Chimica?Tutto ciò che ti circonda Presentazione di Scarpa Giuseppe II A Istituto Tecnico Nautico “C.Colombo” Anno scolastico 2009/2010 Docenti:Lilla Mangano; Nunzia Sannino Dirigente :Lucia Cimmino

Chimica Materia Atomo s Solido Passaggi di Stato Stati di aggregazione Liquido Aeriforme Temperatura e pressione Materia Omogenei Democrito Miscugli Eterogenei Thomson Atomo Storia dell’atomo Rutherford Bohr Tecniche di separazione Raggio atomico Elementi Chadwick Raggio ionico Protoni Tavola periodica s Setacciatura Neutroni Orbitali Elettronegatività p Elettroni Estrazione con solvente d Affinità elettronica Reazioni f Legame ionico Cromatografia Omopolare Configurazione elettronica Raggio ionico Legame covalente Eteropolare Decantazione Caratteristiche metalliche Dativo Numeri quantici Centrifugazione Filtrazione Bilanciare una reazione Legge di conversazione della massa Livello energetico Forma e direzione Numero di elettroni, momento di spin Filtrazione Coefficienti stechiometrici Composti

La Chimica La chimica è quella scienza che si occupa dello studio della materia e delle sue trasformazioni

La materia La materia è tutto ciò che occupa uno spazio ed ha una massa ed un certo volume. Essa è costituita da minuscole particelle che possono aggregarsi in modo diverso. Per questo esistono diversi tipi di materia.

Gli Stati Di aggregazione La materia può essere trovata sotto forma di vari stati di aggregazione: solido, liquido, aeriforme, gas, plasma, e fluido.

Corpi solidi Nello stato solido le particelle della materia sono legate da una forza piuttosto intensa che consente solo moti di vibrazione. L’unico modo per cambiare la loro forma è applicare una forza così intensa da spezzare i legami provocando la rottura dell’oggetto. Inoltre un corpo solido ha forma e volume proprio.

Corpi Liquidi Nello stato liquido le particelle della materia sono libere di scorrere le une sulle altre. In questo modo un corpo liquido avrà un volume definito, ma assumerà la forma del recipiente che lo contiene.

Corpi Aeriformi Nei corpi aeriformi le particelle hanno un legame molto debole. Per questo non hanno né forma, né volume propri e tendono ad occupare tutto lo spazio a loro disposizione.

I passaggi di stato Un altro fenomeno che interessa la materia sono i passaggi di stato. Un passaggio di stato si ha quando la materia passa da uno stato di aggregazione ad un altro. Per avere un passaggio di stato bisogna intervenire sulla temperatura di un corpo.

Vari passaggi di stato Aumentando la temperatura di un solido ( per esempio un cubetto di ghiaccio) si ha un passaggio chiamato fusione trasformando il ghiaccio in acqua. Per far passare l’acqua allo stato aeriforme bisogna ancora aumentare la sua temperatura ottenendo un passaggio chiamato ebollizione o evaporazione. L’ebollizione interessa tutta la massa d’acqua, mentre l’evaporazione interessa solo lo stato superficiale.

Per ottenere i passaggi inversi bisogna far diminuire la temperatura Per ottenere i passaggi inversi bisogna far diminuire la temperatura. Dallo stato aeriforme a quello liquido si ha la condensazione, mentre da liquido a solido si ha la solidificazione.

Sublimazione Ci sono due tipi particolari di passaggio di stato. Uno di questi è la sublimazione, cioè il passaggio diretto da solido ad aeriforme, senza passare per lo stato liquido. Questo è il caso particolare della naftalina, un solido che diventa aeriforme.

Brinamento Il Brinamento è il passaggio diretto dallo stato aeriforme allo stato solido di una sostanza senza passare per lo stato liquido. Questo è il caso particolare della brina. Con temperature molte basse il vapore acqueo contenuto nell’aria si trasforma in aghetti di ghiaccio che si depositano sull’erba.

I Miscugli Possiamo effettuare una classificazione della materia considerando che alcuni materiali sono costituiti da un insieme di più materiali. Questi sono chiamati miscugli. Abbiamo due tipi principali di miscugli.

Miscuglio eterogeneo Nei miscugli eterogenei ogni componente mantiene le proprie proprietà visibili ad occhio nudo o col microscopio.

Miscuglio omogeneo In un miscuglio omogeneo i componenti si mescolano così bene da non essere più distinguibili neppure con il microscopio e le proprietà sono le stesse in ogni punto del miscuglio

Le tecniche di separazione di un miscuglio Per riuscire a separare un miscuglio bisogna ricorrere a varie tecniche di separazione a seconda del tipo di miscuglio. La Setacciatura È un metodo molto semplice, ma tutt’ora in uso in alcune attività industriali. Si basa sulle dimensioni dei granuli e separa quelli di dimensioni più grandi da quelli di dimensioni più piccole tramite l’uso di un setaccio.

La Filtrazione Questo metodo è utilizzato per la separazione dei miscugli eterogenei solido-liquido, solido-aeriforme. Il miscuglio viene fatto passare attraverso un filtro costituito da maglie con piccoli fori, in modo che i granuli del materiale solido vengano trattenuti; La Decantazione La decantazione è un metodo utilizzato per la separazione di miscugli solido-liquido o liquido-liquido. Si lascia il miscuglio a riposo in modo che il corpo con maggiore peso specifico si depositi sul fondo.

Centrifugazione: Questo metodo è utilizzato per la separazione dei miscugli eterogenei solido-liquido e liquido-liquido. Il miscuglio viene messo in un recipiente che viene fatto ruotare velocemente, le parti del miscuglio con maggiore peso specifico si raccolgono sul fondo; Cromatografia:Questo metodo viene utilizzato per separare i miscugli omogenei e sfrutta la diversa velocità di migrazione dei componenti;

Distillazione: La distillazione è una tecnica di separazione che sfrutta la differenza dei punti di ebollizione delle diverse sostanze presenti all’interno di un miscuglio. All’interno della caldaia il componente che raggiunge il punto di ebollizione evapora, passando così all’interno del condensatore dove abbassa drasticamente la sua temperatura grazie al liquido di raffreddamento posto all’interno di esso. A questo punto il componente condensa e arriva sotto forma di liquido all’interno della beuta.

Estrazione con solvente: Questa tecnica viene utilizzata per miscugli sia omogenei che eterogenei. Il miscuglio viene mescolato col solvete che è in grado di sciogliere soltanto il componente che si vuole separare.

La storia dell’atomo Si cominciava a parlare di atomo già da quando non era possibile dimostrarlo ed erano solo teorie. Oggi come ben sappiamo la materia è costituita da atomi, i quali a sua volta sono costituiti da particelle ancora più piccole, le quali: gli elettroni i protoni, i neutroni e i quark.

Democrito Già nel 450 a.C. Democrito sviluppò la prima teoria atomica abbozzata dal suo maestro Leucippo. Secondo lui ogni ente è costituito da particelle minuscole, indivisibili ed indistrubbili (atomo=indivisibile)

Thomson Il modello atomico di Thomson veniva anche detto modello a panettone : la carica positiva era distribuita uniformemente in tutto l’atomo ed erano immersi anche gli elettroni. Il tutto era stabile poiché la repulsione degli elettroni veniva bilanciata dalla carica positiva.

Modello atomico di Rutherford Rutherford capì che le particelle con carica negativa non erano stazionare e giravano intorno al nucleo. Non ammise mai però l’esistenza di orbitali. Il nucleo al centro non era composto da soli protoni, ma anche da altre particelle che verranno scoperte negli anni seguenti. Tuttavia quest’esperimento non riesce a spiegare la stabilità degli atomi.

Bhor Secondo il modello di Bhor , non tutte le orbitali circolari sono permesse. Gli elettroni possono muoversi solo sulle orbitali che hanno distanza ben definita dal nucleo. Dal numero infinito di orbite descritte dagli elettroni di Rutherford si passa così a un numero definito di orbite sulle quali gli elettroni non perdono energia e sono chiamate orbite stazionarie.

Chadwick Per spiegare l’origine delle misteriose radiazioni scoperte a Parigi, Chadwick ipotizzò l’esistenza del nucleo di nuove particelle neutra con massa quasi uguale a quella del protone: il neutrone. Il bombardamento del berillio trasformò il berillio in carbonio, infatti espelle un neutrone. Nella reazione, infatti, viene conversato il numero di massa e il numero atomico.

Atomo L’atomo è la più piccola particella di cui è composta la materia. La parola atomo fu attribuita da Democrito nel 450 a.C. Lui, infatti, credeva che l’atomo fosse indivisibile. Oggi invece, sappiamo che è composto da particelle subatomiche: Elettrone; Neutrone; Protone; Quark.

Protone Il protone è quella particella dotata di carica positiva . Il valore della sua carica elettrica è uguale a quella dell’elettrone solo con segno positivo: 1,602 × 10-19 coulomb. La sua massa è di circa 1836 volte più grande di quella di un elettrone ed è quasi uguale a quella di un elettrone. Viene comunemente rappresentato col simbolo P+

Neutrone Il neutrone è una particella subatomica con carica neutra e con massa leggermente superiore a quella del protone . I nuclei in genere sono composti da neutroni e protoni, escludendo il particolare caso dell’isotopo.

Isotopi Se prendiamo l’isotopo dell’idrogeno per esempio esso possiede un unico protone. L’isotopo, infatti è un atomo di uno stesso elemento chimico con stesso numero atomico, ma con differente numero di massa. Il differente numero di massa è dovuto dal fatto che l’atomo possiederà più o meno neutroni.

Elettrone L’elettrone è la particella con carica negativa. Ha massa circa 1836 più piccola di quella del protone. Gli elettroni ruotano sulle orbitali e in base al principio di Heisenberg non è possibile conoscere posizione e quantità di una particella come l’elettrone.

L’atomo in natura è elettricamente neutro L’atomo in natura è elettricamente neutro. Le particelle di segno opposto si respingono. Quelle di segno diverso si attraggono. Come già detto gli elettroni sono di carica negativa. Perché allora non si legano al nucleo? La risposta è semplice grazie alla forza centrifuga che li fa allontanare dal nucleo. A loro volta poi gli elettroni dovrebbero respingersi, ciò non avviene poiché ruotano in maniera contraria sul proprio asse nel loro moto di spin. A loro volta i protoni non si respingono perché ci sono i neutroni.

Orbitali Un orbitale non è una traiettoria in cui un elettrone può stare, ma definisce la zona di spazio intorno al nucleo in cui si ha una determinata probabilità di trovare l’elettrone. Abbiamo vari tipi di orbitali: S,p,d,f

Orbitale s L’orbitale s ha un’orbita di tipo circolare. Le dimensioni dell’orbitale dipendono dal numero quantico principale n. Con l’aumentare di n aumenta il raggio.

Orbitale p Gli orbitali del tipo p compiano dal secondo livello in poi. Questi orbitali hanno un’orbita di tipo ellittico ed hanno tre direzioni nello spazio con 6 elettroni.

Orbitale d L’orbitale di tipo d ha 5 direzioni nello spazio e possiede 10 elettroni.

Orbitale f L’orbitale f possiede 7 direzioni nello spazio e possiede 14 elettroni.

Configurazione elettronica Lo scopo principale della configurazione elettronica è quello di disporre gli elettroni in maniera ordinata. Le regole ben precise per la loro disposizione sono dette numeri quantici. I numeri quantici sono 4.

Nella prima orbita troviamo s troviamo solo una casella che può contenere al massimo due elettroni. 1 s ² Il primo numero quantico 1 ci indicherà il livello energetico che si rappresenta con un intero compreso fra 1 e 7 (anche se dovrebbero essere infiniti; si usa 7 perché è il numero dei periodi) Il secondo numero quantico ci darà due informazioni importanti: forma e direzione. Il terzo numero quantico ci indicherà il numero di elettroni e il momento di spin. La freccia di spin viene rappresentata verso l’alto se è orario verso il basso se è antiorario.

Regola delle diagonali Per aiutarci nelle configurazione elettronica c’è anche la regola delle diagonali

Elementi Insiemi di più atomi dello stesso tipo vengono anche chiamati elementi. Gli elementi vengono riportati sulla tavola periodica.

Tavola periodica La tavola periodica è lo schema con il quale vengono ordinati gli elementi sulla base del loro numero atomico Z. La prima tavola periodica fu ideata da Mendeleev e si basava sul peso atomico con numeri spazi vuoti perché a quei tempi ignorava numerose proprietà periodiche e non erano conosciuti ancora tutti gli elementi.

Struttura della tavola periodica La tavola periodica si articola in gruppi e periodi: Ogni gruppo comprende gli elementi con la stessa configurazione elettronica esterna e lo stesso numero di elettroni nell’ultimo livello energetico. Il periodo invece raggruppa elementi che hanno lo stesso livello energetico. Quindi il periodo ci dirà qual è l’ultimo livello energetico.

In cima alla tavola periodica troviamo sempre una legenda In cima alla tavola periodica troviamo sempre una legenda. I primi due gruppi sono i metalli con orbitale s, quelli al centro sono i metalli di transizione con orbitale d, dal gruppo 3 al gruppo 8 A troviamo i non metalli con orbitale p. Gli elementi in fondo hanno caratteristiche simili agli attinidi e ai lantanidi. Sono stati messi lì sotto solo per una questione grafica ed hanno orbitale f.

Numero atomico e numero di massa Per imparare a leggere la tavola periodica bisogna sapere che cosa si intende per numero atomico Z e che cosa si intende per numero di massa A. Il numero atomico rappresenta il numero di protoni che si trovano all’interno di un atomo(poiché l’atomo è neutro quel numero corrisponde anche al numero degli elettroni). Il numero di massa è pari alla somma delle masse di tutti i protoni e neutroni contenuti all’interno del nucleo. Siccome la loro massa è circa uguale ad 1 si può dire che il numero di massa sia uguale al numero di nucleoni cioè protoni e neutroni con.tenuti all’interno dell’atomo.

Leggi Periodiche Raggio atomico: Il raggio atomico è la distanza che intercorre tra il centro del nucleo e l’ultimo livello energetico. Questa legge periodica aumenta scendendo lungo un gruppo e lungo un periodo. Infatti con più elettroni c’è più energia e di conseguenza l’orbitale è più grossa.

Raggio ionico: Quando un atomo diventa ione, subisce un allargamento o un restringimento dell’ultimo livello energetico. Ciò viene detto raggio ionico e può essere negativo o positivo a seconda del tipo di ione che si ha. Elettronegatività: L’elettronegatività è l’energia che possiede un atomo di strappare un elettrone ad un altro atomo. Affinità elettronica: L’affinità elettronica è l’energia che ha un atomo di tenere a sé un elettrone di legame.

Caratteristiche Metalliche: Il metallo è solido, lucido, conduttore di elettricità e calore, malleabile e duttile. Tendono a cedere elettroni. I non metalli,invece, sono completamente il contrario , liquidi o gassoso e non trasmettono né elettricità né calore. Tendono a strappare elettroni e quindi hanno una forte elettronegatività.

Numeri di ossidazione Il numero di ossidazione è il numero di elettroni che un atomo mette in gioco durante una reazione. I numeri di ossidazione principali sono questi: H2 n.o= +1 -1 solo negli idruri O2 n.o= -2 +1 solo nei perossidi + lega con il fluoro M n.o= + nM n.o= +/-

Regola dell’ottetto Tutti gli elementi in natura tendono ad avere una configurazione stabile (s2 p6) e quindi a divenire poco reattivo. Gli elementi dei primi gruppi della tavola periodica tendono a perdere elettroni assumendo la configurazione elettronica del gas nobile che li precede. Gli elementi del VI e VII tendono, invece ad acquistarne raggiungendo la configurazione del gas nobile che li segue.

Le formule di Lewis Le formule di Lewis ci permettono di vedere gli elettroni dell’ultimo livello energetico spaiati. Se consideriamo l’idrogeno che ha un solo elettrone esso viene rappresentato con un puntino.

Le reazioni chimiche In natura tutti gli elementi tendono a raggiungere la regola dell’ottetto e in questa maniera la stabilità elettronica. Abbiamo tre tipi di legami che sono: Metallico; Ionico; Covalente.

Legame Metallico Il legame metallico interessa gli atomi di metallo. La caratteristica del legame metallico è dovuto proprio alla delocalizzazione degli elettroni. In questo legame i nuclei vengono messi su piani paralleli e abbiamo una grande nube di elettroni negativa che gira intorno al nucleo. Questo è anche il motivo della conducibilità termica ed elettrica.

Legame ionico Il legame porta alla formazione degli ioni. In natura ci sono elementi con diversa elettronegatività. Se accostiamo due elementi con una differenza di elettronegatività maggiore a 1,57, avremo che l’elemento più elettronegativo strappa un elettrone a quello meno elettronegativo, portando così alla formazione di due ioni. A questo punto i due atomi si uniranno.

Ioni Quando un atomo possiede un numero maggiore o minore di elettroni viene chiamato ione. Se cede un elettrone viene chiamato ione positivo. Se invece ne acquista viene chiamato ione positivo.

Legame covalente Il legame covalente si realizza quando due atomi con bassa differenza di elettronegatività mettono in comunicazione due o più elettroni. Può essere di tre tipi principali: Eteropolare; Omopolare; Dativo.

Legame covalente omopolare Il legame covalente omopolare si realizza quando due o più atomi uguali o con elettronegatività simile mettono in comune uno o più elettroni spaiati. Questo tipo di legame viene realizzato quando i due atomi hanno differenza di elettronegatività pari a 0,4.

Legame covalente eteropolare Quando, invece, due atomi diversi hanno una differenza di elettronegatività compresa tra 0,4 e 0,9 il legame si dice eteropolare e gli elettroni saranno attratti dall’atomo più elettronegativo .

Legame covalente dativo È un tipo particolare di legame covalente detto, in passato, dativo in quanto i due elettroni coinvolti nel legame provengono da uno solo dei due atomi detto donatore, mentre l'altro, che deve essere in grado di mettere a disposizione un orbitale esterno vuoto (cioè con due posti vuoti che possono essere occupati da due elettroni) viene detto accettore.

Legge di Conservazione della massa La cosa importante da ricordare in una reazione è che il numero degli atomi reagenti deve essere uguale al numero degli atomi nel prodotto finale, altrimenti la reazione non sarà bilanciata .

Coefficienti Stechiometrici Se nel caso in cui alla fine della reazione il prodotto ha massa inferiore o superiore ai reagenti, bisogna usare i coefficienti stechiometrici che messi davanti elementi servono a bilanciare la reazione.

Ca + O2 Ca+2O-2 1 2 1 1 Da come vediamo la reazione non è bilanciata Ca + O2 Ca+2O-2 1 2 1 1 Da come vediamo la reazione non è bilanciata. Infatti ci troviamo con un atomo in meno nel prodotto finale. Per bilanciare questa reazione allora faremo reagire DUE atomi di sodio con un molecola biatomica di cloro. Otterremo allora due cloruri di sodio. 2Ca + O2 2 Ca+2O-2 2 2 2 2

Composti M + O M+ O-2 nM-+ O nM- O-2 Idrossido di M Basico IpoOssido M oso Basico M + O M+ O-2 Legame ionico Ossido M oso Ossido M ico O2 PerOssido M ico Anidride ipo-nM oso Acido nM-+ O nM- O-2 Legame covalente Anidride nM oso Binari Anidride nM ico Anidride per -nMico Idruro ipo- M oso Idruro M +H2 M + H2 -1 Legame ionico Idruro M oso Idruro M ico H2 Idruro per-M ico Acido nM-idrico Idracido nM +H2 H2 +1 nM – Legame covalente Sale M +nM M + nM - nM Uro M suffisso Idrossido MO + H2 O M + OH1 Idrossido di M Ternari Acido ipo- nM oso Acido nM oso Acido nM ico Ossacido nMO + H2 O M + OH1 Acido per-nM ico

Composti Sostanze formate da due o più elementi vengono anche chiamati composti. Abbiamo due tipi principali di composti che sono binari e ternari.

Ossido Basico Quando l’ossigeno reagisce con un metallo abbiamo un ossido basico. Gli ossidi basici hanno pH inferiore a 7. Poiché si ha un’alta differenza di elettronegatività fra metallo e non metallo abbiamo un legame ionico. La reazione generale è la seguente: M + O2 M+O-2 Come vediamol’ossigeno avrà numero di valenza -2, mentre il metallo n.o. positivo.

Per assegnare la nomenclatura osserviamo il seguente schema: Ossido Ipo“Nome del Metallo”-oso Ossido “Nome del Metallo” –oso Ossido “Nome del Metallo”-ico Ossido Per “Nome del Metallo”-ico Se il metallo ha un solo numero di ossidazione useremo ossido di “Nome del Metallo”. Nel caso il metallo ha due numeri di ossidazione prenderemo in considerazione il secondo e il terzo nome dello schema sovrastante, se ce ne fossero tre prenderemmo i primi tre, mentre nel caso di quattro numeri di valenza prenderemo in considerazione l’intera tabella sovrastante.

Ossido acido o Anidride Quando invece l’ossigeno reagisce con un non metallo si ha un ossido acido anche chiamato anidride. Esso ha ph acido quindi maggiore a 7. La differenza di elettronegatività non è molto alta, per cui abbiamo un legame covalente eteropolare. La reazione generale è la seguente: nM + O2 nM+O-2 Come vediamo l’ossigeno mantiene numero di valenza -2. Per la nomenclatura possiamo seguire lo stesso schema degli ossidi sostituendo ad ossido, anidride.

Idruro Quando l’idrogeno reagisce con un metallo, abbiamo un idruro. In questo caso l’idrogeno avrà numero di ossidazione -1. Questo composto è retto dalla seguente formula generale. M +H2 M + H -1 La nomenclatura è uguale a quella degli ossidi solo che useremo idruro al posto di ossido.

Idracido Quando infine il non metallo reagisce con l’idrogeno si ha un idracido. Questa è la reazione generale: nM + H2 H+1nM- In questo caso l’idrogeno ha numero di ossidazione +1. Per dare il nome useremo Acido “Nome del Non Metallo”-idrico.

Sale Binari Dalla reazione di un metallo con un non metallo otterremo un sale binario. M + nM M+nM- Come visto il metallo ha un numero di ossidazione positivo, mentre il non metallo ha numero di valenza negativo. La reazione è retta dal legame ionico. Per la nomenclatura metteremo il suffiso uro al nome del non metallo.

Idrossido Da come possiamo vedere il nome idro significa acqua e ossido è un composto binario. Quindi otterremo un idrossido dalla reazione di acqua più un composto binario. La reazione generale è la seguente: MO + H2 O M+(OH)-1 Per la nomenclatura useremo “ossido di + nome del metallo”.

Ossiacido Gli ossiacidi a differenza degli idrossidi vengono ottenuti dalla reazione di un anidride con acqua. Sono retti dalla seguente reazione generale: nMO + H2 O H2nMO2 Anche in questa reazione l’acqua mantiene numero di ossidazione -1. La nomenclatura è uguale a quella degli ossidi solo che useremo ossiacido al posto di ossido.

Sale ternario I Sali ternari sono formati dalla reazione di non metallo più metallo più ossigeno. Per ottenere i Sali ternari abbiamo otto tipi di reazioni che sono: -Metallo + Acido Sale + Idrogeno M + HnMO MnMO +H2 -Ossido basico + Andride Sale + Ossigeno MO + nMO MnMO + O2 -Idrossido + Acido Sale +Acqua MOH + HnMO HnMO +H2O -Idracido + Idrossido Sale + Idrogeno HnM + MOH HnMO +H2 -Non Metallo + Idrossido Sale + Idrogeno nM + MOH MnMO +H2 -Sale ternario + Sale ternario Sale + Sale MnMO + MnMO MnMO + MnMO -Andride + Idrossido Sale + Acqua nMO + MOH HnMO +H2O -Sale binario + Sale ternario Sale Binario + Sale ternario MnM + MnMO MnM + MnMO

Chimica nella vita quotidiana La chimica fa inevitabilmente parte della nostra vita quotidiana, al punto che finiamo per dimenticarcene, infatti quasi ogni parte della nostra casa è fatta di chimica. Pensiamo per esempio ad un computer che è fatto di chimica, oppure ad un auto che per il 50% anch’essa è composta da parti fatte di chimica come la vernice o per esempio i componenti in plastica.

I tensioattivi Per fare degli esempi concreti cominciamo a parlare dei tensioattivi. I tensioattivi sono tutte quelle sostanze che sciolte in acqua ne abbassano la tensione superficiale. Hanno questa proprietà le sostanze organiche nella cui molecola troviamo due zone: una idrofila che tende a legarsi con l’acqua e una lipofila a cui piace il grasso.

La tensione superficiale Se osserviamo per esempio l’acqua che sgocciola da un rubinetto chiuso male vediamo che una volta toccata terra gli insetti si appoggiano come l’acqua fosse solida, come un ago galleggia se appoggiato delicatamente eppure esso ha densità maggiore. Questo fenomeno è appunto la tensione superficiale.

Utilizzo dei tensioattivi I tensioattivi bagnano prontamente le superfici rimuovendo lo sporco, per questo possiamo trovare sostanze tensioattivi come: Saponi; Detergenti; Coloranti; Vernici; Inchiostri.

Fino dall’antichità Fin dall’antichità i tensioattivi più conosciuti e soprattutto più usato è il sapone che ha forse origine in Gallia. Per molti secoli l’Italia è stata una delle principali produttrici di sapone.

Ma in realtà cos’è il sapone? Il sapone dal punto di vista chimico è un SALE ottenuto dalla reazione (detta di saponificazione) tra un grasso (per esempio olio vegetale) e una base (per esempio l'idrossido di sodio). Le molecole di sapone hanno: Un estremo non solubile che può legarsi coi grassi (“catturandoli”) detto CODA IDROFOBA Un estremo solubile che si lega facilmente all’acqua (ecco perché il sapone si scioglie in acqua) detto TESTA IDROFILA

Bolle di sapone Un altro esempio di chimica può essere rappresentato dalla bolla di sapone. La struttura della bolla di sapone non è complessa: essa è costituita da una sottile pellicola d’acqua, racchiusa da due strati di molecole di sapone. Questi strati diminuiscono la tensione superficiale ed evitano l’evaporazione.

Saponi e detersivi I detersivi sono un’evoluzione dei saponi nei quali oli e grassi sono stati sostituiti con altre sostanze chimiche. Inoltre nei detersivi sono state aggiunte diverse sostanze per sbiancare. Mentre il sapone è biodegradabile molti detersivi lo sono molto meno. Su alcune etichette di detersivi si trova scritto biodegradabile. In realtà non lo sono mai completamente. (degradazione dell’80%).

Esperimento: sapone come tensioattivo Materiale: bacinella – detersivo per piatti – borotalco. Procedimento: Versare della polvere di borotalco in una bacinella d’acqua. versare poi qualche goccia di sapone nella bacinella. Osservazioni: Dopo aver messo un po' di borotalco sulla superficie dell'acqua lo si osserva galleggiare. Aggiungendo poi una goccia di sapone sulla superficie dell'acqua si potrà osservare che il borotalco comincia ad affondare e, dopo qualche minuto è completamente scomparso dalla superficie dell'acqua.

Cosa e’ successo quando abbiamo aggiunto il sapone? Il borotalco “galleggiava” sull’acqua a seguito del fenomeno della tensione superficiale. Abbiamo detto che il sapone è un tensioattivo, quindi una sostanza in grado di modificare la tensione superficiale. E’ come se il sapone avesse “ammorbidito” la pelle dell’acqua.

Come fa il sapone a pulire Lo sporco è grasso e non si scioglie in acqua per questo abbiamo bisogno del sapone, che grazie alle code idrofobe si lega allo sporco mentre le code idrofile restano rivolte all'esterno e si legano all’acqua portando dietro lo sporco.

Fasi dell’azione del sapone sullo sporco: Confronto fra immagine reale ingrandita e rappresentazione grafica dell’azione delle molecole di sapone sul grasso.