“CAOTICA CHIMICA… IN CUCINA!” -Classe A060 -Classe A013

Presentazione sul tema: "“CAOTICA CHIMICA… IN CUCINA!” -Classe A060 -Classe A013"— Transcript della presentazione:

1 “CAOTICA CHIMICA… IN CUCINA!” -Classe A060 -Classe A013
Università degli studi di L’Aquila Tirocinio Formativo Attivo (TFA) – Anno accademico Classi di concorso A013 e A060. Docente: Dottoressa Reale Samantha “CAOTICA CHIMICA… IN CUCINA!” -Classe A060 D’amario Maria Loreta Di Pietro Nino Gallese Anatolia Pezzi Melania. -Classe A013 d’Orazio Angela Manzone Marco Torelli Emanuela TIROCINANTI

2 La chimica in cucina La cucina è il primo laboratorio di chimica e non è un caso che spesso i chimici siano ottimi cuochi! Una gelatina, una schiuma soffice, la giusta scelta della temperatura o del recipiente di cottura si basano su fenomeni chimico-fisici che, se osservati con consapevolezza, rendono migliori i cibi e “scientificamente competente” chi li cucina.

3 Misconcezione “Le misconcezioni sono idee, concetti, punti di vista, modi di ragionare che sono in conflitto con il sapere scientifico socialmente condiviso e la cui origine è da ricercare di norma, in un intreccio micidiale di sapere comune e conoscenze scientifiche male intese e peggio interpretate” (Società chimica italiana, 1999).

4 Misconcezione Quando uno studente affronta nuovi argomenti lo fa utilizzando le concezioni di cui dispone ed elabora di conseguenza un sapere distorto. Questo è un vero e proprio processo a cascata che può fuorviare lo studente in due modi diversi: può dare risposte esatte seguendo un ragionamento errato; può arrivare a conclusioni distorte ricorrendo a modi di ragionare esatti.

5 Misconcezione Quando uno studente affronta nuovi argomenti lo fa utilizzando le concezioni di cui dispone ed elabora di conseguenza un sapere distorto. Questo è un vero e proprio processo a cascata che può fuorviare lo studente in due modi diversi: può dare risposte esatte seguendo un ragionamento errato; può arrivare a conclusioni distorte ricorrendo a modi di ragionare esatti. APPRENDIMENTO DIFFORME DI NUOVI CONCETTI!

6 obiettivi individuare alcune misconcezioni comuni tra gli studenti;
indicare alcuni percorsi o attività di laboratorio che siano in grado di sradicarle.

7 obiettivi individuare alcune misconcezioni comuni tra gli studenti;
indicare alcuni percorsi o attività di laboratorio che siano in grado di sradicarle.

8 obiettivi individuare alcune misconcezioni comuni tra gli studenti;
indicare alcuni percorsi o attività di laboratorio che siano in grado di sradicarle. L’obiettivo trasversale presentare la disciplina come ‘bella e buona’, ‘amica’, ‘indispensabile per l’uomo’. E’ sempre troppo diffusa infatti la misconcezione peggiore fra tutte, secondo la quale la chimica fa male, inquina, è dannosa, noiosa, e non è utile studiarla…!

9 obiettivi Caotica chimica…in cucina!
Partendo da questa premessa abbiamo cercato di riflettere su alcune delle più frequenti misconcezioni riguardanti concetti di base della chimica e abbiamo fatto sempre riferimento alla cucina. Caotica chimica…in cucina!

10 1.VISCOSITA’ IN TUTTE LE SALSE
2.ACQUA E OLIO Misconcezione densità - miscibilità 1.VISCOSITA’ IN TUTTE LE SALSE Densità-viscosità CAOTICA CHIMICA... IN CUCINA!!! 3.UNA MOLE D’ACQUA…. DUE CUCCHIAINI!! Quantità di sostanza-quantità di materia 4.ACIDA COCACOLA…BUONA! Acidità-tossicità 5.ACQUA E SALE Sostanza pura-miscela omogenea 6.LATTE SCREMATO Miscuglio omogeneo-miscuglio eterogeneo 7.OCCHIO DI BUE Trasformazioni fisiche-trasformazioni chimiche

11 Attività di laboratorio
Le esperienze di laboratorio nella didattica chimica seguono il metodo scientifico; infatti esse vengono eseguite allo scopo di ottenere informazioni e dati sull’argomento oggetto di studio dopo averlo presentato e discusso con i ragazzi.

12 Metodo scientifico

13 Attività di laboratorio
Le esperienze di laboratorio nella didattica chimica seguono il metodo scientifico; infatti esse vengono eseguite allo scopo di ottenere informazioni e dati sull’argomento oggetto di studio dopo averlo presentato e discusso con i ragazzi. Il laboratorio è dunque il luogo migliore dove lo studente può ‘costruire l’apprendimento’, e far svanire le convinzioni errate.

14 1.Viscosità in tutte le salse!
Misconcezione: densità e viscosità. Un liquido che ha difficoltà a scorrere è definito: denso viscoso fluido volatile

15 1.Viscosità in tutte le salse!
Misconcezione: densità e viscosità. Un liquido che ha difficoltà a scorrere è definito: denso viscoso fluido volatile

16 1.Viscosità in tutte le salse!
Il miele è più denso dell’acqua! L’acqua fluisce rapidamente da un bicchiere inclinato, mentre il miele tende a essere frenato da una forma di attrito interno!

17 1.Viscosità in tutte le salse!
Il miele è più denso dell’acqua! L’acqua fluisce rapidamente da un bicchiere inclinato, mentre il miele tende a essere frenato da una forma di attrito interno! VISCOSITA’

18 1.Viscosità in tutte le salse!
Per sfatare questa misconcezione è bene richiamare le definizioni di densità e viscosità. Densità: rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume (g/cm3) d= massa/volume

19 1.Viscosità in tutte le salse!
Per sfatare questa misconcezione è bene richiamare le definizioni di densità e viscosità. Densità: rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume (g/cm3) d= massa/volume Viscosità: è una grandezza fisica che quantifica la resistenza dei fluidi allo scorrimento (mPas)

20 1.Viscosità in tutte le salse!
Fluido con viscosità maggiore Fluido con viscosità minore Nei fluidi con viscosità maggiore gli strati scorrono l’uno rispetto all’altro con più difficoltà, cioè sono frenati da una forza di intensità maggiore, a parità di condizioni.

21 1.Viscosità in tutte le salse!
Se il contenitore della salsa ketchup è lasciato fermo la salsa ha un aspetto semisolido. Quando invece il contenitore viene agitato, la salsa diventa fluida al punto di fuoriuscire facilmente Quando agitiamo il contenitore della salsa ketchup la densità non cambia infatti non cambiano né la massa né il volume!

22 Misconcezione: densità e miscibilità.
2.ACQUA E OLIO. Misconcezione: densità e miscibilità. Quale proprietà devono possedere in comune il soluto ed il solvente perché sia valida l’espressione “il simile scioglie il simile”? Massa molare Densità Polarità Struttura spaziale

23 Misconcezione: densità e miscibilità.
2.ACQUA E OLIO Misconcezione: densità e miscibilità. Quale proprietà devono possedere in comune il soluto ed il solvente perché sia valida l’espressione “il simile scioglie il simile”? Massa molare Densità Polarità Struttura spaziale

24 2.ACQUA E OLIO L’olio galleggia sull’acqua, perché meno denso, e dunque... non si scioglie!

25 2.ACQUA E OLIO Attività di laboratorio verificare che conoscere il valore di densità di due liquidi diversi non consente di fare previsioni sulla miscibilità/solubilità reciproca.

26 2.ACQUA E OLIO Materiali:
Acetone, acqua distillata, olio di paraffina, alcol etilico, acido acetico. Imbuto separatore, pipette, beute. Procedimento Si mescolano in un imbuto separatore quantità uguali di due liquidi scelti in base ai valori di densità, affrontando tutti i casi possibili.

27 2.ACQUA E OLIO Primo caso. Due liquidi con densità uguale, immiscibili. Sostanza Densità a 20°C Olio di paraffina 0,81 g/mL Alcol etilico

28 2.ACQUA E OLIO Primo caso. Due liquidi con densità uguale, immiscibili. Secondo caso. Due liquidi con densità diverse, completamente miscibili. Sostanza Densità a 20°C Olio di paraffina 0,81 g/mL Alcol etilico Sostanza Densità a 20°C Acetone 0,79 g/mL Acqua 1,00 g/mL

29 2.ACQUA E OLIO Primo caso. Due liquidi con densità uguale, immiscibili. Secondo caso. Due liquidi con densità diverse, completamente miscibili. Sostanza Densità a 20°C Olio di paraffina 0,81 g/mL Alcol etilico Sostanza Densità a 20°C Acetone 0,79 g/mL Acqua 1,00 g/mL Terzo caso. Due liquidi con densità uguale miscibili. Sostanza Densità a 20°C Acido acetico 1,05 g/mL Acqua 1,00 g/mL

30 2.ACQUA E OLIO Primo caso. Due liquidi con densità uguale, immiscibili. Secondo caso. Due liquidi con densità diverse, completamente miscibili. Sostanza Densità a 20°C Olio di paraffina 0,81 g/mL Alcol etilico Sostanza Densità a 20°C Acetone 0,79 g/mL Acqua 1,00 g/mL Terzo caso. Due liquidi con densità uguale, miscibili. Quarto caso. Due liquidi con densità diversa, immiscibili. Sostanza Densità a 20°C Acido acetico 1,05 g/mL Acqua 1,00 g/mL Sostanza Densità a 20°C Acqua 1,00 g/mL Olio di paraffina 0,81 g/mL

31 2.ACQUA E OLIO Conclusioni:
sapere che due liquidi hanno densità uguale non ci permette di affermare che saranno miscibili (solubili l’uno nell’altro); due liquidi con densità diverse possono essere completamente miscibili, come l’acqua e l’acetone.

32 2.ACQUA E OLIO Conclusioni: sapere che due liquidi hanno densità uguale non ci permette di affermare che saranno miscibili (solubili l’uno nell’altro); due liquidi con densità diverse possono essere completamente miscibili, come l’acqua e l’acetone. Il principio ‘il simile scioglie il simile’ evidentemente non fa riferimento alla densità!

33 3.Una mole di acqua…due cucchiaini!

34 Misconcezione: Quantità di sostanza e
quantità di materia. Un uguale numero di moli di composti differenti: contiene lo stesso numero di molecole occupa lo stesso volume ha la stessa massa contiene lo stesso numero di atomi

35 Misconcezione: Quantità di sostanza e
quantità di materia. Un uguale numero di moli di composti differenti: contiene lo stesso numero di molecole occupa lo stesso volume ha la stessa massa contiene lo stesso numero di atomi

36 3.Una mole di acqua…due cucchiaini!
Lo studente che mostra difficoltà nel rispondere a questa domanda non ha chiaro il concetto di mole

37 L’alunno che pensa questo ha acquisito un concetto difforme di MOLE
«… ma allora una mole di acqua o di sale o di zucchero hanno la stessa massa e lo stesso volume?!?...» L’alunno che pensa questo ha acquisito un concetto difforme di MOLE

38 La connessione tra il mondo macroscopico e quello delle molecole non è quindi semplice da comprendere soprattutto perché la nozione di MOLE non è spendibile dagli studenti nella loro quotidianità

39 Materiali e strumenti occorrenti
Un modo semplice per «sradicare» questa misconcezione sulla mole è l’attività laboratoriale Materiali e strumenti occorrenti Bilancia tecnica Cilindri graduati e composti liquidi Vetrini d’orologio e composti solidi

40 Si determinano i pesi molecolari di alcune sostanze da esaminare:
Hg 200,6 uma Cu 63,6 uma S 32,0 uma Zn 65,4 uma C 12 uma

41 Si dispongono le sostanze sui vetrini e si
effettuano le pesate alla bilancia; si ottiene che: 1 MOLE di sostanze diverse corrisponde a MASSE DIVERSE

42 Confrontando anche i volumi si osserva che: 1 MOLE di sostanze diverse
He (g) Glucosio (s) Acqua (L) 1 MOLE di sostanze diverse occupa VOLUMI DIVERSI

43 GLI STUDENTI CONCLUDERANNO CHE:
«Un ugual numero di moli di composti differenti contiene lo stesso numero di molecole pur non avendo la stessa massa o lo stesso volume»

44 Misconcezione: Acidità e tossicità.
4.Acida coca cola…buona! Misconcezione: Acidità e tossicità. Che cos'è un acido? una sostanza che contiene idrogeno e produce ioni H+ in soluzione acquosa uno ione positivo una sostanza dannosa per la salute una sostanza di esclusivo uso in laboratorio

45 Misconcezione: Acidità e tossicità.
4.Acida coca cola…buona! Misconcezione: Acidità e tossicità. Che cos'è un acido? una sostanza che contiene idrogeno e produce ioni H+ in soluzione acquosa uno ione positivo una sostanza dannosa per la salute una sostanza di esclusivo uso in laboratorio

46 pH: concentrazione di ioni H+
4.Acida coca cola…buona! pH: concentrazione di ioni H+

47 4.Acida coca cola…buona! Attività di laboratorio
Misurare il pH di sette sostanze di uso quotidiano con le cartine al tornasole.

48 4.Acida coca cola…buona! Attività di laboratorio
Misurare il pH di sette sostanze di uso quotidiano con le cartine al tornasole. Non sempre riusciamo a percepire gli acidi al gusto ed è per questo che non ci accorgiamo che gli alimenti sono quasi tutti acidi!

49 4.Acida coca cola…buona! Numero provetta REAGENTE RISULTATO:
cartina al tornasole 1 Coca-cola 6→giallo chiaro 2 Vino 4→giallo scuro 3 Banana 5→giallo 4 Fragole 3→arancione 5 Maionese 6 Acqua minerale naturale 7→verde 7 Bicarbonato di sodio 9→blu chiaro

50 Gli alimenti che spesso preferiamo sono acidi!
4.Acida coca cola…buona! Gli alimenti che spesso preferiamo sono acidi!

51 Misconcezione: sostanza pura e miscela omogenea.
5.Acqua e sale. Misconcezione: sostanza pura e miscela omogenea. Definiamo sostanza pura: una qualsiasi porzione di materia la materia quando non presenta impurità un tipo di materia che presenta proprietà fisiche e chimiche caratteristiche la materia di origine naturale

52 Misconcezione: sostanza pura e miscela omogenea.
5.Acqua e sale. Misconcezione: sostanza pura e miscela omogenea. Definiamo sostanza pura: una qualsiasi porzione di materia la materia quando non presenta impurità un tipo di materia che presenta proprietà fisiche e chimiche caratteristiche la materia di origine naturale

53 5.Acqua e sale. Molti alunni confondono le sostanze pure con le soluzioni omogenee, in quanto ad occhio nudo non è possibile distinguere i componenti della miscela.

54 5.Acqua e sale. È impossibile distinguere il sale dopo che esso si è solubilizzato in acqua!

55 5.Acqua e sale. Attraverso alcune esperienze di laboratorio aventi come oggetto soluzioni composte da acqua e sale cercheremo di eradicare tale misconcezione

56 5.Acqua e sale. Attraverso alcune esperienze di laboratorio aventi come oggetto soluzioni composte da acqua e sale cercheremo di eradicare tale misconcezione 1. Bollire fino a completa evaporazione dell’acqua. 2. Alla fine del processo sul fondo del recipiente di ebollizione resterà solo il sale.

57 5.Acqua e sale. La sostanza è costituita da due componenti: l’acqua che è evaporata ed il sale rimasto sul fondo. In un miscuglio omogeneo molecole diverse partecipano alla formazione della sostanza!

58 5.Acqua e sale. Inoltre se aggiungiamo ad un recipiente di acqua in ebollizione del sale l’acqua smetterà di bollire. Si è formata una nuova specie chimica con proprietà fisiche (in questo caso la temperatura di ebollizione) diverse dall’acqua pura!

59 Misconcezione: miscuglio omogeneo e miscuglio eterogeneo.
6.Latte scremato. Misconcezione: miscuglio omogeneo e miscuglio eterogeneo. Il latte è : un miscuglio omogeneo un miscuglio eterogeneo una sostanza pura un elemento

60 Misconcezione: miscuglio omogeneo e miscuglio eterogeneo.
6.Latte scremato Misconcezione: miscuglio omogeneo e miscuglio eterogeneo. Il latte è : un miscuglio omogeneo un miscuglio eterogeneo una sostanza pura un elemento

61 6.Latte scremato omogeneizzato
All’ osservazione macroscopica il latte sembra rispondere ai requisiti di omogeneità, non essendo possibile distinguere i singoli componente. omogeneizzato

62 6.Latte scremato 87% acqua lipidi, vitamine liposolubili
(in emulsione) zuccheri, sali, vitamine idrosolubili, sostanze azotate non proteiche (in soluzione vera) proteine, parte dei fosfati e citrati di calcio (in dispersione colloidale)

63 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
1. l’osservazione al microscopio mostra distintamente i globuli di grasso immersi nel liquido.

64 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
1. l’osservazione al microscopio mostra distintamente i globuli di grasso immersi nel liquido.

65 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
2. Nel latte appena munto i globuli di grasso sono molto più grandi e tendono a raccogliersi in superficie formando la panna.

66 6.Latte scremato Latte scremato! Attività di laboratorio.
2. Nel latte appena munto i globuli di grasso sono molto più grandi e tendono a raccogliersi in superficie formando la panna. Latte scremato!

67 6.Latte scremato I globuli di grasso hanno un diametro medio di 3 micrometri per il latte vaccino e di 1 micrometro per il latte ovino. Pertanto la scrematura del latte, che può essere fatta in laboratorio attraverso la centrifugazione, può allontanare qualsiasi dubbio sulle reali caratteristiche di questo miscuglio

68 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
3. La scrematura del latte, che può essere fatta in laboratorio attraverso la centrifugazione, può allontanare qualsiasi dubbio sulle reali caratteristiche di questo miscuglio.

69 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
3. La scrematura del latte, che può essere fatta in laboratorio attraverso la centrifugazione, può allontanare qualsiasi dubbio sulle reali caratteristiche di questo miscuglio. Preparazione del campione.

70 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
3. La scrematura del latte, che può essere fatta in laboratorio attraverso la centrifugazione, può allontanare qualsiasi dubbio sulle reali caratteristiche di questo miscuglio. Preparazione del campione. Centrifugazione.

71 6.Latte scremato Attività di laboratorio.
3. La scrematura del latte, che può essere fatta in laboratorio attraverso la centrifugazione, può allontanare qualsiasi dubbio sulle reali caratteristiche di questo miscuglio. Preparazione del campione. Sul fondo delle provette restano i globuli di grasso. Centrifugazione.

72 Misconcezione: trasformazioni chimiche e trasformazioni fisiche.
7.”Occhio di bue” Misconcezione: trasformazioni chimiche e trasformazioni fisiche. La cottura dell’uovo è un: fenomeno fisico fenomeno chimico cambiamento di volume semplice fenomeno di variazione della forma

73 Misconcezione: trasformazioni chimiche e trasformazioni fisiche.
7.”Occhio di bue” Misconcezione: trasformazioni chimiche e trasformazioni fisiche. La cottura dell’uovo è un: fenomeno fisico fenomeno chimico cambiamento di volume semplice fenomeno di variazione della forma

74 Le trasformazioni possono essere chimiche o fisiche
7.”Occhio di bue” Le trasformazioni possono essere chimiche o fisiche

75 Trasformazione chimica Cambia la natura delle sostanze
7.”Occhio di bue” Le trasformazioni possono essere chimiche o fisiche Trasformazione chimica Cambia la natura delle sostanze (combustione, precipitazione composto insolubile, ossidazione di un metallo)

76 Trasformazione fisica NON cambia la natura delle sostanze
7.”Occhio di bue” Le trasformazioni possono essere chimiche o fisiche Trasformazione fisica NON cambia la natura delle sostanze Il ghiaccio che si scioglie e diventa acqua cambia lo stato di aggregazione, infatti da solido diventa liquido, ma la materia non cambia, è sempre acqua!

77 7.”Occhio di bue” TRASFORMAZIONE CHIMICA O FISICA

78 Le proteine sono costituite da un insieme di amminoacidi.
7.”Occhio di bue” Nella cottura dei cibi spesso si assiste al processo di denaturazione delle proteine. Le proteine sono costituite da un insieme di amminoacidi.

79 Le proteine sono costituite da un insieme di amminoacidi.
7.”Occhio di bue” Nella cottura dei cibi spesso si assiste al processo di denaturazione delle proteine. Le proteine sono costituite da un insieme di amminoacidi. Gli amminoacidi si legano tra loro formando delle catene che si ripiegano come delle eliche oppure come un gomitolo (proteine globulari).

80 7.”Occhio di bue” Le proteine sono immerse in acqua e avvolte su sé stesse secondo un disegno ben preciso (STATO NATIVO): questa è la situazione nell’albume di un uovo crudo.

81 7.”Occhio di bue” Le proteine sono immerse in acqua e avvolte su sé stesse secondo un disegno ben preciso (STATO NATIVO): questa è la situazione nell’albume di un uovo crudo. Quando lo scaldiamo o ci versiamo alcol etilico, le molecole cominciano ad “agitarsi” il gomitolo si disfa, la proteina perde il suo stato nativo e si DENATURA!

82 7.”Occhio di bue” I gomitoli, una volta srotolati, diventano fili che si legano tra loro intrecciandosi e formando una rete di maglie in cui l’acqua resta intrappolata e conferisce un consistenza “solida ” ma soffice.

83 7.”Occhio di bue” I gomitoli, una volta srotolati, diventano fili che si legano tra loro intrecciandosi e formando una rete di maglie in cui l’acqua resta intrappolata e conferisce un consistenza “solida ” ma soffice. La cottura dell’uovo provoca la denaturazione termica dell’albumina (proteina globulare), che si trasforma in una sostanza solida e bianca.