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Panoramica sulla chimica

by Adriana Carelli

Lo

La studia la composizione, la struttura e le trasformazioni della materia

Obiettivo di apprendimento

Indicare gli scopi generali e l’oggetto della chimica

Punti chiave

  • La chimica viene chiamata “la scienza centrale” perché è un ponte tra la fisica e le altre scienze naturali come la geologia e la biologia
  • La chimica studia la materia e le sue proprietà
  • I rami della chimica includono: chimica analitica, biochimica, chimica inorganica, fisica chimica

Termini chiave

  • Chimica : E’ il ramo della scienza che si occupa della composizione e struttura delle sostanze e dei cambiamenti che avvengono come conseguenza di un’alterazione della struttura delle molecole.
  • Materia : Qualcosa che ha una massa e occupa uno spazio (quindi ha un volume)

Le prime ipotesi alla base della chimica erano emerse nell’Antica Grecia ad opera di Aristotele, che aveva definito come costituenti della materia quattro elementi: fuoco, aria, terra e acqua. Non ci sono stati particolari avanzamenti a questa teoria fino a quando tra il XVII e XVIII secolo Robert Boyle (1627-1691) e Antoine Lavoiser (1743-1794) cominciarono a rimodellare le teorie alchemiche dentro un rigoroso metodo scientifico.

Lavoiser

Lavoiser

Antoine-Laurent de Lavoiser

Lavoiser viene considerato il padre della chimica moderna, a causa del suo lavoro per studiare la conservazione della massa e per sviluppare un nuovo sistema di nomenclatura.

Come nelle altre scienze naturali, la chimica fornisce allo scienziato informazioni che si applicano alle scienze fisiche e potenti strumenti analitici per le applicazioni ingegneristiche.

Nelle scienze biologiche e nei sui derivati, come la psicologia, tutto ruota intorno alla biochimica, e gli scienziati in questa epoca iniziano a capire i differenti livelli di organizzazione e le loro influenze gli uni dagli altri. Per esempio, le basi della moderna medicina sono i processi biochimici che avvengono all’interno del corpo umano.

La chimica e le scienze naturali

La chimica ha il potere di spiegare innumerevoli fenomeni che avvengono nel mondo, da quelli ordinari a quelli bizzarri. Perché il ferro arrugginisce? Cosa rende il propano un carburante così efficiente e pulito?

La chimica possiede le risposte a queste domande e molto altro. Capire la chimica è la chiave per capire il mondo che conosciamo.

Esempio di ruggine

Esempio di ruggine

Il metodo scientifico

Il metodo scientifico è un processo dove prima si osserva e ci si interroga, poi si crea l’ipotesi, poi vengono eseguiti delle misurazioni e come ultimo step vengono analizzati i risultati per giungere a una legge naturale.

Obiettivi di apprendimento

Riconoscere e ricavare le ipotesi di un esperimento scientifico come parte del metodo scientifico.

Punti chiave

  • Nel metodo scientifico le osservazioni portano a domande che richiedono una risposta.
  • L’ipotesi è una dichiarazione che si può testare, e questo permette di verificarla di rispondere a una domanda
  • Gli esperimenti (spesso con gruppi di controllo e variabili) sono ideati per verificare l’ipotesi
  • L’analisi dei risultati di un esperimento porterà all’accettazione o al rifiuto dell’ipotesi.

Termini chiave

  • Metodo scientifico: un modo per scoprire le conoscenze basate sulla creazione di previsioni falsificabili (ipotesi), testarle e generare teorie sui dati raccolti.
  • Ipotesi: determinazione o condizione relativa al possibile o eventuale verificarsi o configurarsi di un fatto, sul piano della sperimentalità pratica o speculativa
  • Gruppo di controllo: un gruppo che contiene tutte le funzionalità del gruppo sperimentale tranne per il fatto che non viene fornito il cambiamento previsto dall’ipotesi
Il metodo scientifico mappa

Il metodo scientifico mappa

Il metodo scientifico era utilizzato anche nell’antichità, ma il primo a documentarlo fu Francis Bacon (1561-1626) che ha progettato questo metodo induttivo per svolgere indagini scientifiche. Il metodo scientifico può essere applicato a tutti i campi delle scienze.

Francesco Bacone

Francesco Bacone (1561-1626) è stata la prima persona ad aver definito il metodo scientifico.

Francesco Bacone

Francesco Bacone

Il metodo scientifico è un processo che inizia con l’osservazione che poi genera domande. Il metodo scientifico consiste in una serie ben definita di passi, se l’ipotesi non è confermata dagli esperimenti, si può proporre una nuova ipotesi.

Formulazione dell’ipotesi

Per risolvere un problema a volte è necessario proporre più ipotesi. Per esempio, uno studente potrebbe credere che il suo amico è alto perché beve molto latte. l’ipotesi in questo caso è: “Se una persona beve molto latte allora diventerà alta”. Generalmente l’ipotesi ha il formato “Se..allora”. Altra ipotesi per spiegare che l’amico è alto: “Se una persona ha genitori alti, allora anche loro saranno alti perché genitori alti generano figli alti”.

Testare l’ipotesi

Un’ipotesi valida deve essere testabile. Potrebbe anche essere falsificabile, cioè che i risultati degli esperimenti generano una discordanza con l’ipotesi, pertanto quello che si era pensato si è dimostrato falso. La possibilità di testare le ipotesi distingue le scienze dalle non-scienze.

Per esempio la presenza di un essere soprannaturale non è né testabile né falsificabile.

Per testare un’ipotesi bisogna condurre uno o più esperimenti, destinati ad eliminare una o più ipotesi. Ciascun esperimento avrà una o più variabili e uno o più gruppi di controllo.

Per esempio un gruppo di controllo può essere formato da ragazzi che non bevono il latte, e questo va comparato con il gruppo sperimentale formato solo da ragazzi che bevono latte. Se i risultati del gruppo di controllo sono diversi rispetto al gruppo sperimentale, la differenza è probabilmente   dovuta all’ipotesi piuttosto che all’influenza di fattori esterni.

Per testare la prima ipotesi dobbiamo provare se a bere latte ci sono conseguenze sull’altezza. Se invece, non ha conseguenze sull’altezza allora la statura del suo amico sarà dovuta ad altre ragioni.

Per testare la seconda ipotesi lo studente deve controllare se le persone alte hanno genitori alti. Anche in questo caso serve un gruppo di controllo e delle misurazioni. Se le ipotesi non trovano conferma sperimentale vengono rigettate

 

Riferimenti:

http://en.wiktionary.org/wiki/alchemy CC BY-SA 3.0

http://en.wiktionary.org/wiki/chemistry CC by-sa 3.0

http://en.wikibooks.org/wiki/General_Chemistry/Introduction CC BY-SA 3.0

http://www.chem1.com/acad/webtext/pre/chemsci.html CC BY-SA

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antoine_lavoisier_color.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rust_on_iron_gate_ornament.JPG

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metodo_scientifico.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/Francis_Bacon#/media/File:Francis_Bacon,_Viscount_St_Alban_from_NPG_(2).jpg

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