L’ acqua e la sua tensione superficiale

Introduzione Con questo progetto mi propongo di far riflettere un alunno di scuola primaria sull’importanza di una risorsa che molto spesso si da’ per scontata: l’acqua. Verranno poi fatti anche riferimenti particolari ad una sua proprietà: la tensione superficiale.

Obiettivi: Acquisizione ed uso del linguaggio scientifico Osservazioni di fatti e fenomeni Formulazione di ipotesi e loro verifica Comprensione dell’importanza dell’acqua Apprendere il concetto di tensione superficiale

Tempo di svolgimento e spazi necessari: Competenze: Comprendere i fenomeni osservati Descrivere i fenomeni osservati Prerequisiti: Conoscere l’acqua e la sua tensione superficiale Soggetti coinvolti: Un bambino di 10 anni che ha frequentato la classe IV primaria Tempo di svolgimento e spazi necessari: Un incontro giornaliero tenutosi presso casa mia

Metodologia di lavoro L’alunno sarà sottoposto ad alcune domande sulle sue conoscenze pregresse. Successivamente si procederà con il rafforzamento di queste attuando sia attività di carattere teorico che pratico anche attraverso un coinvolgimento diretto dell’alunno in situazioni quali esperimenti ed attività laboratoriali per favorirne un ruolo attivo. Il tutto accompagnato da una continua verifica degli apprendimenti.

Indagine sulle conoscenze pregresse Cos’è per te l’acqua? A cosa serve? Secondo te è importante? Conosci alcune sue proprietà? Hai mai sentito parlare di tensione superficiale?

L’acqua come elemento indispensabile L’acqua è importante per tutte le forme di vita e per il pianeta in generale. Basti pensare che l’acqua è la molecola più importante su tutta la Terra e che tutte le sostanze che compongono la materia vivente sono fatte di acqua. L’importanza dell’acqua per la vita è legata alla sua presenza sulla Terra nei tre stati della materia: solido, liquido e gassoso.

L’acqua è senza dubbio la più importante risorsa sulla Terra L’acqua è senza dubbio la più importante risorsa sulla Terra. E’ soltanto grazie alla sua abbondante presenza che è stata possibile la nascita e l’evoluzione della vita vegetale e animale. L’acqua ricopre ¾ della superficie terrestre. Dove non c’è acqua, non c’è vita. Il corpo umano è costituito da circa il 60% di acqua.

La tensione superficiale Le caratteristiche particolari della molecola permettono all’acqua di avere una serie di proprietà importantissime. Tra queste vi è la tensione superficiale.

A volte si vedono alcuni insetti che camminano sull’acqua ed è inoltre possibile riuscire a far galleggiare una graffetta metallica ponendola con delicatezza sulla superficie del liquido. Questi fenomeni, che sembrano in contraddizione con l’esistenza della forza di gravità e con il principio di Archimede, possono essere spiegati prendendo in considerazione l’effetto della tensione superficiale.

Le molecole che si trovano a contatto con l’aria, non avendo altre molecole che le attirano dall’alto, sono legate tra loro più tenacemente. Questo genera una ‘‘ pellicola’’ relativamente resistente che permette ad alcuni animali di galleggiare sull’acqua; è la caratteristica che permette di fare le bolle di sapone. La tensione superficiale dunque, molto forte ed elevata nell’acqua, porta a costruire una membrana elastica.

Proponiamo un esperimento Materiali: acqua, detersivo, stuzzicadenti, 2 contenitori. Versare qualche goccia di detersivo per piatti in un contenitore; riempiamo l’altro contenitore di acqua e disponiamo 3 stuzzicadenti al centro della vaschetta. Intingiamo un dito nel sapone e poi tocchiamo l’acqua al centro del triangolo di stuzzicadenti con il dito che abbiamo intinto di detersivo ed osserviamo che gli stuzzicadenti si spostano rapidamente verso il bordo del contenitore. Le molecole dell’acqua che si trovano sulla superficie si comportano come una membrana elastica che avvolge le molecole sottostanti. Questo fenomeno è detto tensione superficiale. Il sapone allenta la tensione superficiale, in questo modo la superficie del liquido si comporta come un elastico trascinando gli stuzzicadenti.

Facciamo rifare l’esperimento all’alunno

Invitiamo l’alunno ad esporre prima oralmente e poi per iscritto quanto ha visionato e poi rifatto personalmente in modo da effettuare una verifica in itinere.

Sostanze che intaccano la tensione superficiale Come si è evinto dall’esperimento vi sono alcune sostanze che, aggiunte all’acqua, ne abbassano la tensione superficiale. E’ il caso dei tensioattivi, i quali vengono utilizzati nell’industria dei detersivi e dei saponi perché, abbassando la tensione superficiale dell’acqua, l’oggetto da pulire si bagna più facilmente e l’acqua penetra nei piccoli interstizi trascinando via lo sporco. Quando la tensione superficiale diminuisce, si ha una minore coesione della superficie del liquido. E’ per questo motivo che l’acqua saponata, a differenza di quella pura, fa la schiuma.

Verifica finale (ex post) degli apprendimenti