Una reazione di eliminazione consiste nell’introduzione di un doppio legame carbonio-carbonio in una molecola che contiene solo legami semplici; in pratica questa reazione significa proprio eliminare atomi o gruppi di atomi da due carboni adiacenti.

Le reazioni di eliminazione non sono utilizzate solo per la preparazione degli alcheni ma costituiscono un metodo generale per l’introduzione di doppi legami in qualsiasi tipo di molecole più o meno complesse.

Esistono quattro metodi di reazioni di eliminazione:

1) deidroalogenazione degli alogenuri alchilici: è il metodo più importante di preparazione degli alcheni sia per la facile reperibilità degli alogenuri alchilici sia per la facile esecuzione della reazione, che viene eseguita facendo reagire a caldo un alogenuro alchilico con una soluzione alcolica concentrata di una base forte, come ad esempio l’idrossido di potassio KOH;

2) disidratazione degli alcoli: avviene in ambiente acido, a differenza della deidroalogenazione degli alogenuri alchilici. La reazione viene condotta normalmente scaldando l’alcol con acido solforico ad alte temperature o facendo passare vapori di alcol in un tubo rovente contenente un catalizzatore acido come ad esempio l’allumina Al2O3;

3) dealogenazione dei dialogenuri vicinali: gli alcheni si possono formare anche facendo reagire i dialogenuri vicinali,composti contenenti due atomi di alogeni legati a due atomi di carbonio adiacenti, e soprattutto i dibromuri, in etanolo con una sospensione di polvere di zinco;

4) deidrogenazione degli alcani: oltre alle reazioni di rottura dei legami carbonio-carbonio si può avere anche la rottura dei legami carbonio-idrogeno con conseguente formazione di alcheni. La molecola eliminata è in questo caso l’idrogeno.

1) isomeria di struttura: si manifesta, come per gli alcani, quando un idrocarburo ha catena aperta o catena ramificata;

2) isomeria di posizione: si ha quando due alcheni hanno la stessa formula molecolare e la stessa formula di struttura, ma differiscono soltanto per la posizione del doppio legame.

Ad esempio, sono isomeri di posizione 1-butene e 2-butene a catena lineare:

CH2 = CH ― CH2 ― CH3                          CH3 ― CH = CH ― CH3
1-butene                                                  2-butene
Con l’allungarsi della catena, il numero dei possibili isomeri di posizione aumenta; ad esempio, l’esene  ha tre isomeri:

1-esene CH2 = CH ― CH2 ― CH2 ― CH2 ― CH3
1

2-esene CH3 ― CH = CH ― CH2 ― CH2 ― CH3
1          2

3-esene CH3 ― CH2 ― CH = CH ― CH2 ― CH3
1            2          3

Il 4-esene e il 5-esene non esistono, perché corrispondono rispettivamente al 2-esene e al 1-esene in quanto la numerazione degli atomi di carbonio della catena comincia sempre dall’estremità più vicina al doppio legame:

CH3 ― CH2 ― CH2 ― CH = CH ― CH3   2-esene
2        1

CH3 ― CH2 ― CH2 ― CH2 ― CH = CH2   1-esene
1

Nel caso si abbia una catena ramificata, bisogna tener conto anche della posizione reciproca della ramificazione e del doppio legame; così ad esempio, il 4-metil-2-pentene può avere altri tre isomeri di posizione, a seconda della posizione occupata dal doppio legame. In questo caso, nella numerazione degli atomi di carbonio, si privilegia il valore numerico piccolo per il doppio legame invece che il radicale metilico.

L’isomeria di posizione acquista particolare importanza nei dieni che differiscono per la posizione relativa dei doppi legami, in base alla quale gli idrocarburi presentano proprietà chimiche diverse. Si possono avere:

- dieni con doppi legami cumulati, detti alleni;
- dieni con doppi legami coniugati;
- dieni con doppi legami isolati.

Se si analizza la molecola del 2-butene ci si accorge che essa può essere rappresentata da due configurazioni diverse che, analogamente a quelle dei cicloalcani bisostituiti, vengono denominate cis- e trans- .
Il prefisso cis- viene assegnato all’isomero nel quale i sostituenti uguali si trovano dallo stesso lato rispetto agli atomi di carbonio che portano il doppio legame, mentre il prefisso trans- viene assegnato all’isomero nel quale i sostituenti uguali sono situati su lati opposti.
Questo tipo di isomeria è detta isomeria geometrica cis- e trans- e dipende dalla rigidità della molecola le cui parti, a causa del doppio legame, non possono ruotare l’una rispetto all’altra come accade negli alcani. Mentre nei cicloalcani la posizione cis- o trans- è determinata nello spazio rispetto al piano dell’anello molecolare, negli alcheni è determinata sul piano, rispetto alla retta cui appartiene il doppio legame.
Presentano isomeria geometrica anche i derivati degli acheni, ma solo quelli nei quali ciascun atomo di carbonio è legato a due atomi o gruppi atomici diversi. Ad esempio, ha isomeria cis- e trans- il dicloroetene.
Non hanno invece isomeria geometrica il tricloro-etene e il tetracloro-etene, perché le due forme apparentemente cis- e trans- sono in realtà la stessa molecola.

Quindi, si può dire che l’isomeria geometrica non può aver luogo quando uno dei due atomi di carbonio impegnati nel doppio legame porta legati atomi o gruppi uguali.
L’isomeria geometrica dipende dalla presenza del doppio legame. Gli atomi di carbonio coinvolti nel doppio legame utilizzano orbitali ibridi sp2 per il legame σ e gli orbitali p non ibridati per il legame π. Il secondo legame è meno forte del primo e da ciò deriva la reattività degli alcheni. D’altra parte, il secondo legame, localizzandosi sopra e sotto l’asse di legame, impedisce la libera rotazione degli atomi. Il secondo legame segnala, allo stesso tempo, un’instabilità chimica della molecola e la sua rigidità fisica. Rispetto al doppio legame, gli atomi o gruppi di atomi possono posizionarsi o dallo stesso lato (forma cis-) o da lati opposti (forma trans-).
Per esprimere questo tipo di isomeria è necessario scrivere le formule di struttura in maniera tale da rispettare non solo il collegamento degli atomi fra loro ma anche la posizione spaziale reciproca assunta nella molecola.
Le formule di struttura, cioè, devono simulare dei modelli tridimensionali. L’isomeria geometrica è, a tutti gli effetti, un particolare tipo di stereoisomeria (isomeria che si realizza nello spazio tridimensionale);

3) isomeria ottica: può verificarsi solo quando nella molecola c’è un atomo di carbonio asimmetrico.

1) Due atomi di carbonio asimmetrici sono entrambi:

A. legati agli stessi raggruppamenti
B. ibridati sp³
C. non ibridati
D. appartenenti alla serie stereochimica D
E. ibridati sp

2) Se la soluzione di un composto

A. il composto presenta almeno un atomo di carbonio con ibridazione tetraedrica
B. non si tratta di un composto aromatico
C. il composto contiene almeno un doppio legame
D. il composto presenta almeno un atomo di carbonio con ibridazione trigonale planare
E. il composto è sicuramente a catena chiusa

3) UNA sola delle seguenti affermazioni a proposito delle ammidi è CORRETTA. Quale?

A. Possiedono un gruppo carbossilico
B. Derivano dall’ammoniaca per sostituzione di  idrogeni con radicali alchilici
C. Contengono un triplo legame carbonio-azoto
D. Contengono almeno due atomi di azoto
E. Sono basi forti

4) L’attività ottica è dovuta alla presenza nella molecola di:

A. almeno di un atomo di C asimmetrico
B. un doppio legame
C. due gruppi funzionali diversi
D. un triplo legame
E. una struttura ciclica

5) Quando un composto presenta il fenomeno della stereoisomeria ottica, in esso è presente almeno:

A. un atomo di carbonio ibridato sp³
B. un doppio legame
C. un atomo ibridato sp²
D. un atomo di carbonio ibridato sp
E. un anello aromatico

6) Un atomo di carbonio si definisce terziario se:

A. è il terzo della catena carboniosa
B. è coinvolto in un triplo legame
C. è legato ad altri tre atomi di carbonio
D. è legato a tre gruppi -OH
E. occupa la posizione 3 in un anello aromatico

7) Un atomo di carbonio viene definito secondario quando:

A. è il secondo della catena carboniosa
B. è legato ad altri due atomi di carbonio
C. è ibridato sp²
D. fa parte della molecola di un ammina secondaria
E. presenta due valenze invece di quattro

8) Quali delle sostanze di formule: A. CH₃-CH₂Cl; B. CH₃-CHCl₂; C. CH₃-CCl₃; D. CH₂Cl-CH₂Cl sono isomere tra loro?

A. A e B
B. A e C
C. A e D
D. B e D
E. B e C

9) Il petrolio contiene prevalentemente:

A. alcooli
B. bitumi
C. carbon fossile
D. composti eterociclici
E. idrocarburi

10) Soltanto una delle seguenti affermazioni a proposito della molecola del metano è ERRATA. Quale?

A. l’atomo di carbonio è ibridato sp³
B. gli angoli di legame sono di circa 109 gradi
C. i quattro atomi di idrogeno si trovano ai vertici di un tetraedro regolare
D. la molecola non è planare
E. la molecola è polare

11) Il ciclopentano:

A. possiede atomi di C ibridati sp³
B. presenta carattere aromatico
C. è costituito da 6 atomi di C e 6 atomi di H
D. possiede atomi di C ibridati sp²
E. dà facilmente reazioni di addizione

12) Il cicloesano:

A. presenta carattere aromatico
B. è costituito da 6 atomi di C e 6 stomi di H
C. ha struttura non planare
D. possiede atomi di C ibridati sp
E. dà facilmente reazioni di addizione

13) Quante moli di CO₂ si formano nella combustione completa di tre moli di CH₄?

A. 1
B. 1,5
C. 2
D. 3
E. Nessuna, perché il metano non brucia

14) Il cicloesene:

A. possiede atomi di C ibridati sp
B. possiede tutti i carboni ibridati sp²
C. presenta carattere aromatico
D. è costituito da 6 atomi di C e 4 atomi di H
E. dà facilmente reazioni di addizione

15) Il numero di atomi di H presenti in un alchene contenente n atomi di C è:

A. n + 2
B. 2n + 2
C. 2n – 2
D. 2n
E. n – 2

16) L’etene reagisce con il cloro, con l’acqua ossigenata e con lo iodio, dando, in tutti e tre i casi, reazioni di:

A. sostituzione nucleofila
B. addizione elettrofila
C. addizione nucleofila
D. sostituzione elettrofila
E. un meccanismo diverso da quelli indicati nelle precedenti risposte

17) Quale dei seguenti composti si ottiene addizionando acqua ad un alchene?

A. Alcool
B. Etere
C. Aldeide
D. Chetone
E. Alcano

18) Il pentene reagisce con l’idrogeno, con l’acqua ossigenata e con lo iodio; si tratta, in tutti e tre i casi, di reazioni di:

A. addizione elettrofila
B. sostituzione nucleofila
C. addizione nucleofila
D. sostituzione elettrofila
E. meccanismo diverso da quello indicato nelle altre risposte

19) La reazione che trasforma gli alcani in alcheni è:

A. idrogenazione
B. riduzione
C. deidrogenazione
D. deidratazione
E. deprotonazione

20) La disposizione degli atomi di carbonio del benzene nello spazio è:

A. casuale
B. a barca (o tino)
C. Planare
D. a sedia
E. irregolare

Fino al 1828 i chimici erano convinti che i composti si dividessero in due categorie o classi ben distinte: composti inorganici, provenienti dal mondo minerale, come per esempio il sale da cucina estratto dalle miniere o dalle acque marine, il cloruro di sodio, e composti organici, provenienti dagli organismi viventi sia animali che vegetali, come per esempio lo zucchero ottenuto dalla barbabietola o dalla canna da zucchero.

I composti inorganici e organici non si differenziano solo per la diversa origine, ma anche per le loro proprietà: le molecole inorganiche si decompongono con più difficoltà, ad esempio è necessario arrivare a temperature molto elevate prima che i sali si decompongano; le molecole organiche, al contrario, si decompongono facilmente, ad esempio lo zucchero si degrada a carbonio e acqua quando viene scaldato eccessivamente.

In passato, i chimici conoscevano diverse proprietà di alcune sostanze organiche e sapevano anche manipolarle e trasformarle: sapevano, ad esempio, estrarre l’alcol dalla frutta, alcuni zuccheri dalle piante, numerose sostanze medicamentose e numerosi coloranti. Tuttavia, a nessuno era mai venuto in mente di riprodurre queste sostanze in laboratorio ma tutti si erano limitati a utilizzare ciò che il mondo vivente e minerale potesse offrire. Infatti, una particolarità della storia della chimica è la difficoltà che i primi chimici incontrarono a sintetizzare composti organici in laboratorio. In effetti, la sintesi dei composti organici presenta maggiori difficoltà a differenza di molti derivati inorganici che al contrario possono essere sintetizzati facilmente.

Friedrich Wohler

Urea

L’urea era una molecola organica già nota, che in passato era stata isolata dall’urina che viene prodotta nel metabolismo degli animali. Il semplice esperimento di Wohler fu un episodio chiave nella storia della chimica: era riuscito a dimostrare che le sostanze organiche seguono le normali leggi della scienza e della chimica.

A questa sintesi ne seguirono numerose altre e il numero di composti organici di origine non biologica divenne così elevato che il vocabolo chimica organica cominciò gradualmente ad avere un significato diverso.

Molti passi avanti sono stati compiuti dai tempi dell’esperimento di Wohler: è anche grazie a lui che oggi la chimica organica è un vastissimo campo di ricerca comprendente la produzione di molteplici sostanze. Numerose composti naturali sono stati ottenuti anche per via sintetica, come, per esempio, l’aspirina, che veniva estratta dalla corteccia del salice e perciò denominata salicilato. Oggi l’aspirina viene prodotta per sintesi dall’industria e immessa sul mercato in quantità di migliaia di tonnellate.

A seguito della sua esperienza, Wohler poté trionfalmente affermare: <<Riesco a produrre urea senza aver bisogno di un rene e neppure di un animale, uomo o cane che sia>>.

Frasi di Rischio

R1 Esplosivo allo stato secco.
R2 Rischio di esplosione per urto, sfregamento, fuoco o altre sostanze d’ignizione.
R3 Elevato rischio di esplosione per urto, sfregamento, fuoco o altre sorgenti d’ignizione.
R4 Forma composti metallici esplosivi molto sensibili.
R5 Pericolo di esplosione per riscaldamento.
R6 Esplosivo a contatto o senza contatto con l’aria.
R7 Può provocare un incendio.
R8 Può provocare l’accensione di materie combustibili.
R9 Esplosivo in miscela con materie combustibili.
R10 Infiammabile.
R11 Facilmente infiammabile.
R12 Altamente infiammabile.
R13 Gas liquefatto altamente infiammabile.
R14 Reagisce violentemente con l’acqua.
R15 A contatto con acqua libera gas facilmente infiammabili.
R16 Pericolo di esplosione se mescolato con sostanze comburenti.
R17 Spontaneamente infiammabile all’aria.
R18 Durante l’uso può formare con aria miscele esplosive/infiammabili.
R19 Può formare perossidi esplosivi.
R20 Nocivo per inalazione.
R21 Nocivo a contatto con la pelle.
R22 Nocivo per ingestione.
R23 Tossico per inalazione.
R24 Tossico a contatto con la pelle.
R25 Tossico per ingestione.
R26 Altamente tossico per inalazione.
R27 Altamente tossico a contatto con la pelle.
R28 Altamente tossico per ingestione.
R29 A contatto con l’aria libera gas tossici.
R30 Può divenire facilmente infiammabile durante l’uso.
R31 A contatto con acidi libera gas tossico.
R32 A contatto con acidi libera gas altamente tossico.
R33 Pericolo di effetti cumulativi.
R34 Provoca ustioni.
R35 Provoca gravi ustioni.
R36 Irritante per gli occhi.
R37 Irritante per le vie respiratorie.
R38 Irritante per la pelle.
R39 Pericolo di effetti irreversibili molto gravi.
R40 Possibilità di effetti irreversibili.
R41 Possibilità di gravi lesioni oculari.
R42 Può provocare sensibilizzazione per inalazione.
R43 Può provocare sensibilizzazione per contatto con la pelle.
R44 Rischio di esplosione per riscaldamento in ambiente confinato.
R45 Può provocare il cancro.
R46 Può provocare alterazioni genetiche ereditarie.
R47 Può provocare malformazioni congenite.
R48 Pericolo di gravi danni per la salute in caso di esposizione prolungata.

Combinazione delle frasi R

R14/15 Reagisce violentemente con l’acqua liberando gas facilmente infiammabili.
R15/29 A contatto con l’acqua libera gas tossici e facilmente infiammabili.
R20/21 Nocivo per inalazione e a contatto con la pelle.
R20/21/22 Nocivo per inalazione, ingestione e contatto con la pelle.
R21/22 Nocivo a contatto con la pelle e per ingestione.
R23/24 Tossico per inalazione e a contatto la pelle.
R23/25 Tossico per inalazione e ingestione.
R23/24/25 Tossico per inalazione, ingestione e a contatto con la pelle.
R24/25 Tossico a contatto con la pelle e per ingestione.
R26/27 Altamente tossico per inalazione e a contatto con la pelle.
R26/28 Altamente tossico per inalazione e ingestione.
R26/27/28 Altamente tossico per inalazione, ingestione e a contatto con la pelle.
R27/28 Altamente tossico a contatto con la pelle e per ingestione.
R36/37 Irritante per gli occhi e le vie respiratorie.
R36/38 Irritante per gli occhi e la pelle.
R36/37/38 Irritante per gli occhi, le vie respiratorie e la pelle.
R37/38 Irritante per le vie respiratorie e la pelle.
R42/43 Può provocare sensibilizzazione per inalazione e contatto con la pelle.

Consigli di prudenza

S1 Conservare sotto chiave.
S2 Conservare fuori dalla portata dei bambini.
S3 Conservare in luogo fresco.
S4 Conservare lontano da locali di abitazione.
S5 Conservare sotto… (liquido appropriato da indicarsi da parte del fabbricante).
S6 Conservare sotto… (gas inerte da indicarsi da parte del fabbricante).
S7 Conservare il recipiente ben chiuso.
S8 Conservare al riparo dall’umidità.
S9 Conservare il recipiente in luogo ben ventilato.
S12 Non chiudere ermeticamente il recipiente.
S13 Conservare lontano da alimenti o mangimi e da bevande.
S14 Conservare lontano da… (sostanze incompatibili da precisare da parte del produttore).
S15 Conservare lontano dal calore.
S16 Conservare lontano da fiamme e scintille. Non fumare.
S17 Tenere lontano da sostanze combustibili.
S18 Manipolare e aprire il recipiente con cautela.
S20 Non mangiare né bere durante l’impiego.
S21 Non fumare durante l’impiego.
S22 Non respirare le polveri.
S23 Non respirare i gas/fumi/vapori/aerosoli… (termine/i appropriato/i da precisare da parte del produttore).
S24 Evitare il contatto con la pelle.
S25 Evitare il contatto con gli occhi.
S26 In caso di contatto con gli occhi, lavare immediatamente e abbondantemente con acqua e consultare il medico.
S27 Togliersi di dosso immediatamente gli indumenti contaminati.
S28 In caso di contatto con la pelle, lavarsi immediatamente e abbondantemente con… (prodotti idonei da indicarsi da parte del fabbricante).
S29 Non gettare i residui nelle fognature.
S30 Non versare acqua sul prodotto.
S33 Evitare l’accumulo di cariche elettrostatiche.
S34 Evitare l’urto e lo sfregamento.
S35 Non disfarsi del prodotto e del recipiente se non con le dovute precauzioni.
S36 Usare indumenti protettivi adatti.
S37 Usare guanti adatti.
S38 In caso di ventilazione insufficiente, usare un apparecchio respiratorio adatto.
S39 Proteggersi gli occhi/la faccia.
S40 Per pulire il pavimento e gli oggetti contaminati da questo prodotto, usare… (da precisare da parte del produttore).
S41 In caso di incendio e/o esplosione, non respirare i fumi.
S42 Durante le fumigazioni usare un apparecchio respiratorio adatto… (termine/i appropriato/i da precisare da parte del produttore).
S43 In caso di incendio usare… (mezzi estinguenti idonei da indicarsi da parte del fabbricante). Se l’acqua aumenta il rischio, precisare: “Non usare acqua”.
S44 In caso di malessere consultare il medico (se possibile, mostrargli l’etichetta).
S45 In caso di incidente o di malessere consultare immediatamente il medico (se possibile, mostrargli l’etichetta).
S46 In caso d’ingestione consultare immediatamente il medico e mostrargli il contenitore o l’etichetta.
S47 Conservare a temperatura non superiore a… °C (da precisare da parte del fabbricante).
S48 Mantenere umido con… (mezzo appropriato da precisare da parte del fabbricante).
S49 Conservare soltanto nel recipiente originale.
S50 Non mescolare con… (da specificare da parte del fabbricante).
S51 Usare soltanto in luogo ben ventilato.
S52 Non utilizzare su grandi superfici in locali abitati.
S53 Evitare l’esposizione, procurarsi speciali istruzioni prima dell’uso.

Combinazione delle frasi S

S1/2 Conservare sotto chiave e fuori della portata dei bambini.
S3/7/9 Tenere il recipiente ben chiuso in luogo fresco e ben ventilato.
S3/9 Tenere il recipiente in luogo fresco e ben ventilato.
S3/9/14 Conservare in luogo fresco e ben ventilato lontano da… (materiali incompatibili da precisare da parte del fabbricante).
S3/9/14/49 Conservare soltanto nel contenitore originale in luogo fresco e ben ventilato lontano da… (materiali incompatibili da precisare da parte del fabbricante).
S3/9/49 Conservare soltanto nel contenitore originale in  luogo fresco e ben ventilato.
S3/14 Conservare in luogo fresco lontano da… (materiali incompatibili da precisare da parte del fabbricante).
S7/8 Conservare il recipiente ben chiuso e al riparo dall’umidità.
S7/9 Tenere il recipiente ben chiuso e in luogo ben ventilato.
S20/21 Non mangiare, né bere, né fumare durante l’impiego.
S24/25 Evitare il contatto con gli occhi e con la pelle.
S36/37 Usare indumenti protettivi e e guanti adatti.
S36/37/39 Usare indumenti protettivi e guanti adatti e proteggersi gli occhi/la faccia.
S36/39 Usare indumenti protettivi adatti a proteggersi gli occhi/la faccia.
S37/39 Usare guanti adatti e proteggersi gli occhi/la faccia.
S47/49 Conservare soltanto nel contenitore originale a temperatura non superiore a … °C (da precisare da parte del fabbricante).

1) operazioni sottovuoto: tutte le parti delle apparecchiature destinate a lavorare sottovuoto devono essere perfettamente integre e adatte allo scopo. Mai usare, per esempio, tappi di gomma, matracci o beute a fondo piatto. Si usino solo tubi di gomma da “vuoto”, in quanto hanno uno spessore maggiore. La riduzione della pressione e il ripristino della pressione atmosferica, che è raggiunto dopo raffreddamento dell’apparecchiatura, devono avvenire in modo graduale. Qualora la diminuzione della pressione sia provocata da pompe a olio, occorre disporre la pompa sotto la cappa; da questa infatti fuoriescono invisibili e pericolose goccioline di olio. La pompa meccanica deve essere fermata soltanto dopo avere riportato l’apparecchiatura a pressione atmosferica. Tutte le operazioni condotte sottovuoto, in particolare le distillazioni, devono essere eseguite da operatori protetti da appositi schermi.

2) Prevenzione dell’incendio: le principali norme di prevenzione dell’incendio sono:

- verificare le proprietà delle sostanze infiammabili che si utilizzano con una frequenza considerevole, con particolare riferimento al loro flash point;
- le fonti di calore (mezzi riscaldanti, Bunsen ecc.) devono essere lontane da pareti e da materiali infiammabili, prima di usare fiamme libere è necessario accertarsi che nei paraggi non siano in corso lavori con sostanze infiammabili;
- non si devono mai effettuare travasi in laboratorio, ma all’aperto, utilizzando appositi sifoni, pompe o dosatori;
- è necessario immagazzinare separatamente gli infiammabili, i comburenti e le sostanze incompatibili;
- non si devono versare nel lavandino o nella rete di scarico liquidi volatili, bassobollenti o sostanze pericolose: occorre stoccarle con le precauzioni sopra descritte e consegnarle a smaltitori autorizzati;
- le tubazioni di condotta del gas e affini devono essere periodicamente controllate, tenendo d’occhio la data di scadenza sovraimpressa (vanno comunque cambiate se si presentano indurite, anche se non sono ancora scadute).

3) In caso di incendio:

- è necessario soccorrere e allontanare le persone ustionate, telefonare al servizio sanitario e ai vigili del fuoco i cui numeri telefonici devono essere a portata di mano; intervenire con gli estintori a mano, rimuovendo, quando possibile, recipienti con sostanze infiammabili e pericolose;
- l’estintore migliore è la coperta antifuoco: sulla persona in fiamme devono intervenire non più di due persone;
- in caso di incendio su un’apparecchiatura è meglio allontanarsi, rinunciando all’uso della coperta: è preferibile che intervengano i vigili del fuoco;
- non usare l’acqua per spegnere il fuoco, salvo per parti in legno, carta ecc.

4) Tossicità: le cause della tossicità di una sostanza sono varie e sono collegate al meccanismo dell’azione che esse esercitano sulla persona. Per molte sostanze sono fissati i valori di soglia, cioè i valori di concentrazione nell’aria oltre i quali un’esposizione prolungata è dannosa per la salute dei lavoratori. Questo non esclude però che alcuni operatori avvertano disagio anche al di sotto di tali valori. Diverse le denominazioni dei valori di soglia:

- MAC (Maximum Allowable Concentration), fissati dalla ACGIH (American Conference of  Industrial Hygienists);
- MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration), validi in Germania;
- TLV (Threshold Limit Value), che sono stati anch’essi fissati dalla ACGIH e, come gli altri, vengono verificati e aggiornati ogni anno.

I valori si esprimono in ppm, ossia mL/m3 d’aria, oppure in mg di sostanza/m3 d’aria.
La AIDII (Associazione Italiana degli Igienisti Industriali) ha adottato per gli ambienti di lavoro, quale valore limite di soglia, i TLV stabiliti dalla ACGIH. Per alcune sostanze il limite di tollerabilità tende a prevenire danni gravi alla salute, per altre si propone di eliminare patologie che causano irritazioni, forme di stress o di narcosi.
Essendo però diversa la risposta a seconda della persona, può succedere che qualcuno accusi disagio anche per i valori di concentrazione al di sotto dei TLV, anche limitatamente ad alcune sostanze.

Come si può ben capire, i reagenti chimici non sono mai del tutto innocui e possono spesso essere pericolosi per noi e per l’ambiente. E’ quindi necessario manipolare questi materiali con precauzione e leggere sempre attentamente quanto riportato sull’etichetta di ciascun contenitore. Sulle etichette, oltre alle informazioni dette prima, devono essere riportate le proprietà chimico-fisiche come densità, temperatura di ebollizione, concentrazione se si tratta di una soluzione e il grado di purezza di ogni reagente, che danno indicazioni sulla qualità del prodotto.
Inoltre, in base alle direttive dell’Unione Europea, le etichette delle sostanze pericolose devono obbligatoriamente riportare indicazioni sul tipo e grado di pericolosità e, facoltativamente, indicazioni sulle precauzioni da prendere.
Il tipo di pericolosità viene indicato da uno dei simboli grafici convenzionali stabiliti nel 1965 dal Consiglio d’Europa di Strasburgo, che ha suddiviso le sostanze pericolose in altrettante grandi categorie, ciascuna rappresentata da un simbolo grafico chiaramente riconoscibile quindi in qualsiasi Paese.
Il grado di pericolosità è riportato nel codice R, il codice dei rischi.
Le precauzioni da adottare nei singoli casi, sono elencate e opportunamente numerate nel codice S, il codice dei consigli di prudenza, come già detto.
I simboli riportati sulle etichette dei contenitori dei prodotti chimici indicano, in base alle direttive europee, le sostanze pericolose suddivise per categorie:

1) sostanze esplosive: sono le sostanze che possono esplodere in determinate condizioni sperimentali, in particolare per l’esposizione a fonti di calore, e che sono molto sensibili agli urti e agli attriti.

Sostanze esplosive

2) sostanze ossidanti e comburenti: sono le sostanze che provocano una forte reazione esotermica quando vengono a contatto con altre sostanze, soprattutto se infiammabili.

Sostanze comburenti e ossidanti

3) Sostanze infiammabili: si tratta di qualunque sostanza che a contatto con l’ossigeno atmosferico e a temperatura sufficientemente elevata, brucia con sviluppo di fiamme.

Sostanze infiammabili

- punto di infiammabilità (flash point): temperatura a cui la sostanza produce, alla pressione ambientale, vapori in quantità tale da dare una miscela infiammabile con l’ossigeno atmosferico;
- temperatura di ignizione o autoaccensione: minima temperatura richiesta per iniziare o mantenere la combustione di una miscela dei vapori della sostanza con l’aria, indipendentemente dalla fonte di calore;
- campo di infiammabilità: intervallo di composizione nel quale la miscela aria combustibile è infiammabile.

4) Sostanze tossiche: si tratta di sostanze che, a seguito di ingestione, inalazione o assorbimento attraverso la pelle, possono essere causa di danni alla salute.

Sostanze tossiche

5) Sostanze corrosive: sono le sostanze che esercitano un’azione distruttiva sia sui tessuti vivi sia sulle attrezzature di laboratorio con cui vengono a contatto.

Sostanze corrosive

Sostanze nocive

6) Sostanze nocive: sono le sostanze che, in seguito a inalazione, ingestione o penetrazione attraverso la pelle, possono provocare danni di gravità limitata.

Anche se il grado di pericolosità nell’uso di queste sostanze è minore, è opportuno seguire le precauzioni descritte per la manipolazione delle sostanze tossiche (lavorare sotto cappa aspirante, evitare il contatto con la cute e con gli occhi e così via).

Sostanze irritanti

7) Sostanze irritanti: sono le sostanze che provocano reazioni infiammatorie in seguito a contatto immediato o prolungato con la pelle. Per la loro manipolazione devono essere seguite le precauzioni già descritte per l’uso delle sostanze corrosive.

8) Sostanze radioattive: sono così chiamate quelle sostanze capaci di emettere radiazioni ionizzanti. Esistono normative e legislazioni specifiche per la conservazione, la manipolazione e lo smaltimento del

Sostanze radioattive

le sostanze radioattive che devono essere seguite rigorosamente per la sicurezza degli operatori. Le più comuni precauzioni da seguire consistono nell’uso di guanti protettivi, di opportune schermature quando si lavora con emittenti e nel controllo della dose di radiazione ricevuta dagli operatori con dosimetri personali.

- rischi di lesioni per ferite da taglio;
- rischi di lesioni per ustioni termiche;
- rischi di lesioni per l’uso di apparecchiature sotto pressione;
- rischi di lesioni per scariche elettriche;
- rischi di lesioni per la manipolazione di reattivi;
- rischi igienico-ambientali dovuti ad agenti di natura fisica (rumore, vibrazioni, microclima, microonde ecc.);
- rischi igienico-ambientali dovuti ad agenti di natura chimica (inalazione, fumi, nebbie, polveri, contatto, ingestione di sostanze  chimiche e/o biologiche dannose ecc.).

Oltre agli incidenti, in laboratorio ci sono altri pericoli di cui preoccuparsi e stare attenti.
Le conoscenze fondamentali che devono essere patrimonio di chiunque si appresti a lavorare in un laboratorio di chimica sono:

1) Igiene personale:

- è responsabilità di tutti tenere pulito e in ordine il laboratorio. Ciascun operatore ha il dovere di effettuare alla fine del lavoro lo smaltimento corretto delle sostanze utilizzate;
- non introdurre sostanze o oggetti estranei alle attività di lavoro;
- è vietato fumare, mangiare, bere, fare movimenti bruschi e tenere capelli lunghi sciolti;
- gli spazi tra e intorno ai banchi e vicino alle uscite devono essere puliti e in buone condizioni, in modo da – evitare che si possa scivolare o inciampare;
- evitare che vi ristagni acqua od olio e che vi siano sporgenze;
- ogni esperimento di liquido sul pavimento o sui banchi deve essere accuratamente e immediatamente eliminato.

2) Protezione individuale:

- indossare sempre il camice, preferibilmente bianco in modo da rilevare subito macchie e sporcizia, e i guanti adatti ai vari usi, entrambi vanno tolti prima di accedere in locali a uso della comunità (aule, biblioteca, sala internet ecc.);
- indossare occhiali e maschera di protezione quando si eseguono lavorazioni che possono comportare rischi per gli occhi e quando è ipotizzabile che si possano creare schizzi e aerosol. E’ necessario che chi opera in laboratorio si assicuri che tali protezioni siano disponibili. C’è chi sostiene che con gli occhiali non si possa lavorare, ma questo modo di pensare è sbagliato ed è meglio correggerlo prima di dovere assistere a gravissimi incidenti. Esistono occhiali di sicurezza molto leggeri che riparano bene gli occhi e la parte superiore del viso e che possono essere sistemati anche al di sopra di eventuali occhiali da vista. La protezione per gli occhi dovrebbe essere indossata prima di entrare in laboratorio e tolta solo dopo averlo lasciato;
- gli occhiali da vista o le lenti a contatto non costituiscono una protezione adeguata per gli occhi, infatti non sono approvate dall’Ufficio Federale statunitense per l’Amministrazione della Sicurezza e della Salute (OSHA);
- non portare mai gli oggetti alla bocca;
- non pipettare mai con la bocca, ma utilizzare sempre le propipette o le pipettatrici automatiche.

3) Comportamento personale:

- Le porte devono essere aperte e chiuse con cautela. Non si devono ingombrare i pavimenti con contenitori o altro;
- si comincia un’esercitazione su un banco vuoto. Alla fine dell’esercitazione si devono pulire le superfici su cui si è lavorato e si devono riporre le apparecchiature e i reagenti utilizzati;
- in caso di rovesciamento dei reagenti, provvedere immediatamente alla loro eliminazione con gli opportuni solventi. L’ultimo trattamento deve essere fatto con abbondante acqua e poi si asciuga;
- fare attenzione a quello che succede intorno a sé per evitare di subire le conseguenze di un incidente provocato da altri operatori;
- prima di usare qualunque reagente si deve leggere la relativa etichetta, con particolare riguardo al simbolo, al tipo di pericolosità e alle norme di prevenzione. L’etichetta dei prodotti chimici riporta una serie di dati, tra cui quelli relativi alla sicurezza. Qualora diventasse illeggibile, essa deve essere con una indicazione chiara del contenuto del recipiente e della pericolosità del prodotto;
- le pipette e i sifoni non devono mai essere usati con la bocca. Si devono usare pipette automatiche, dosatori e aspiratori in gomma, semplici ed economici;
- non toccare le apparecchiature elettriche con le mani bagnate o quando il pavimento è bagnato. Occorre proteggere le parti elettriche da spruzzi o contatti con acqua. Inoltre, le spine vanno tolte, mai strappate;
- lavarsi accuratamente le mani dopo aver usato le sostanze impiegate. Nonostante si debba evitare di toccare solidi e liquidi con le mani, ciò può succedere nel corso di qualche manipolazione. Il lavaggio delle mani evita conseguenze anche gravi nel caso si portino inavvertitamente le mani agli occhi o alla bocca;
- evitare il contatto con la pelle nel maneggiare qualunque prodotto chimico. Usare sempre spatole o bacchette di vetro per prelevare solidi e travasare i liquidi in modo corretto. Sarebbe opportuno utilizzare guanti monouso in lattice o in polietilene. La maggior parte dei prodotti chimici di laboratorio sono tossici, alcuni anche velenosi. Altri, come le soluzioni concentrate di acidi e basi forti, sono corrosivi per la pelle. Nell’eventualità di contatto con la pelle, lavare immediatamente la zona contaminata con abbondanti quantità di acqua; in caso di soluzioni corrosive la velocità di intervento è particolarmente importante. Se le soluzioni corrosive vengono schizzate su abiti, essi vanno immediatamente tolti;
- lavorare sotto cappa aspirante quando si utilizzano sostanze tossiche e solventi organici volatili o quando si sviluppano gas nel corso delle reazioni. Si evita in questo modo di respirare prodotti tossici e si eliminano sostanze infiammabili;
- gli oggetti che sono stati riscaldati (in genere la comune vetreria di laboratorio) devono essere manipolati con molta prudenza, stando attenti in particolare che non vengano usati da altri, ignari del rischio di scottature;
- gettare i reattivi di scarto nei contenitori appropriati in accordo con le direttive fornite dai responsabili. Generalmente, i reattivi devono essere smaltiti in modo sicuro, riducendo al minimo il pericolo di inquinamento dell’ambiente. Gli acidi e le basi possono essere versati nel lavandino solo dopo neutralizzazione e facendovi scorrere molta acqua. Alcuni scarti idrosolubili non pericolosi possono essere diluiti con acqua e versati nel lavandino. I solventi alogenati e i combustibili devono essere posti invece in contenitori di raccolta separati.

4) Indicazioni di carattere generale:

- evitare di rimanere a lavorare da soli in laboratorio, senza che nessun altro sia presente nelle vicinanze;
- sulla porta di ogni laboratorio deve essere affissa una pianta schematica nella quale siano riportati tutti gli apparati permanenti o semipermanenti in funzione nel laboratorio (rubinetti del gas, frigoriferi, cappe ecc.);
- le istruzioni per usare correttamente ogni apparecchio devono essere indicate e affisse sull’apparecchio stesso;
- se un apparecchio deve rimanere in funzione oltre il normale orario di lavoro, dovrebbe avere affissa una scheda nella quale riportare la data e l’intervallo orario di funzionamento, il nome della persona che lo sta utilizzando, la procedura di spegnimento in caso di emergenza con le indicazioni necessarie se si deve operare con precauzioni particolari, il nome, l’indirizzo e il telefono della persona da contattare in caso di emergenza;
- per le pulizie utilizzare sempre specifici detergenti, non reattivi quali acidi o basi forti;
- è obbligatorio informarsi sulle precauzioni necessarie da prendere prima di maneggiare sostanze o materiali pericolosi. I prodotti chimici di vario tipo, nella loro confezione originale, presentano un’etichetta dove un pittogramma indica la natura del rischio che si corre nel maneggiarle. Il significato dei diversi pittogrammi è riportato all’inizio dei cataloghi dei prodotti chimici;
- ogni laboratorio deve essere provvisto di una cassetta con materiale di pronto soccorso corredata da istruzioni che, in caso di incidente, possano indicare le modalità di primo intervento più adeguate;
è opportuno tenere bene in vista vicino alla cassetta di pronto soccorso, i diversi indirizzi telefonici utili per interventi di emergenza;
- i campioni depositati all’interno di contenitori, in congelatori, frigoriferi, o qualsiasi altro posto di uso comune devono riportare sui contenitori stessi la sostanza contenuta, l’eventuale avviso di rischio (se necessario), la data di stoccaggio e il nome del proprietario o di chi ha depositato il contenitore;
è da evitare l’uso di vetreria che presenti bordi scheggiati o crepe;
- è necessario usare guanti di cuoio a protezione delle mani, quando si devono maneggiare apparecchi e tubi di vetro;
- è necessario usare guanti monouso da lavare e buttare a fine lavoro o anche se ci si allontana dal laboratorio quando vengono eseguite lavorazioni che comportano il rischio di danni alla pelle;
- se maneggiando qualche prodotto questo viene a contatto con la pelle, è necessario lavare immediatamente la parte colpita;
- le persone che per ultime lasciano il laboratorio sono tenute a controllare che tutto sia in ordine (solventi, apparecchiature, sostanze chimiche, colture ecc.);
- nessuna strumentazione funzionante va posta, neanche provvisoriamente, in aree diverse dai laboratori;
evitare di appoggiare recipienti, bottiglie o apparecchi vicino al bordo del banco di lavoro;
- prima di ogni reazione chimica accertarsi degli eventuali pericoli che si possono incontrare;
- non lasciare mai senza controllo reazioni in corso o apparecchiature in funzione;
- bonificare e asciugare subito le superfici dei banchi e dei pavimenti su cui siano cadute eventuali sostanze chimiche;
- una norma elementare di sicurezza è quella di conoscere bene l’ambiente in cui si opera, ovvero la disposizione degli spazi e la procedura da seguire in caso di evacuazione, l’esatta ubicazione delle uscite normali o di sicurezza e che esista libero accesso a esse. Inoltre, occorre sapere individuare la collocazione del materiale per il pronto soccorso, l’ubicazione del telefono più vicino, i numeri telefonici dei vigili del fuoco e dell’ospedale. Deve essere chiara la posizione delle attrezzature da usare in caso di emergenza: gli estintori, l’armadietto del materiale del primo pronto soccorso, le docce per il lavaggio rapido di materiali aggressivi che abbiano eventualmente colpito persone od organi sensibili come gli occhi ecc.

5) Stoccaggio dei reagenti:

- non bisogna accumulare sui banchi o sotto  cappa i reattivi chimici, ma occorre sempre riporli al loro posto in appositi scaffali, tenendo separati i reagenti incompatibili tra loro;
- i recipienti pesanti contenenti sostanze pericolose vanno tenuti sul pavimento o sul ripiano più basso;
- le bottiglie contenenti reattivi pericolosi, per esempio acidi forti, non devono essere trasportate tenendole per il collo, ma in appositi contenitori;
- le cappe devono essere tenute sgombre dai reattivi e dalle apparecchiature non in uso;
- bottiglie, recipienti e fiale ancora pieni, anche se non del tutto, devono essere etichettati in modo che sia indicato in modo chiaro il contenuto e gli eventuali rischi a esso relativi.

6) Vetreria:

- prima di usare le apparecchiature di vetro occorre esaminarle, scartando i pezzi rotti, incrinati o sporchi;
in un apparecchio in cui bisogna fare il vuoto, anche il più piccolo difetto può risultare pericoloso;
- molte operazioni apparentemente semplici, come il taglio di un tubo o di una bacchetta di vetro, l’introduzione di un tubo di vetro o di un termometro in un tappo di gomma, la rimozione di un tappo di vetro da una bottiglia, possono provocare serie ferite e vanno perciò eseguite secondo le procedure più adatte;
- arrotondare sempre con il fuoco le estremità di tubi di vetro tagliati di recente;
- non tentare mai di forzare un tubo di vetro attraverso il foro di un tappo: assicurarsi che sia il tubo sia il foro siano bagnati di acqua saponata e, mentre si inserisce il vetro nel tappo, proteggere le mani con diversi strati di asciugamani o con guanti pesanti;
- tutte le apparecchiature e la vetreria non in uso vanno riposte e non lasciati sui banchi.

7) Precauzioni da adottare per l’uso di apparati elettrici:

- non usare mai adattatori multipli per collegare più strumenti;
- riferire immediatamente ogni malfunzionamento di apparati elettrici, o l’esistenza di fili elettrici consunti e di spine o prese danneggiate;
- in caso di malfunzionamento di un apparato elettrico, disconnetterlo dalla rete e richiedere l’intervento tecnico adeguato;
- le apparecchiature con motori elettrici non vanno disposte vicino a materiali infiammabili o esplosivi. L’alto voltaggio di alcuni apparecchi elettrici (per esempio apparati per elettroforesi) può essere letale. E’ necessario segnalare il pericolo con appositi cartelli;
- il corretto amperaggio dei fusibili è essenziale sia per la sicurezza degli operatori sia per il buon utilizzo degli apparati. Non sostituire mai un fusibile danneggiato con uno di amperaggio superiore;
- il mal funzionamento di un termostato può essere causa di incendi;
- prima di lasciare in funzione per lungo tempo apparati riscaldanti, è necessario controllare che la temperatura rimanga costante. E’ consigliabile usare interruttori magnetotermici di sicurezza.

8) Precauzioni da adottare per l’uso di sostanze tossiche-nocive:

- la presenza nei laboratori di sostanze tossiche-nocive va sempre segnalata con appositi cartelli. Le sostanze tossiche esercitano i loro effetti nocivi per ingestione, per assorbimento cutaneo e per inalazione. Per questo motivo, bisogna astenersi dal consumare cibi o bevande nei laboratori e non pipettare aspirando con la bocca;
- si devono indossare sempre guanti di qualità adeguata, che vanno sempre lavati prima di essere rimossi dalle mani. Per evitare contaminazioni di altri ambienti, è necessario togliere i guanti prima di lasciare il laboratorio;
- i solventi volatili vanno sempre usati sotto la cappa, con aspirazione di portata adeguata. Se necessario, usare una mascherina di protezione delle vie respiratorie, avendo cura di scegliere i filtri adeguati alla sostanza da manipolare;
- le sostanze tossiche e nocive vanno conservati in appositi armadi di sicurezza.

9) Precauzioni da adottare per l’uso di sostanze altamente infiammabili e potenzialmente esplosive:

- è opportuno tenere nei laboratori quantità minime di queste sostanze e comunque toglierle dai banchi di lavoro appena possibile;
- le sostanze infiammabili e potenzialmente esplosive vanno conservate in appositi armadi di sicurezza;
- non usare fiamme libere per scaldare sostanze infiammabili o esplosive e nemmeno in vicinanza delle stesse;
- non usare spruzzette di plastica per liquidi infiammabili;
- l’utilizzo di sostanze infiammabili va sempre segnalato con appositi cartelli;
- l’uso di eteri va sempre effettuato sotto cappa e segnalato con appositi cartelli. Gli eteri a contatto con l’aria formano perossidi. Prima di effettuare una distillazione o un’evaporazione, l’etere deve essere saggiato per la presenza di perossidi. Se presenti, questi vanno eliminati. Poiché la condensazione anomala di vapori altamente infiammabili come quelli dell’etere può produrre un’atmosfera esplosiva, l’eventuale distillazione di queste sostanze va effettuata in cappe aspiranti adatte e di buona efficienza;
- sodio e potassio metallici a contatto con l’acqua reagiscono violentemente sviluppando calore e liberando idrogeno: sono quindi possibili esplosioni e incendi;
- tutti i composti ossidanti vanno usati con molta precauzione, specialmente quelli che possono causare incendi anche in assenza d’aria (perossidi, permanganati, clorati, cromati, nitrati inorganici, perclorati ecc.). Questi composti vanno conservati lontano da combustibili;
- particolari precauzioni devono essere adottate quando si usa una pompa o un’altra apparecchiatura da vuoto per evaporare solventi infiammabili. I vapori del solvente non devono raggiungere il sistema di aspirazione. Bisogna pertanto inserire una trappola adeguata per tali vapori prima della pompa.

10) Misure precauzionali per la conservazione delle varie sostanze:

- la quantità di sostanze chimiche da tenere in laboratorio deve essere ridotta al minimo;
- non lasciare sostanze pericolose, acidi o solventi sui banchi da lavoro;
- non stoccare contenitori e bottiglie di sostanze pericolose nei ripiani di scaffali alti;
- non usare la cappa aspirante come deposito di sostanze e mantenerla libera da apparati che possono causare turbolenze nel flusso d’aria. In laboratorio devono essere tenute solo minime quantità di solventi infiammabili. Queste sostanze vanno tenute in appositi armadi antincendio;
- sostanze particolarmente nocive alla salute (cancerogene, teratogene, mutagene ecc.) devono essere conservate all’interno di un armadio adeguato, con un sistema a doppio contenitore e su entrambi i contenitori devono essere riportati il tipo e la pericolosità della sostanza;
- la sorgenti radioattive vanno conservate dal personale autorizzato in conformità alle norme previste dall’organo di sorveglianza competente (Servizio di Fisica Sanitaria).