Un cavolo, un esperimento.

Prerequisiti:

I coloranti indicatori sono delle sostanze che cambiano colore a seconda della concentrazione di ioni idrogeno nel mezzo in cui sono disciolti. Sono conosciute più di cinquanta sostanze dotate di questa proprietà.

Obbiettivi:
Ricavare coloranti con un semplice ortaggio.

Materiali:

• Cavolo viola
• Alcool 95°
• Acqua
• Provette

Svolgimento:
Strappare una foglia di cavolo, metterla in un mortaio con qualche cc di alcool. Pestare con il pestello i pezzi di foglia, aggiungere un po' d'acqua e si continua. Una volta aver assunto una costituzione liquida, versare il contenuto in una provetta e rifare la procedura con altre foglie. Ottenere un 25-30 cc di liquido violetto.

Conclusione:
Si otterranno svariati coloranti se aggiungiamo una base o un acido.

Statistiche:

1. Prima provetta: soluzione violetta (nessuna base né acido)
2. Seconda provetta: soluzione blu (base: bicarbonato di sodio)
3. Terza provetta: soluzione rossa (acido: aceto)
4. Quarta provetta: soluzione rosa (acido: succo di limone)

Fuoco chimico

Attenzione: l'esperimento che starete per eseguire è molto pericoloso. Usare piccoli dosaggi, evitando il contatto con il corpo!

Obbiettivo:
Accendere il fuoco con l'utilizzo di soli elementi chimici.

Materiali:

<--Permanganato di potassio

• Recipiente di vetro (doppio e spesso)
• Spatolino
• Permanganato di potassio
• Acido solforico concentrato
• Bacchetta di vetro
• Foglio di carta

Svolgimento:
Mettere nel recipiente di vetro 3 spatolini di permanganato di potassio, aggiungere alcune gocce di acido solforico. Mescolare con la bacchetta di vetro; mettere a contatto un foglio di carta con la soluzione.

Conclusione:
Il foglio brucerà rapidamente. Il permanganato reagendo con l'acido solforico ha dato origine ad anidride permanganica, un ossidante in grado di far bruciare le sostanze combustibili che vengono a contatto con esso.

Osservazione dei comportamenti del Cloro

Attenzione: il cloro (puro) è altamente tossico, irritante per occhi e vie respiratorie. Quindi condurre l'esperimento in un luogo areato, evitando di aspirare il gas formatosi in maniera diretta. Usare con cautela, l'acido cloridrico e il permanganato di potassio, poiché l'uno è corrosivo e l'altro è velenoso.

Prerequisiti:
Il Cloro è un gas del gruppo VII (alogeno), è più pesante dell'aria e possiede un colore verde. Non è presente libero in natura.

Obbiettivo:
Osservazione dei comportamenti del Cloro.

Materiali:

• Beuta 
• Acido cloridrico (o muriatico)
• Permanganato di potassio 
• Filo di rame 
• Filo di ferro

Procedimento:
Versare nella beuta una piccola quantità di permanganato, aggiungere 20 cc di acido cloridrico; la miscela produrrà un gas che tende dal viola al nero. Scaldare su una fiamma l'estremità del filo di rame nudo, inserirlo nella beuta SENZA immergerlo nel liquido, fare lo stesso procedimento con il filo di ferro.

Conclusioni:

Filo di Rame
 Il filo diventerà rapidamente incandescente e si consumerà per la formazione di cloruro di rame dalla reazione diretta tra metallo e cloro.

Filo di Ferro
Il filo di ferro brucerà, producendo un fumo arancione costituito da cloruro ferrico.

Cambiamento del colore alla variazione del numero di ossidazione

Attenzione: la soluzione di idrossido di sodio è caustica, evitare contatto con pelle (soprattutto occhi); il permanganato di potassio è tossico, non ingerire, inoltre macchia tessuti e pelle con una macchia difficile da levare.

Obbiettivo:
Notare la variazione del colore dei composti del manganese al cambiamento del numero di ossidazione.

Materiali:

• Saccarosio
• Idrossido di sodio (soda caustica NaOH)
• Permanganato di potassio (sale dal colore viola)
• Acqua
• Becher (da 250 ml)
• Spatolino

Procedimento:
Nel becher mettiamo due cucchiaini di idrossido di sodio e uno di saccarosio, aggiungiamo 200 ml di acqua e si agita fino allo scioglimento. In un altro contenitore mettiamo una punta di spatolino di permanganato in 50 ml d'acqua, ottenendo una soluzione dal colore viola. Versiamo la soluzione di permanganato nel becher, il liquido diventerà prima di un colore blu scuro, poi verde e, infine, giallo.

Conclusione:
Nel permanganato il manganese si trova allo stato di ossidazione 7+, a questo numero di ossidazione si trova il colore viola; il permanganato in ambiente alcalino ossida il saccarosio e si riduce allo stato di ossidazione 6+ (colore verde), questo poi si riduce ulteriormente sino al numero 2+ (colore giallo). Il colore blu iniziale della reazione non corrisponde ad un numero di ossidazione del manganese, ma è l'effetto della mescolanza dei colori violetto e verde.

Osservazione della "Vitamina C"

Prerequisiti:
La Vitamina C, o acido ascorbico, è un fattore fondamentale per l'alimentazione umana. Una carenza prolungata può portare a una malattia mortale: lo scorbuto. La sua importanza è dovuta al fatto che sia un intermedio del ciclo degli acidi tricarbossilici, processo per trarre energia dal glucosio, in più è un ottimo antiossidante e protegge dalle infezioni.

Obbiettivi:
Osservare la Vitamina C nei liquidi, come nel succo di limone, o bevande gasate ecc...

Materiali:

• Amido (anche quello dei supermercati, o che viene usato per stirare)
• Tintura di iodio
• Acqua
• Provette

Procedimento:
Sciogliere in 100 cc di acqua calda 200/250 mg di amido; in 10 cc di acqua versare 3 gocce di tintura di iodio. In due provette versare 5 cc di soluzione di amido e una goccia di soluzione di tintura di iodio; dovrà assumere una colorazione tendente al violetto. Versare, infine, il liquido preso in esame, ad esempio il succo di arancia.

Conclusione:
Se nel liquido preso in esame è presente Vitamina C, la soluzione tornerà incolore.

Materiale di Studio: Amminoacidi e Proteine

Una proteina è formata da circa 80/100 amminoacidi. Essi tra loro si legano tramite legami di condensazione, partendo da un legame peptidico, fino ad un polipeptide. Ogni amminoacido possiede un gruppo laterale R; in base alle proprietà chimiche di questo gruppo, l'amminoacido viene classificato acido, basico, polare e apolare.
Struttura:

H₂N-CH-COOH + H₂N-CH-COOH --> H₂N-CH-CO-NH-CH-COOH + H₂O
    |             |               |        |
    R             R'              R        R'


Nelle proteine di tutti gli organismi viventi essi sono all'incirca 20, di cui 8 devono essere assunti tramite alimentazione, poiché il corpo non è in grado di sintetizzarli. Essi sono: leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano, valina e istidina.

La proteina, essendo un insieme di catene polipeptidiche, presenta 4 diverse strutture:
                
                  Foglietto Beta:                                                                                                                                      Alfa elica:

1. Struttura primaria: formata da specifiche catene polipeptidiche, essa influenzerà l'organizzazione e il ripiegamento delle altre strutture.
2.   Struttura secondaria: consiste nella conformazione spaziale delle catene, che può essere in due modi: Alfa elica o Foglietto beta. La prima struttura presenta legami idrogeno tra un legame peptidico e il quarto successivo, cioè nel gruppo C=O dell'uno e il gruppo N-H dell'altro, il legame è tra O e H. Questi legami ripetuti per tutto il segmento della proteina comporta un ripiegamento e riavvolgimento come un'elica ad andamento a destrogiro. L'alfa elica è presente nelle alfa cheratine. La struttura a Foglietto (o Lamina) Beta presenta due catene che si affiancano, che possono essere parallele o antiparallele. Queste due, o più, catene sono tenute assieme da legami idrogeno, con disposizioni delle catene R esterne.
3. Struttura terziaria: determina la forma adatta alla funzione della proteina. La sua forma dipende dalle catene laterali R, poiché se esse sono idrofobe, in presenza di acqua, si richiudono verso l'interno, venendo in contatto con altre catene idrofobe R. Quando esse sono apolari, si vengono a creare legami covalenti nel gruppo SH, legami idrogeno, forze di London. Ciò conferisce alla proteina una struttura a gomitolo, detta globulare.
4. Struttura quaternaria: è la struttura formata da più catene polipeptidiche, tenute tra loro grazie a legami non covalenti; ad esempio l'emoglobina che è formata da 4 subunità (catene) uguali a 2 a 2.

Chimica utile nel quotidiano.

Obbiettivi:
Pulire l'argento con un trasferimento di elettroni.

Prerequisiti:
L'alluminio cede molto facilmente elettroni ad altri metalli. Ciò si può sfruttare per pulire l'argento ossidato, la cui patina è formata da ossidi e solfuri, dove è presente lo ione Ag+.

Materiali:

• Oggetto di argento ossidato
• Fogli d'alluminio (carta argentata)
• Vaschetta
• Acqua calda
• Sale da cucina

Procedimento:

Prendi un oggetto di argento ossidato, avvolgilo in un foglio di alluminio, immergilo in una vaschetta con acqua calda e sale da cucina. Lasciare l'oggetto nella vasca per circa 30 min. Prendere l'oggetto e levare il foglio di alluminio, l'oggetto è pulito (a volte si può sentire odore di uova marce).

Conclusione:

Gli atomi di alluminio sono diventati cationi Al 3+, mentre i cationi Ag+ sono diventati atomi neutri Ag. L'odore di uova marce è dovuto alla formazione di solfuro di idrogeno, derivato dai solfuri della patina ossidata.