uno strato di carbone incandescente; contiene, oltre ad ossido ed anidride carbonica, una forte percentuale di azoto, che si può isolare per distillazione frazionata.

║ G. illuminante: dapprima impiegato per l'illuminazione stradale, attualmente serve soltanto per riscaldamento.

Si ottiene per distillazione, in camere di materiale refrattario, di carbon fossile.

Gli aeriformi passano attraverso un lungo cilindro, in cui si raffreddano e depositano il catrame, quindi, attraverso altri refrigeranti ad acqua, cedono sostanze ammoniacali.

Segue un lavaggio con olio di antracene, per togliere residui di naftalina e benzolo.

L'eliminazione dei prodotti solforati avviene mediante la miscela Laming, costituita da solfato di ferro, calce e segatura inumidita.

Il g. attraversa i contatori di produzione, viene immagazzinato nei gassometri e, qui, convogliato nella rete di distribuzione.

║ G. liquefatti o liquidi: miscele di idrocarburi paraffinici, facilmente liquefacibili.

Si ottengono come sottoprodotti nei processi di raffinazione, piroscissione e idrogenazione, per la produzione di benzine. Conservati liquidi in bombole, servono come combustibili domestici.

║ G. naturali: si trovano nel sottosuolo e si sviluppano spontaneamente od in seguito a trivellazioni.

I g. di palude e di torbiera provengono dalla decomposizione di sostanze organiche vegetali; sono composti da metano e piccole quantità di anidride carbonica ed azoto.

I g. di origine profonda, in relazione con giacimenti petroliferi, contengono, oltre al metano, idrocarburi superiori della serie paraffinica.

Prima di essere inviati a grandi distanze per mezzo di condutture o di navi-cisterna, devono essere depurati dai composti solforati e dagli idrocarburi superiori.

║ G. di sintesi: prodotti gassosi, ottenuti nell'industria petrolifera.

║ G. tonante: miscela di idrogeno, ossigeno ed aria, esplosiva se innescata da fiamma o da scintilla.

║ G. asfissianti: nome impiegato in un primo tempo per indicare una serie di sostanze tossiche od irritanti che ridotte a poco volume od allo stato liquido evaporano in grandi masse.

Aumentate di numero con sempre nuove invenzioni, non agendo tutte allo stato di g. ma alcune in forma di polveri sottilissime e producendo alcune non asfissia ma vescicazioni cutanee (g. vescicatorio od yprite), vengono descritte di preferenza come aggressivi chimici di guerra. Si possono ricordare il cloro, l'ossicloruro di carbonio o fosgene, l'acido cianidrico e i suoi derivati, le arsine (metildicloroarsina; B6 B-clorovinildicloroarsina o lewisite, ecc.), lo ipoazotide, l'anidride solforosa, l'acroleina, il bromuro e bromocianuro di benzile, ecc.

L'uso dei g. di guerra (tipici sono l'Yprite e la Lawsonite) provoca nei tessuti la necrosi da coagulazione.

Essa è il risultato di un mutamento di stato delle proteine citoplasmatiche, paragonabile a quello dell'albumina dell'uovo bollito rispetto a quello dell'albumina dell'uovo naturale.

Il tessuto colpito ha aspetto opaco, di colorito grigio o giallastro: nei primi stadi è aumentato di volume e di peso per una maggiore ricchezza d'acqua.

Le modificazioni istologiche consistono in un'aumentata colorabilità del citoplasma, che appare omogeneo e granuloso; i confini fra cellula e cellula sono molto spesso invisibili, essendo i singoli elementi fusi in un'unica massa amorfa.

Il nucleo ed i nucleoli talvolta mantengono a lungo la capacità di colorarsi, per quanto la caratteristica alterazione nucleare che accompagna la necrosi da coagulazione sia la picnosi.

I g. di guerra sono stati a lungo erroneamente considerati come caustici: ma caustici essi non sono, perché questi ultimi agiscono sui tessuti del nostro organismo in quanto costituiti da materia organica, e quindi su tessuti vivi o morti indifferentemente.

I g. di guerra invece esercitano la loro azione soltanto sui tessuti viventi: essi agiscono in virtù della loro capacità di bloccare i gruppi sulfidrilici (―SH) di cui alcuni sistemi enzimatici e le proteine sono ricchi; agiscono quindi menomando attività enzimatiche necessarie al metabolismo e contemporaneamente, in certo senso, denaturando le proteine, trasformandole cioè in composti insolubili.

║ G. delle miniere: di composizione complessa e variabile; contengono principalmente anidride carbonica, ossido di carbonio, ossigeno, azoto, idrogeno, e tracce d'idrogeno solforato.

║ G. esilarante: è il protossido di azoto, g. incolore, di sapore dolciastro, che si ottiene con il riscaldamento del nitrato di ammonio.

La sua inalazione produce perdita della coscienza e rilassamento del corpo; sospesa l'inalazione appena ottenuta l'anestesia, si ha un rapido risveglio.

Serve per operazioni di brevissima durata (30 secondi-1 minuto) come l'estrazione di un dente.

Un'inalazione più prolungata determinerebbe asfissia.

║ G. lacrimogeni: tra i più noti vi sono il bromuro di benzile e gli eteri dell'acido clorocarbonico.

║ G. nervino: sotto questo nome vengono compresi diversi composti chimici dotati di effetti altamente tossici per l'uomo e gli animali superiori, attraverso un'azione sui centri nervosi.

Si tratta di sostanze note da tempo e preparate per impiego bellico ma fortunatamente usate solo in casi sporadici.

Dal punto di vista chimico si tratta di esteri organici dell'acido fosforico o composti derivati, la cui formula generale può scriversi nel modo seguente:

ove con R― e R'― si sono indicati due radicali alchilici o di altro genere (ad es. metile, isopropile, dimetilammino, ossietile, ecc.) e con X― un alogeno o un gruppo analogo (gruppo NC―).

Un tipico esempio di sostanza di questo tipo può essere considerato il di-isopropil-fosfofluoruro

che si presenta come un liquido incolore ed inodore che solidifica a -82 °C e bolle a 183 °C e può essere sintetizzato con relativa facilità a partire da prodotti comuni con l'impiego di reazioni del tutto normali in chimica organica.

La sintesi di questi composti risale al periodo immediatamente precedente la seconda guerra mondiale e fu opera di studiosi impegnati nella ricerca di nuovi insetticidi.

La scoperta della loro azione tossica sull'organismo umano fu probabilmente accidentale ma nella Germania impegnata in guerra si pensò di sfruttare questa loro caratteristica ai fini bellici.

Due composti di questa famiglia furono sicuramente prodotti in quantità significative (da 500 a 1.000 t/mese ciascuno): il Tabun ed il Sarin.

Il Tabun è il dimetilammino-cianofosfato di etile ed ha formula:

mentre il Sarin è il metil-fluorofosfato di isopropile.

Per entrambi la sintesi è abbastanza facile.

Il Sarin si può produrre a partire da un composto di fosforo, ad es. il tricloruro PCl₃, alcoli e fluoruro di sodio.

Il Tabun invece si può preparare con le seguenti due reazioni, la prima delle quali produce un ossicloruro di fosforo, sostituito con un gruppo amminico bisostituito, per reazione fra l'ossicloruro non sostituito e dimetilammina in forma di cloridrato:

POCl₃ + (CH₃)NH · HCl → 2 HCl + (CH₃)₂N―POCl₂

Successivamente il composto così ottenuto viene fatto reagire con alcool metilico e cianuro sodico.

Dopo la seconda guerra mondiale il g. fu prodotto anche da altre Nazioni, fra cui gli USA (nell'arsenale delle Montagne Rocciose, presso Denver, nel Colorado).

Questo g. è ormai superato da altre armi chimiche e batteriologiche.

L'azione del g. sull'organismo dell'uomo e di molti animali è nota con sufficiente certezza attraverso le sperimentazioni condotte su animali.

La sua azione si esplica soprattutto sul sistema nervoso; la trasmissione degli impulsi nervosi avviene secondo un meccanismo chimico abbastanza noto: la formazione di acetilcolina.

Dopo il passaggio dell'impulso, l'acetilcolina viene idrolizzata da un enzima, la colinisterasi, per cui i nervi sono pronti a trasmettere un nuovo impulso.

Il g. agisce sulla colinisterasi inibendone l'azione, per cui l'acetilcolina non viene distrutta, cosa che provoca una trasmissione continua e disordinata d'impulsi lungo i fasci di nervi.

La morte sopravviene in genere assai rapidamente per effetto dell'inibizione dei centri della respirazione allocati nel cervello.

Le intossicazioni più lievi possono invece provocare diversi sintomi quali ansietà, insufficienza respiratoria, convulsioni, spasimi muscolari, broncostrizione, vomito, diarrea, ecc.

L'assorbimento del g. può avvenire nei modi più diversi: l'inalazione è il più pericoloso ma può avvenire anche per ingestione (ad es. con l'acqua o altre bevande) o per assorbimento attraverso la pelle.

Per cani e gatti 20 milligrammi di Sarin per chilo di peso porta al collasso respiratorio entro 30 secondi ed alla morte entro pochi minuti.

Nell'uomo la dose letale è stata stimata fra 10 e 100 microgrammi (un microgrammo è un milionesimo di grammo) per chilo di peso corporeo; ciò significa che un uomo medio muore per assunzione di una quantità di g. compresa fra 0,7 e 7 milligrammi.

Per di più occorre tener presente che, almeno a breve e medio termine, l'azione di questi composti è cumulativa, per cui anche bassissime concentrazioni nell'aria possono portare alla morte per accumulo progressivo e conseguente inibizione progressiva della colinisterasi.

Non esistono veri antidoti contro questi g.: il primo intervento consiste nella pratica della respirazione artificiale con uno dei metodi soliti, escluso ovviamente quello bocca a bocca, che può essere praticato solo attraverso un apposito filtro.

Il trattamento degli intossicati comporta, oltre alla respirazione artificiale, la somministrazione di quantità massicce e anche ripetute di atropina (in forma di tartrato o solfato) che, pur non ovviando alla difficoltà di respirazione, impedisce l'instaurarsi di un blocco muscolare che paralizza anche i muscoli della respirazione ed il muscolo cardiaco.

La quantità di atropina da somministrare è la minima necessaria per far comparire i sintomi dell'intossicazione da questo alcaloide (secchezza delle vie respiratorie, ecc.).

Dal punto di vista bellico il g. è oggi superato sia per la sua pericolosità intrinseca anche per chi lo fabbrica o l'impiega (mancando un antidoto specifico) sia per il fatto che, per essere sicuri del suo effetto, dovrebbe essere impiegato in dosi letali e quindi relativamente elevate.

║ G. nobili o inerti: costituiscono un gruppo di elementi chimici, precisamente il gruppo zero della tavola periodica, caratterizzati da molte proprietà non comuni, fra le quali spicca una grandissima inerzia chimica che giustifica il loro nome. Sono sei: elio (He), neo o neon (Ne), argo o argon (Ar od A), cripto (Kr), xeno (Xe) e rado o radon (Rn), in ordine di peso molecolare crescente. In questa voce si parlerà in generale di questo gruppo e delle proprietà comuni che questi elementi presentano; per una descrizione specifica si rimanda alle singole voci.

║ Stato naturale: g. sono presenti nell'aria atmosferica, della quale costituiscono l'1% circa in volume al livello del mare e percentuali più elevate alle alte quote. Piccolissime quantità si trovano anche nella crosta terrestre, imprigionate in rocce. Tutti presentano almeno due isotopi stabili, ad eccezione del rado che è un prodotto di fissione di radio e torio; il suo isotopo più stabile, l'isotopo ²²⁶ Ra, ha un periodo di semitrasformazione di 1.622 anni. Mentre nell'atmosfera (in realtà nella troposfera) e nella crosta terrestre l'argo è presente in quantità relativamente molto più alta rispetto agli altri, nell'universo la presenza è tanto minore quanto maggiore è il peso atomico dell'elemento. In assoluto però questa presenza è elevata; l'elio è l'elemento più abbondante nell'universo dopo l'idrogeno (di cui si hanno 4,00·. 10¹⁰ atomi per milione di atomi di silicio, cioè 13 atomi circa per ogni atomo di elio). D'altra parte nelle parti più alte della stratosfera si ha una forte concentrazione di elio, specialmente in corrispondenza alla regione equatoriale. L'elio d'altronde fu scoperto spettrograficamente nel sole durante un'eclisse.

║ Proprietà fisiche: sono tutti g. incolori ed inodori; le loro proprietà fisiche variano ordinatamente con il peso atomico (che coincide col peso molecolare, dato che hanno tutti molecola monoatomica). La struttura elettronica dei g. è del tutto particolare: essi infatti presentano la caratteristica di avere lo strato esterno di valenza completo con gli otto elettroni (due per l'elio) voluti dalla regola dell'ottetto (V. ATOMO E LEGAME CHIMICO). Di qui nasce la loro scarsa reattività e la loro molecola monoatomica: avendo già lo strato esterno completo non hanno alcuna tendenza a cedere o prendere elettroni, né a metterne in comune, per formare legami chimici. La solubilità in acqua è sempre scarsa per tutti i g.; naturalmente è maggiore a freddo che a caldo. La tabella qui riportata indica la solubilità in acqua fredda (a 0 °C) e calda (la temperatura è indicata tra parentesi) per i g. alla pressione parziale di un'atmosfera. Come si vede, la solubilità sia a freddo che a caldo cresce regolarmente con il peso molecolare. La solubilità negli altri solventi è molto meno regolare; ad es. l'elio è assorbito molto facilmente da platino sugnoso, il neo è solubile in ossigeno liquido, in alcool etilico, acetone e benzene, l'argo è solubile in alcool etilico, il cripto è leggermente solubile in alcool etilico ed in benzene.

║ Proprietà chimiche: come si è detto i g. presentano una grande inerzia chimica, in omaggio al fatto che la loro struttura elettronica presenta lo strato esterno completo.

Fino a pochi anni or sono si riteneva che questi elementi non dessero assolutamente composti (onde il nome di g. inerti).

Poi si sono ottenuti i primi composti come i fluoruri di xeno XeF₂, XeF₄ e XeF₆; indi si ottennero anche composti con l'ossigeno, tipo gli xenati (ad es. Na₄ XeO₆). Altri composti di questi tipi furono preparati anche con cripto e rado, e - con maggiori difficoltà - anche con neo ed argo, ma attualmente non si è ancora riusciti con l'elio.

D'altra parte i composti dei g. sono tutti dotati di scarsa stabilità, dato che questi elementi non hanno tendenza a dare legami chimici.

In generale quindi i grandi impianti di questo tipo hanno i g. (principalmente argo, di solito impuro) come sottoprodotto.

Il consumo di g., ed in particolare di elio, argo, neo, ma anche di cripto e di xeno, è in continuo rapido aumento.

Sono impiegati solitamente come g. inerti sia per il riempimento di componenti microelettronici, che per la saldatura a cannello (per formare uno schermo inerte) e tecnologie del genere.

Un grande impiego ne è fatto anche nella produzione di lampade a fluorescenza (dette di solito tubi al neon) per la loro alta conducibilità elettrica e la bassa tensione cui s'innesca l'arco.

Per questo uso è comune l'argo (che è il più abbondante, e quindi il meno costoso) ma vengono impiegati anche gli altri per impartire diverse colorazioni alla luce emessa.