Descoperiri+accidentale

==== **Provocări** ==== >
 * Ce sanse crezi ca ai sa faci o mare descoperire stiintifica? Ce ti-ai dori sa descoperi?

==== **Trasee de cunoaştere** ==== >
 * Focul si roata. Tema descrie cronologia unor descoperiri accidentale care au influentat evolutia omenirii.
 * Culoarea si colorantii. Este descrisa istoria utilizarii colorantilor: de la coloranti extrasi din diverse specii de plante si animale, pigmenti anorganici până la descoperirea primului colorant de sinteza. Tema poate fi abordata si din punct de vedere experimental: elevii vor primi ca sarcina de lucru sa prepare pigmenti anorganici, coloranti organici, sa vopseasca diverse materiale.
 * Medicamentele si sanatatea. Tema prezinta descoperirea accidentala a unor medicamente a caror folosire a eliminat multe neajunsuri. Se vor descrie mecanismele de actiune ale acestora, ce se întâmplă în cazul unor supradoze, antidoturi, etc.
 * Descoperiri accidentale în stiinta. Tema descrie descoperirile accidentale din toate domeniile cu evidentierea aspectelor aplicative. Elevii pot aborda aceasta tema pe grupuri împartite pe discipline: un grup se documenteaza despre descoperirile accidentale din fizica, altul se va ocupa de cele din chimie, altul de descoperirile accidentale din matematica, samd.
 * Descoperiri datorate cercetarilor militare. Se pot elemente (inventii, programe etc.) proiectate initial pentru industria militara au devenit, cu timpul, produse utilizate pe scara larga.
 * Istoria materialelor plastice. Inventarea, evolutia lor pâna în zilele noastre.
 * Descoperirile lui Isaac Newton si importanta acestora în evolutia cunoasterii umane.
 * Descoperirea amprentei ADN. Aplicatii în viata cotidiana.
 * Descoperirea radiatiilor X si utilizarea lor

==== **Exemple de abordare integrată** ==== **Subtema 2. //Culoarea şi coloranţii//** Omul a utilizat coloranţii naturali din timpuri foarte vechi. În peşterile din munţii Pirinei se găsesc desene care au o vârstă de 20.000 de ani - ceea ce este remarcabil este faptul că oamenii au avut abilitatea ca în acele timpuri să facă pigmenţi care să reziste în timp. Aztecii cunoşteau un colorant roşu obţinut dintr-o specie de insecte. **Colorantii** sunt compusi organici sintetici sau naturali care au culoare proprie si care �ntr-o cantitate mica pot imprima culoarea lor unor substraturi (fibre, piele, ceramica, alimente).

**Fig. 1 - Picturi cu pigmenţi anorganici într-o peşteră din Sri Lanka** Cel mai celebru colorant folosit în vechime era purpura antică şi a fost folosit pentru prima dată de fenicieni în jurul anului 1500 î.Hr. Era extrasă dintr-o specie de moluşte în care se găseşte în cantităţi foarte mici. In perioada antichităţii a fost considerată cea mai frumoasă, cea mai stabilă şi cea mai preţioasă culoare, calităţi ce i-au conferit o reală suveranitate. Cu ajutorul ei se vopseau lâna şi mătasea din care se confecţionau veşmintele suveranilor, fiind explicit asociată puterii, rangului social şi preţuirii. La Roma, împăratul Nero a ordonat să fie pedepsiţi cu moartea toţi cei care purtau sau cel puţin cumpărau purpură imperială.

Fig. 2 - Melcul Murex Brandaris din care se extrăgea purpura antică Coloranţii naturali extraşi (garanţa, indigoul, coşenila, turnesolul) erau folosiţi din antichitate la vopsirea fibrelor textile. Obţinerea lor se realiza cu randamente mici iar vopsirile rezultate erau în multe cazuri relativ slabe şi gama de nuanţe restrânsă. Începând din secolul XVIII, în Europa şi Asia s-a trecut la cultivarea raţională a unora dintre plantele tinctoriale rentabile (garanţa, indigoul). La începutul secolului XX, importanţa lor economică a scăzut iar din 1914 nu au mai fost practic utilizaţi ca urmare a apariţiei coloranţilor sintetici. Industria coloranţilor sintetici a debutat în 1856, când Perkin a descoperit moveina. Cronologic, industria chimicã a debutat cu producerea de coloranţi. În secolul al XIX-lea, în Anglia s-a înfiinţat Royal College of Chemistry condus de August Wilhelm Hoffman. Colegiul avea la dispoziţie fonduri mari şi au fost organizate laboratoare moderne de cercetare, cu atât mai mult cu cât tineretul englez manifesta o adevărată pasiune pentru chimie. Hoffman l-a antrenat pe Perkin în diferite probleme de cercetare şi i-a încredinţat studiul chininei şi eventual sinteza ei din anilină. Era cunoscută la acea vreme acţiunea antimalarică a chininei.

Fig. 3 - William Perkin Într-una din zilele anului 1856, Perkin lucra în laborator şi a tratat încă o dată amestecul de anilină şi acid sulfuric cu bicromat de potasiu. Rezultatul a fost acelaşi ca de fiecare dată: un precipitat negru. Perkin a luat hârtia cu precipitatul şi a întins-o să se usuce. A observat că după câteva ore şi la lumina zilei, culoarea acestuia este mult mai frumoasă şi mai strălucitoare.

Fig. 4 - Mostră de moveină La 18 martie 1856, Perkin şi-a brevetat invenţia sub denumirea de moveină, acesta fiind primul colorant sintetic. La început, preţul moveinei era tot atât de mare ca şi admiraţia pe care o stârnea pretutindeni: un kilogram costa 1000 lire sterline! Deşi moveina a fost descoperită cu mult timp în urmă, stabilirea cu exactitate a structurii acesteia a fost realizată abia în anul 1994. De fapt, moveina este un amestecul a doi compuşi aromatici înrudiţi care diferă printr-o grupare metil. Dacă în anul 1870 se cunoşteau cam 100 de coloranţi, în zilele noastre se cunosc peste 50.000 de tipuri din care se fabrică frecvent 5.000, iar volumul producţiei de coloranţi a evoluat continuu ascendent şi depăşeşte 450.000 tone pe an! În ţara noastră se produc peste 400 tipuri de coloranţi sintetici. **Tema de lucru 1** Realizaţi o prezentare PowerPoint în care să descrieţi principalii coloranţi alimentari, sursele de obţinere (naturali sau de sinteză) precum şi coloranţii utilizaţi în medicină. **Tema de lucru 2** Pigmenţii anorganici sunt folosiţi cu precădere la pictura bisericilor şi a catedralelor. Documentaţi-vă şi întocmiţi un referat în care să descrieţi principalii pigmenţi folosiţi în acest sens: albastru de cobalt, malahit, verde de crom, galben de staniu şi plumb, etc. **Tema de lucru 3** Nu departe de oraşul Gura Humorului, pe valea unui afluent al Moldovei a fost ridicată acum mai bine de cinci veacuri una dintre cele mai frumoase mănăstiri, Voroneţ. Frescele care decorează exteriorul şi interiorul, originalitatea picturilor şi mai ales culoarea albastră - albastrul de Voroneţ - au făcut din acest locaş de cult simbolul Moldovei. 1. Realizaţi o prezentare PowerPoint în care să descrieţi principalii coloranţi alimentari, sursele de obţinere (naturali sau de sinteză) precum şi coloranţii utilizaţi în medicină. 2. Pigmenţii anorganici sunt folosiţi cu precădere la pictura bisericilor şi a catedralelor. Documentaţi-vă şi întocmiţi un referat în care să descrieţi principalii pigmenţi folosiţi în acest sens: albastru de cobalt, malahit, verde de crom, galben de staniu şi plumb, etc. 3. Nu departe de oraşul Gura Humorului, pe valea unui afluent al Moldovei a fost ridicată acum mai bine de cinci veacuri una dintre cele mai frumoase mănăstiri, Voroneţ. Culoarea albastră din frescele care decorează exteriorul şi interiorul au transformat acest locaş de cult în simbolul Moldovei. Documentaţi-vă şi realizaţi o prezentare referitoare la pigmenţii folosiţi la pictura mănăstirilor de nordul Moldovei (compoziţia chimică, proporţia compuşilor din amestecuri, lianţi, diluanţi, etc). || **Fig. 5 -** **Mănăstirea Voroneţ** **Fig. 6 -** **Mănăstirea Voroneţ - detaliu, albastru de Voroneţ** Documentaţi-vă şi realizaţi o prezentare referitoare la pigmenţii folosiţi la pictura mănăstirilor de nordul Moldovei (compoziţia chimică, proporţia compuşilor din amestecuri, lianţi, diluanţi, etc). **Tema de lucru 4** Fig. 7 - Floarea-soarelui - Van Gogh Despre Vincent van Gogh se ştie că prefera culoarea galbenă şi îi plăcea foarte mult să picteze floarea-soarelui. Documentaţi-vă şi realizaţi un eseu cu titlul: //“////Pigmenţi şi culori preferate de marii pictori”// Realizaţi în laborator următoarele experimente prin care veţi obţine pigmenţi anorganici! //1. **Albastru de cobalt** este un oxid mixt de cobalt şi aluminiu (//CoO · Al2O3//), foarte costisitor dar extrem de stabil, descoperit de Thenard în 1802. Este unul dintre cei mai importanţi pigmenţi albaştri utilizat şi în zilele noastre. A fost folosit foarte mult de Van Gogh şi Renoir.// //Obţinerea albastrului de cobalt în laborator:// //1 gram// CoCl2 · 6H2O şi 5 grame AlCl3 sunt omogenizate într-un mojar. Amestecul obţinut este încălzit într-o eprubetă timp de 3-4 minute. 2. **Malachitul** este un mineral tot pe bază de cupru, probabil cel mai vechi pigment verde cunoscut. Este sensibil la acizi şi căldură. Apare în picturile din mormintele faraonilor egipteni şi în alte picture europene. A fost utilizat intens în secolele XV-XVI. Este un pigment moderat toxic şi trebuie manevrat cu atenţie pentru a nu inhala pulberea. Obţinerea pigmentului în laborator: //O soluţie obţinută din 5,8 grame Na2CO3 dizolvate în 55 mL apă distilată se adaugă la soluţia obţinută din// 12,5 grame //CuSO4·5 H2O dizolvate în 50 mL apă distilată. Se observă degajarea dioxidului de carbon. Amestecul de reacţie se lasă să stea în repaus la 5-10oC timp de 2 zile. Se obţine un precipitat albastru-verzui ce se separă prin filtrare şi se spală cu apă distilată.// //3. **Verdele de cobalt** este un oxid mixt de zinc şi cobalt (//CoO · ZnO//) descoperit de Rinmann în 1780. Datorită persistenţei sale, poate fi utilizat în toate tehnicile de pictură, dar costurile de obţinere fiind mari,utilizarea sa în acest sens este limitată. Acest compus nu este toxic. Oamenii de ştiinţă de la Universitatea Washington au descoperit că verdele de cobalt are proprietăţi magnetice speciale şi poate fi utilizat în domeniul stocării informaţiei (dispozitive spintronice).// Obţinerea pigmentului în laborator: 1 gram de CoCl2 · 6H2O este mojarat alături de 5 grame de ZnO. Amestecul rezultat este încălzit într-o eprubetă 3-4 minute. Pigmentul rezultat este mojarat şi poate fi folosit. //4. **Galben/roşu de cadmiu** este un pigment ce conţine sulfură de cadmiu (galben) şi selenură de cadmiu (roşu) în diferite proporţii, având nuanţe ce variază de la galben la roşu. Matisse a folosit mult acest pigment în operele sale şi a încercat, fără success, să îl convingă şi pe Renoir să îl utilizeze.// //Pigmenţii pe bază de cadmiu au început să fie folosiţi în 1820, la câţiva ani după descoperirea cadmiului metalic şi se folosesc şi în zilele noastre.// //Obţinerea galbenului de cadmiu în laborator:// //La o soluţie ce conţine 9,7 grame// Cd(NO3)2 · 4 H2O în 50 mL apă distilată se adaugă o altă soluţie ce conţine 8,3 grame Na2S · 9 H2O în 50 mL apă distilată. Precipitatul obţinut se separă prin filtrare, se usucă şi se omogenizează într-un mojar. //5. **Galben de staniu şi plumb** este un pigment galben opac cu putere mare de acoperire. A fost descoperit în secolul al XIII-lea şi folosit până în secolul al XVIII-lea. Există două tipuri de galben de staniu şi plumb: tipul I (conţine oxid de plumb şi oxid de staniu) folosit în picturile vechi şi tipul II (conţine un exces de oxid de staniu şi siliciu) utilizat cu precădere în industria ceramicii şi la obţinerea sticlelor scumpe (de Bohemia, veneţiană). Este un pigment extrem de toxic. Este binecunoscut cazul pictorului spaniel Francisco Jore de Goya y Lucientes care obişnuia să.// //întindă culorile pe pânză cu degetele. El folosea cu precădere pigmenţi pe bază de plumb şi se pare, că aceasta ar fi fost cauza morţii sale.// //Obţinerea galbenului de staniu şi plumb în laborator:// //Se amestecă trei părţi de oxid de plumb (sau miniu) cu o parte de oxid de staniu. Amestecul se încălzeşte în cuptor la 650-800oC. Temperaturi mai scăzute favorizează obţinerea unui pigment orange în timp ce temperaturi ridicate conduc la obţinerea unui pigment galben-lămâie.// || Despre Vincent van Gogh se ştie că prefera culoarea galbenă şi îi plăcea foarte mult să picteze floarea-soarelui. Documentaţi-vă şi realizaţi un eseu cu titlul: //“Pigmenţi şi culori preferate de marii pictori”// **Tema de lucru 5** Realizaţi în laborator următoarele experimente prin care veţi obţine pigmenţi anorganici! 1. **Albastru de cobalt** este un oxid mixt de cobalt şi aluminiu (CoO · Al2O3), foarte costisitor dar extrem de stabil, descoperit de Thenard în 1802. Este unul dintre cei mai importanţi pigmenţi albaştri utilizat şi în zilele noastre. A fost folosit foarte mult de Van Gogh şi Renoir. Obţinerea albastrului de cobalt în laborator: 1 gram CoCl2 · 6H2O şi 5 grame AlCl3 sunt omogenizate într-un mojar. Amestecul obţinut este încălzit într-o eprubetă timp de 3-4 minute. 2. **Malachitul** este un mineral tot pe bază de cupru, probabil cel mai vechi pigment verde cunoscut. Este sensibil la acizi şi căldură. Apare în picturile din mormintele faraonilor egipteni şi în alte picture europene. A fost utilizat intens în secolele XV-XVI. Este un pigment moderat toxic şi trebuie manevrat cu atenţie pentru a nu inhala pulberea. Obţinerea pigmentului în laborator: O soluţie obţinută din 5,8 grame Na2CO3 dizolvate în 55 mL apă distilată se adaugă la soluţia obţinută din 12,5 grame CuSO4·5 H2O dizolvate în 50 mL apă distilată. Se observă degajarea dioxidului de carbon. Amestecul de reacţie se lasă să stea în repaus la 5-10oC timp de 2 zile. Se obţine un precipitat albastru-verzui ce se separă prin filtrare şi se spală cu apă distilată. 3. **Verdele de cobalt** este un oxid mixt de zinc şi cobalt (CoO · ZnO) descoperit de Rinmann în 1780. Datorită persistenţei sale, poate fi utilizat în toate tehnicile de pictură, dar costurile de obţinere fiind mari, utilizarea sa în acest sens este limitată. Acest compus nu este toxic. Oamenii de ştiinţă de la Universitatea Washington au descoperit că verdele de cobalt are proprietăţi magnetice speciale şi poate fi utilizat în domeniul stocării informaţiei (dispozitive spintronice). Obţinerea pigmentului în laborator: 1 gram de CoCl2 · 6H2O este mojarat alături de 5 grame de ZnO. Amestecul rezultat este încălzit într-o eprubetă 3-4 minute. Pigmentul rezultat este mojarat şi poate fi folosit. 4. **Galben/roşu de cadmiu** este un pigment ce conţine sulfură de cadmiu (galben) şi selenură de cadmiu (roşu) în diferite proporţii, având nuanţe ce variază de la galben la roşu. Matisse a folosit mult acest pigment în operele sale şi a încercat, fără success, să îl convingă şi pe Renoir să îl utilizeze. Pigmenţii pe bază de cadmiu au început să fie folosiţi în 1820, la câţiva ani după descoperirea cadmiului metalic şi se folosesc şi în zilele noastre. Obţinerea galbenului de cadmiu în laborator: La o soluţie ce conţine 9,7 grame Cd(NO3)2 · 4 H2O în 50 mL apă distilată se adaugă o altă soluţie ce conţine 8,3 grame Na2S · 9 H2O în 50 mL apă distilată. Precipitatul obţinut se separă prin filtrare, se usucă şi se omogenizează într-un mojar. 5. **Galben de staniu şi plumb** este un pigment galben opac cu putere mare de acoperire. A fost descoperit în secolul al XIII-lea şi folosit până în secolul al XVIII-lea. Există două tipuri de galben de staniu şi plumb: tipul I (conţine oxid de plumb şi oxid de staniu) folosit în picturile vechi şi tipul II (conţine un exces de oxid de staniu şi siliciu) utilizat cu precădere în industria ceramicii şi la obţinerea sticlelor scumpe (de Bohemia, veneţiană). Este un pigment extrem de toxic. Este binecunoscut cazul pictorului spaniel Francisco Jore de Goya y Lucientes care obişnuia să întindă culorile pe pânză cu degetele. El folosea cu precădere pigmenţi pe bază de plumb şi se pare, că aceasta ar fi fost cauza morţii sale. Obţinerea galbenului de staniu şi plumb în laborator: Se amestecă trei părţi de oxid de plumb (sau miniu) cu o parte de oxid de staniu. Amestecul se încălzeşte în cuptor la 650-800oC. Temperaturi mai scăzute favorizează obţinerea unui pigment orange în timp ce temperaturi ridicate conduc la obţinerea unui pigment galben-lămâie. **Subtema 3. Medicamentele şi sănătatea - penicilina** Sir Alexander Fleming, bacteriolog scotian a fost laureat al Premiului Nobel pentru fiziologie sau medicina �n anul 1945 pe care l-a �mpartit cu Ernst Boris Chain si Sir Howard Walter Florey. . Alexander Fleming înainte de a pleca în vacanţă a neglijat să îşi cureţe instalaţiile de lucru şi a descoperit a întoarcere pe unele dintre culturile sale de bacterii, o ciupercă ciudată. A constatat că acolo unde se afla ciuperca nu mai existau bacterii. Aşa a apărut penicilina în anul 1928, fiind unul dintre antibioticele de bază folosite în cel de-al doilea război mondial şi totodată un medicament folosit intens şi în zilele noastre. Acest medicament a avut un puternic impact asupra medicinii. Până la descoperirea antibioticelor, infecţiile produse de răni şi boli precum sifilisul erau aproape mortale. În mai puţin de un secol de când există, antibioticele au salvat peste 200 de milioane de vieţi. **Fig. 8 - Alexander Fleming în laborator** Eforturi majore în direcţia dezvoltării penicilinei ca medicament aveau să fie depuse în perioada celui de-al doilea război mondial de către Howard Walter Florey şi Ernst Boris Chain. În 1941, a fost efectuată prima injecţie cu penicilină pe un subiect de testare uman, de către Ernst Chain şi Howard Walter Florey. Pacientul, Albert Alexander, de 43 de ani, un poliţist din Oxford, se zgârâiase pe faţă în urma contactului cu o tufă de trandafiri. Atunci când zgârâieturile s-au infectat, s-au produs infectarea sângelui şi numeroase abcese. Deoarece avea dureri mari, se simţea slăbit şi bolnav, a acceptat cu bucurie să fie tratat cu noul medicament. Jumătate din cantitatea de penicilină produsă pînă atunci în SUA a fost consumată pentru tratarea acestui pacient. Pînă în iunie 1942, Statele Unite deţineau penicilină pentru tratarea a 10 pacienţi. Potrivit medicului curant, rezultatul a fost că în patru zile, a existat o îmbunătăţire izbitoare, pacientul se simţea mult mai bine. Din cauza faptului că stocul de penicilină disponibil era limitat, tratamentul a fost oprit, infecţia a revenit, iar pacientul a murit patru săptămâni mai târziu. În timpul celui de-al doilea război mondial, penicilina a făcut avut o importanţă deosebită în numărul morţilor şi al amputărilor cauzate de infecţia rănilor, salvând până la 15% din vieţi. Totuşi, disponibilitatea medicamentului era limitată de dificultatea de fabricare a penicilinei şi de eliminarea renală rapidă a substanţei. În Anglia şi Statele Unite a început să fie produs pe scară largă. **Structura chimică a penicilinei** a fost determinată de Dorothy Crowfoot Hodgkin la începutul anilor 1940. **Fig. 9 - Structura penicilinei** O echipa de cercetatori de la Oxford (Howard Florey, Baron Florey, Ernst Boris Chain, Norman Heatley) a descoperit metoda de producere �n masa a medicamentului iar chimistul John Sheehan a sintetizat complet penicilinei la �nceputul anilor 1950. Metodele sale nu erau eficiente pentru productia �n masa. După cel de-al doilea război mondial, Australia a devenit prima ţară care făcea medicamentul accesibil cetăţenilor de rînd. De atunci, penicilina a devenit cel mai utilizat antibiotic şi este încă folosită în tratarea infecţiilor cu bacterii gram-pozitive. **Să ne amuzăm...** O anecdotă despre Fleming povesteşte că acesta, vizitând - mulţi ani mai târziu -, un laborator modern, a fost uimit de curăţenia desăvârşită care domnea acolo, de dotările sofisticate, care includeau sisteme de filtrare a aerului, de sterilizare etc. Cel care îl conducea, încântat de admiraţia savantului, l-a întrebat: - Vă daţi seama ce aţi fi putut descoperi dacă aţi fi lucrat într-un laborator ca al nostru? La care Fleming a răspuns: - În niciun caz penicilina! Recent doi cercetători au descoperit absolut întâmplător că **oncomodulina,** o proteină, are proprietatea de a vindeca nervul optic care, odată lezat, e aproape incapabil să se regenereze. Prin tratamentul cu oncomodulină, viteza regenerării fibrelor nervoase ale nervului optic creşte de 5-7 ori. || **Fig. 10 - Modul de acţiune al oncomodulinei** Analizaţi imaginea de mai sus şi descrieţi modul în care acţionează această proteină! Documentaţi-vă si realizaţi un articol pentru o revistă medicală în care să prezentaţi: **__Anexă:__** În cele ce urmează sunt prezentate alte descoperiri accidentale care pot fi folosite ca puncte de plecare pentru dezvoltarea acestei teme. **Cauciucul vulcanizat** Cauciucul natural este un compus macromolecular natural de origine vegetală cu formula moleculară (C5H8)n sintetizat de arborii tropicali precum Hevea Braziliensis care formează păduri naturale sau plantate în Malaezia, Indonezia, India, Tailanda, Nigeria, Brazilia) şi multe plante, cum este Taraxacum kaksaghyz, ale cărei rădăcini conţin cauciuc în proporţie de 7-10%. Supus încălzirii la aproximativ 300oC, în absenţa aerului, formează izopren, dovedindu-se că este un polimer natural al izoprenului. Cauciucul natural se formează şi se depozitează în inelele de vase lactifere, situate în ţesutul liberian aflat sub coaja dură. Crestarea scoarţei permite curgerea latexului, o dispersie coloidală, care conţine 30-40% cauciuc.  Indienii din America de Sud au fost primii care au descoperit latexul şi l-au folosit pentru a obţine o formă brută de cauciuc. Îşi ungeau picioarele cu latex şi îl lăsau să se usuce, pentru a forma pantofi impermeabili. Ei făceau captuşeli impermeabile pentru corturi şi mantale punând un strat de latex între două straturi de ţesătură. Marea importanţă a cauciucului a fost recunoscută pentru prima dată în anii 1800 de Charles Macintosh şi Thomas Hancock în Marea Britanie. Macintosh a dizolvat cauciucul solid, uscat în păcura de gudron de cărbune şi a observat că a obţinut un material ce respinge apa. Astfel, în 1832 a început confecţionarea impermeabilelor de ploaie, numite Macintosh, mai apoi a galoşilor. Totuşi, confecţiile din cauciuc natural brut nu rezistau la temperatură; la căldură deveneau lipicioase, iar la frig, sfărâmicioase. În 1839, Goodyear a rezolvat această problemă combinând sulful cu cauciucul – procesul cunoscut sub numele de vulcanizare. Accidental, a scăpat pe o plită fierbinte o bucată de cauciuc presat cu sulf. A doua zi a constatat că acel cauciuc rămăsese elastic, dar era rezistent la fierbinte şi la rece. Astfel, printr-o întâmplare a fost descoperită vulcanizarea, un proces chimic care a lărgit cu mult sfera lui de utilizare. Reacţia constă în legarea de atomi de sulf la legăturile duble existente în molecula polimerului, cu formare de punţi de sulf care unesc între ele macromoleculele de izopren. La vulcanizare se folosesc cantităţi mici de sulf: 0,5-1%. Dacă se foloseşte o cantitate mai mare (~30%), se va obţine un produs rigid, dur, cu rezistenţă mecanică bună, electroizolant, numit ebonită. Prin vulcanizare, cauciucul brut îşi modifică substanţial proprietăţile: îşi păstrează elasicitatea pe un domeniu foarte larg de temperatură (-70....140oC), îşi măreşte rezistenţa mecanică (la abraziune, la rupere, etc), devine insolubil în solvenţii care dizolvă cauciucul nevulcanizat, îşi îmbunătăţeşte stabilitatea chimică şi rezistenţa la îmbătrânire. Încet-încet, cauciucul a devenit unul dintre cele mai importante produse ale industriei chimice. Deşi productivitatea plantaţiilor de arbori de cauciuc a crescut de la 500 kg latex/ ha până la 2500 kg pentru plantaţiile în exploatare obişnuită, 4000 kg la cele experimentale şi 5000 kg când se folosesc stimulatori speciali, ea era încă departe de cea teoretică (9000 kg/ha). Aproximativ 2/3 din cantitatea de cauciuc consumată în prezent, o reprezintă cauciucul sintetic. Au fost dezvoltate de-a lungul timpului mai multe tipuri de cauciuc sintetic: cauciuc polibutadienic (Buna), poliizoprenic, butadien-stirenic, butadien-acrilonitrilic (Buna N), cloroprenic (Neopren). În ţara noastră se obţine un cauciuc sintetic rezultat prin copolimerizarea butadienei cu -metilstirenul. În anul 1972, producţia de cauciuc sintetic a României a fost 73.279 tone! **Teflonul** a fost descoperit accidental de către chimistul Roy Plunkett, în timp ce încerca să obţină un tip de clorofluorocarbon, care să poată fi folosit ca agent frigorific. El credea că dacă va reuşi să determine un compus numit TFE să reacţioneze cu acidul clorhidric, va putea obţine ceea ce dorea. Pentru a �ncepe experimentul, Plunkett a luat o cantitate mare de gaz TFE, l-a racit si l-a presat �n scopul depozitarii. �n momentul �n care a dorit sa foloseasca TFE, �n recipientul cu pricina, nu era nimic. �nsa, c�nd a rasturnat recipientul, din acesta au cazut fulgi albi. Cercetatorii de la Institutul DuPont au analizat acesti fulgi si care au creat teflonul �n forma �n care �l stim astazi.
 * **Sarcini de lucru:**
 * **Sarcină de lucru:**
 * **Sarcină de lucru:**
 * 1.** Să presupunem că sunteţi medic şi aveţi un pacient care are nevoie de penicilină, dar este alergic la acest medicament. Cum procedaţi? Care sunt simptomele care apar în cazul persoanelor cu alergie la penicilină?
 * 2.** Realizaţi o prezentare cu diferitele tipuri de peniciline şi situaţiile în care sunt recomandate! ||
 * **Sarcină de lucru:**
 * **Sarcină de lucru:**
 * 2.** //Despre Gerhard Domagk se ştie că a descoperit un colorant roşu numit prontosil roşu, derivat al sulfanilamidei, utilizat ca agent bacteriostatic.//
 * modul în care Gerhard Domagk a contribuit la dezvoltarea chimioterapiei infecţiilor bacteriene
 * în ce împrejurări acesta a testat prontosilul pe una din fiicele sale din ce motive nu a putut să intre în posesia premiului Nobel care i-a fost acordat pentru această descoperire ||

**Zaharina** Zaharina, a fost descoperită din întâmplare în anul 1879 de către profesorii Ira Remsen şi Constantin Fahlberg de la John Hopkins University. Cei doi oameni de ştiinţă încercau să creeze o vopsea nouă folosind derivaţi pe bază de cărbune. Constantin Fahlberg nu s-a spălat pe mâini după ce a plecat din laborator. Ajuns acasă, a observat că rulourile pe care le mânca erau foarte dulci. Şi-a întrebat soţia dacă a adăugat un nou ingredient în mâncare, iar atunci când ea a negat, Fahlberg a realizat că gustul se datorează mâinilor sale murdare. Astfel a apărut zaharina. **Plasticul** a fost descoperit de chimistul Leo Hendrik Baekeland ce încerca să obţină o alternativă ieftină pentru bachelită. În timpul experimentelor sale, Baekeland a obţinut accidental un amestec maleabil care putea rezista la temperaturi ridicate fără a se distorsiona. De atunci, plasticul este utilizat pe scară largă.

**Stimulatorul cardiac** (pacemaker) a fost descoperit de către inginerul american Wilson Greatbatch. Acesta lucra la crearea unui circuit care să ajute la înregistratea bătăilor mai rapide ale inimii. Din greşeală, a luat din cutia cu materiale un alt rezistor decât ceea ce căuta. A observat că circuitul a început să pulseze timp de 1,8 milisecunde după care se oprea timp de o secundă. Acest ritm se repeta în mod regulat. Sunetul era de fapt o reproducere identică a bătăilor inimii. **Descoperirea Americii** Descoperirea Americii se datorează unei "erori norocoase". Cristofor Columb a navigat spre vest peste Oceanul Atlantic în căutarea unei rute spre Asia, dar şi-a câştigat reputaţia descoperind un nou continent, America. **//Subtema 9. Descoperirea radiaţiilor X şi utilizarea lor//** Vom începe povestea radiaţiilor X şi a utilizării lor printr-o statistică pe care o veţi efectua singuri! Chestionaţi-vă colegii de clasă, rudele, prietenii, vecinii, cu privire la efectuarea unor radiografii cu prescrise de către medici.Trebuie să adunaţi un număr cât mai mare de respondenţi pentru a trage concluzii pertinente! Înregistraţi şi ce fel de radiografie au efectuat: dentară, maxilo-facială, abdominală, pulmonară etc. Înregistraţi datele colectate într-un tabel xls pentru a putea realiza reprezentări grafice de interes. Spre exemplu un grafic de tip “placintă” cu procentele de tipuri de radiografii efectuate ar putea evidenţia medicii care utilizează radiografiile pentru diagnosticare. || Acum vom investiga modul în care funcţionează un aparat pentru radiografii medicale. Pentru a vizualiza componentele sale şi câteva radiografii utilizează Lecţia AeL intitulată Radiaţii X, Momentul 4. Principala sa componentă o reprezintă tubul de raze X. Componentele sale sunt vizibile în imaginea următoare. Momentul 2, pasul 1 al Lecţiei AeL intitulate Radiaţii X, vă oferă posibilitatea de a asambla elementele constructive ale tubului de raze X. Descrierea lor o veţi putea afla puţin mai departe în povestea descoperirii acestui tip de radiaţii. Radiaţiile X se propagă în vid, cu viteza luminii şi nu sunt deviate de câmpuri electrice şi magnetice.Sunt invizibile, adică spre deosebire de lumină, nu impresionează ochiul. Despre mecanismul generării acestui tip de radiaţii electromagnetice veţi învăţa la Fizică, în clasa a 12-a. Radiaţiile X impresionează placa fotografică. Ele pot să producă fluorescenţa unor substanţe (emisie de lumină). Această proprietate a lor este utilizată în medicină unde oferă posibilitatea vizualizării interiorului organismului uman. Absorbtia radiaţiilor depinde de densitatea şi de greutatea atomică a materialului absorbant. Cu cât greutatea atomică este mai mică, materialul este mai uşor pătruns de razele X. Când corpul uman este expus la radiaţii X, oasele, care au in compoziţie elemente cu masa atomică mai mare decât carnea, absorb în mai mare măsură radiaţiile şi apar umbre mai pronunţate pe film. Dacă filmul fotografic este înlocuit cu un ecran tratat cu sulfură de zinc, structura obiectelor opace poate fi observată direct. Aceasta tehnică se numeşte fluoroscopie. **Dar de ce se numesc raze X****?** Pentru aceasta să derulăm povestea descoperirii lor accidentale! În ziua de 8 noiembrie 1890, profesorul Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) lucra, ca de obicei, singur în camera lui din laboratorul de fizică al Universitaţii din Würzburg. În acea perioadă, Röntgen se hotărâse să abordeze un nou domeniu - cel al descărcărilor electrice în gaze, probabil pentru studiul fluorescenţei. În acest scop, Röontgen a început să studieze decărcarea electrică produsă de o bobină de inducţie într-un tub Crookes. Acoperise tubul cu un carton negru pentru a putea observa mai uşor luminozităţile slabe. Din întâmplare, lângă tubul Crookes se afla un ecran acoperit cu platinocianură de bariu. Röntgen a constat cu uimire că atunci când tubul era alimentat cu tensiune ecranul devenea fluorescent, în mod misterios, căci se pare că nimic nu cădea pe el. Proprietatea platinocianurii de bariu de a deveni fluorescentă era bine cunoscută. Pentru a deveni fluorescentă, platinocianura de bariu trebuie bombardată cu radiaţii catodice. În acest scop platinocianura de bariu era introdusă într-un tub Crookes sau dispusă în faţa unei ferestre prin care radiaţiile catodice erau scoase dint-un tub Lenard. Tocmai datorită acestei proprietăţi, ecranele acoperite cu platinocianură de bariu erau utilizate în toate laboratoarele în care se făceau experienţe cu raze catodice. Aşa se explică de ce un asemenea ecran se afla pe masa de lucru al lui Röntgen. Ecranul cu platinocianură de bariu devenea fluorescent în cazul experienţelor sale, chiar dacă asupra sa nu cădea un fascicol de raze catodice. Pentru a-şi da seama de cauzele acestui fenomen, Röntgen a ecranat foarte bine tubul Crookes, a îndepărtat ecranul cu platinocianură de bariu până la o distanţă de 2 m, iar între ecran şi tub a pus diferite substanţe opace. Ecranul continua să devină fluorescent, atunci când tubul Crookes era alimentat cu tensiune. Röntgen şi-a dat imediat seama că se afla unui fenomen necunoscut încă. În următoarele 8 săptămâni el a lucrat intens. A stabilit că fluorescenţa platinocianurii de bariu este provocată de o radiaţie necunoscută încă, pe care a denumit-o radiaţie X, stabilindu-i în acelaşi timp şi proprietăţile. Această radiaţie putea să provoace nu numai fluorescenţa platinocianurii de bariu, dar şi înnegrirea unei plăci fotografice şi chiar descărcarea unui electroscop. De asemenea Röntgen a arătat că radiaţiile X sunt absorbite în mod diferit de către ţesuturile moi, respectiv de către oase. Cu această ocazie Röntgen a făcut prima radiografie care reprezenta mâna stângă a soţiei sale. În această radiografie apar foarte clar oasele mâinii, precum şi verigheta pe care soţia sa o purta. În ziua de 28 martie 1895, Röntgen a comunicat rezultatele sale Societăţii Fizico-Medicale din Würzburg. În decurs de numai câteva zile, experienţele lui Röntgen au fost repetate în numeroase laboratoare din lume, iar după câteva săptămâni au fost făcute încercări de a utiliza razele X în medicină. La numai câteva luni de la descoperirea razelor X, fizicianul român Dragomir Hurmuzescu(1865-1954) a construit un electroscop foarte sensibil, care îi poartă şi numele, special pentru studiul acestor radiaţii. Acest electroscop s-a dovedit a fi foarte util pentru studiul fenomenelor de ionizare produse de diferite preparate radioactive. Descoperirea lui Röntgen a devenit în scurt timp celebră. De ea se ocupau aproape toate revistele de specialitate. Într-adevăr ce putea fi mai uimitor decât o radiaţie invizibilă pentru ochi, cu care se putea "vedea" scheletul corpului omenesc sau al animalelor. S-ar putea spune că Röntgen a fost urmărit de noroc atunci când a descoperit razele X. El a avut meritul de a-şi fi dat seama imediat că se afla în faţa unei radiaţii necunoscută încă, pe care a reuşit să o studieze cu mijloacele modeste pe care le-a avut la îndemână. Astfel, el a constat că razele X sunt emise de acea porţiune a tubului care este bombardată de razele catodice. Bazat pe această observaţie, Röntgen a construit un tub generator care asigură modul cel mai favorabil de obţinere şi utilizare a razelor X. Röntgen ştia că razele catodice părăsesc catodul de-a lungul normalei. Bazat pe această observaţie, el a construit un catod concav care asigură focalizarea razelor catodice emise într-un punct. Deoarece cea mai mare parte a energiei razelor catodice se transformă în căldură, încălzind puternic anodul şi putând chiar să-l topescă, Röntgen a introdus în tub o placă specială de material greu fuzibil, pe care a concentrat fascicolul de raze catodice. Această placă, ce a căpătat denumirea de anticatod, a fost aşezată sub un unghi de 45 de grade faţă de axul tubului, pentru a se putea utiliza mai comod razele X emise. În acest mod, Röntgen a construit tubul care îi poartă numele şi a cărei construcţie a rămas, neschimbată în părţile sale esenţiale, până în timpurile noastre. **De la Röntgen până azi....** ...radiaţiile care aveau iniţial natura necunoscută numindu-se X, sunt utilizate des în domeniul medical unde se fac nu numai radiografii ci şi tomografii computerizate. Radiaţiile X emise de corpuri cereşti sunt puternic absorbite în straturile superioare ale atmosferei terestre. Telescoapele de raze X trebuie să fie plasate înafara atmosferei terestre pentru a capta radiaţii X emise de surse aflate la miliarde de ani lumină distanţă. Printre cele mai cunoscute se află Chandra X-ray Observatory, care a a fost lansat de naveta Space Shuttle Columbia în 1999. Revenind la statisticile efectuate cu privire la utilizarea radiografiilor medicale, trebuie precizat faptul că radiaţiile X au putere mare de ionizare, care este direct proporţională cu energia lor. Veţi învăţa mai multe despre acest subiect în clasa a 12-a. Din acest motiv, este bine să limităm, pe cât este posibil, expunerea noastră la acest tip de radiaţii. La trecerea lor prin organismele vii, smulg electroni din atomii celulelor, ceea ce se poate solda cu apariţia mutaţiilor şi a aberaţiilor cromozomiale. //Şi în final câteva sfaturi!//
 * **Sarcină de lucru:**
 * //Nu acceptaţi aplicarea unor proceduri ce presupun expunere la radiaţii X decât sub asistenţa personalului medical specializat şi numai dacă este absolut necesar.//
 * //Cereţi acoperirea părţilor corpului care nu fac obiectul examinării cu radiaţii X, cu un şorţ de plumb, pentru a aevita expunerea inutilă//
 * //Femeile însărcinate sau cele care alăptează trebuie să evite efectuarea radiografiilor.//

==== **Resurse suplimentare** ==== **1. Van Gogh:** media type="youtube" key="O5tKG39G6Qk" height="390" width="640"

**2. Van Gogh:** media type="youtube" key="m6uq0vGz2Rk" height="390" width="640" **3. Mănăstirile pictate din Moldova:** media type="youtube" key="fkHVCjysEyM" height="390" width="640"