Gli antociani

Gli antociani (dal greco anthos = fiore, kyáneos = blu) o antocianine sono una classe di pigmenti idrosolubili appartenente alla famiglia dei flavonoidi. Le antocianine sono tra i più importanti gruppi di pigmenti presenti nei vegetali, e si ritrovano nei fiori e frutti così come negli arbusti e nelle foglie autunnali. Domande: 1 Cosa è la solubilità (accenno al potenziale Chimico) 2 Mettere in relazione la formula chimica e la solubilità in acqua 3 Cosa vuol dire “pigmenti colorati”? -> formula chimica e assorbimento nel visibile. 4 Ripetizione lunghezze d’onda e colori e legge di lambert-beer

Indicatori acido-base Il colore delle antocianine può variare dal rosso al blu e dipende dal pH del mezzo in cui si trovano e dalla formazione di sali con metalli pesanti presenti in quei tessuti. Indicatori acido-base Come funziona un indicatore acido-bae Come spiegare la formula pH = pK per zona di viraggio? Quali specie chimiche a quale pH? Esempi Uni Bayreuth

Lo spettro elettromagnetico Vedi appendice Luce assorbita Colore osservato Rosso 700-640 nm verde Arancio 640-580 nm blu Giallo 580-570 nm blu Verde 570-490 nm rosso Blu 490-450 nm arancio Violetto 420-400 nm Rosso 800-640 nm verde Giallo 580-570 nm ciano Blu 490-440 nm arancio Violetto 440-400 nm giallo

Glicosidi Nelle cellule gli antociani sono legati a molecole di zuccheri tramite i gruppi idrossili (-OH) in posizione 3 e 5. Queste strutture prendono il nome di antocianosidi. Il legame con gli zuccheri conferisce ai pigmenti maggiore stabilità e solubilità. Legame glicosidico: Legame tra il carbonio anomerico dello zucchero con il gruppo -OR

L’attività di laboratorio Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco 1 Quali proprietà degli antociani si potrebbero sfruttare a fini analitici? 2 Si tratta di un miscuglio. Come risolvere il problema? 3 Come esprimere il contenuto? Aspetti statistici … Disegnare grafici A vs c ecc. per differenti lunghezze d’onda. Insistere sulla differenza tra spettro a differenti lunghezze d’onda misura a lunghezza d’onda fissa.

L’attività di laboratorio Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco 1 Quali proprietà degli antociani si potrebbero sfruttare a fini analitici? Gli antociani sono solubili in soluzioni acquose. Gli antociani assorbono nel visibile. Ciò permette di utilizzare la legge di Lambert-Beer per scopi quantitativi. Disegnare grafici A vs c ecc. per differenti lunghezze d’onda. Insistere sulla differenza tra spettro a differenti lunghezze d’onda misura a lunghezza d’onda fissa. Spettrofotometri a 1 e a 2 vie

L’attività di laboratorio Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco 2 Si tratta di un miscuglio. Come risolvere il problema? I composti vengono estratti con una soluzione idroalcolica acidificata con acido cloridrico. Tali composti vengono quantificati per via colorimetrica ed espressi come malvina clorata (C29 H35O17Cl) 1 mg di malvina clorata in 10,0 mL di soluzione dà un’assorbanza di 0,559 a 535 nm Perché si utilizza acido cloridrico? -> indicatori pH! Cosa significa “espressi come malvina clorata”? -> paragone

L’attività di laboratorio Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco 3 Come esprimere il contenuto? Ogni misura porta con sé un’incertezza! Si vorrebbe descrivere la quantità di antociani presenti nella frutta nel modo seguente: Con una certezza del 95% possiamo affermare che il contenuto di antociani nel campione considerato sia tra X e Y mg/g. Perché si utilizza acido cloridrico? -> indicatori pH! Cosa significa “espressi come malvina clorata”? -> paragone

La distribuzione di t-Student La ricetta N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed. pp 429

Valori del parametro ta df: n-1, dove n sta per il numero di dati sperimentali Per un intervallo di confidenza del 95 %, utilizzare i valori della colonna t0,025 N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed.

Quale massa di frutti prendo? L’estrazione Apparecchiatura: la colonna di raffreddamento impedisce al solvente di evaporare. Inoltre un bagnomaria (NON disegnato) garantisce il mantenimento della temperatura entro limiti ragionevoli (gli estratti, se eccessivamente riscaldati, potrebbero decomporsi). Quale massa di frutti prendo? Devo già avere almeno un’idea dell’ordine di grandezza! Eventualmente rifrimento al potenziale chimico!

L’esperimento Compito 1 Illustra il principio dell’estrazione. Quali operazioni richiedono la massima accuratezza? Perché? Compito 2 Descrivi in che modo, dalla misura dell’assorbanza finale, sarà possibile risalire alla quantità di antociani presenti nel campione iniziale.

Lo spettro elettromagnetico Equilibrio acido-base Diluizioni Appendici Lo spettro elettromagnetico Equilibrio acido-base Diluizioni

onde elettromagnetiche che trasportano energia Luce onde elettromagnetiche che trasportano energia Trasporto Trasferimento (o tutto o niente – portatore del tipo « vuoto perso ») Risonanza tra movimento molecolare e frequenza della radiazione elettromagnetica Regioni spettrali & movimenti molecolari Transizione tra stati quantici Raggi g, X, UV ionizzazione Visibile elettroni di legame IR vibrazione Microonde rotazione Lo spettro elettromagnetico Spettroscopia: analisi della luce emessa ed assorbita – dà informazioni sull’intima struttura della matria PL – x.2002

Spettroscopia Si ha sensazione di colore solo quando al nostro occhio arrivano onde elettromagnetiche con l compreso tra 400 e 800 nm Legge di Lambert Beer concentrazione Assorbimento: quali lunghezze d’onda vengono assorbite Luce assorbita Colore osservato Rosso 700-640 nm verde Arancio 640-580 nm blu Giallo 580-570 nm blu Verde 570-490 nm rosso Blu 490-450 nm arancio Violetto 420-400 nm Rosso 800-640 nm verde Giallo 580-570 nm ciano Blu 490-440 nm arancio Violetto 440-400 nm giallo Colori complementari: due colori che in sintesi additiva danno il bianco ed in sintesi sottrsttiva danno il nero Sintesi additiva Sintesi sotrattiva Emissione: quali lunghezze d’onda sono presenti nella luce Composizione spettrale della luce che ci arriva dal sole (sensazione di colore: bianco) La percezione visiva è sintetica Un oggetto ci appare del colore che non viene da esso asorbito Il colore con cui un oggetto ci appare dipende dalla luce con cui viene illuminato PL – x.2002

A- neutralizza l’aggiunta dell’Acido SOLUZIONI TAMPONE Sistemi capaci di opporsi a brusche variazioni di pH in seguito ad aggiunta di acidi o basi Per poter tamponare una soluzione a un dato pH deve valere la seguente relazione Se una coppia Acido/Base ha un dato pKa, solo in un intervallo assai ristretto si verifica la condizione necessaria per tamponare aggiunte di acidi o basi (presenza contemporanea di HA e A- in quantità simili). Al di fuori di questo intervallo di pH il sistema sarebbe capace di tamponare unicamente o solo l’aggiunta di acido (pH>pKa, presenza solo di A-) o solo l’aggiunta di una base (pH < pKa, presenza solo di HA). Per poter tamponare la variazione di pH susseguente ad un’aggiunta di acido o base, una soluzione deve contenere una coppia (coniugata) Acido/Base debole in quantità simili H A + 2 O - 3 Acido 1 Base Aggiunta di acido à Tende ad aumentare [H3O+] A- neutralizza l’aggiunta dell’Acido A- viene consumato; HA prodotto HA neutralizza l’aggiunta della Base HA viene consumato; A- prodotto Aggiunta di base à Tende ad aumentare [OH-] Deboli aggiunte di acidi (generano H3O+ in soluzione) o basi (generano OH- in soluzione) vengono neutralizzate da A- rispettivamente HA. Le concentrazioni di HA e A- cambiano, ma il pH rimane pressoché invariato!

Solubilità e Soluzioni Prodotto di solubilità Proprietà delle soluzioni: Le soluzioni, a differenza dei composti, NON hanno una composizione definita e costante! (sono cioè formate da 2 o più sostanze) Additività volumetrica (1+1 < 2!!!) Innalzamento del punto di ebollizione Abbassamento del punto di fusione Soluzione Miscuglio OMOGENEO ottenuto mescolando uno o più SOLUTI e SOLVENTE Solubilità Quantità di soluto che si scioglie in una data quantità di solvente fino ad ottenere una soluzione satura. Varia variando p e T! Preparazione Composizione 1 Per via diretta Prendere una data quantità di SOLUTO e aggiungere SOLVENTE fino alla quantità desiderata di soluzione. 1 cm3 = 1 mL 1 dm3 = 1 L 1 m3 = 1’000L Quantità di soluto Quantità di soluzione Densità = m V 2 Per via indiretta – Per diluizione c1 V1 = c2 V2 % V/V % m/m ppm Molarità [M] Volume di soluto Volume di soluzione Massa di soluto Massa di soluzione Parti di soluto Milioni di parti di soluzione Moli di soluto LITRI di soluzione x 100 Es: mg/kg Se ad una soluzione aggiungo solvente (= DILUIRE), la quantità di soluto ( = c V) NON cambia (rimane costante) c1 Concentrazione della soluzione iniziale (quella a disposizione e che uso per essere diluita) V1 Volume da prendere della soluzione a concentrazione c1 c2 Concentrazione della soluzione finale V2 Volume della soluzione finale Prodotto di solubilità Prendo V1 a c1 e aggiungo solvente fino ad ottenere un volume di soluzione pari a V2. La soluzione risultante avrà concentrazione c2. Solubilità del sale MaLb in mol/L = Ovviamente c2 < c1 !!!

La distribuzione di t-Student La ricetta Prerequisito: 1 distribuzione normale e campione molto vasto 2 s (deviazione standard) non conosciuta Primo passo: 1 distribuzione normale e campione molto vasto 2 s (deviazione standard) non conosciuta N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed. pp 429