Parte 1. Esperimento con acqua

• Mettere dell’acqua di rubinetto in un contenitore (piastra Petri o altri contenitori simili).

• Depositare sulla superficie dell’acqua un po’ di colorante alimentare (usando una pipetta di plastica).

• Imbibire la punta di un cotton fioc con un po’ di sapone da cucina.

• Avvicinare il cotton fioc al colorante alimentare.

• Osservare che cosa accade al colorante.

Parte 2. Esperimento con il latte

• Mettere del latte intero in un contenitore (piastra Petri o altri contenitori simili).

• Depositare sulla superficie del latte un po’ di colorante alimentare (usando una pipetta di plastica).

• Imbibire la punta di un cotton fioc con un po’ di sapone da cucina.

• Avvicinare il cotton fioc al colorante alimentare.

• Osservare cosa accade al colorante alimentare prestando attenzione ad eventuali differenze con il caso precedente.

Parte 3. Esperimenti con diversi tipi di latte

• Versare dell’acqua in un contenitore (Soluzione A).

• Preparare una soluzione di acqua, sapone liquido per i piatti e colorante alimentare o succo di frutta (Soluzione B).

• Far gocciolare con l’aiuto di una pipetta Pasteur o di una semplice cannuccia la Soluzione A nella Soluzione B.

• Osservare la formazione delle bolle di acqua colorata.

Suggerimenti per procedure alternative

In alternativa alla piastra Petri, si può utilizzare un qualsiasi contenitore di plastica o di vetro/ceramica, anche stoviglie da cucina vista la sicurezza dei prodotti utilizzati.

Il cotton fioc può essere anche realizzato in casa mettendo un po’ di cotone idrofilo all’estremità di uno spiedino o di un bastoncino di legno; l’esperimento è fattibile anche usando un bastoncino di legno senza cotone idrofilo, ma si consiglia comunque l’utilizzo del cotton fioc per un migliore e più semplice prelievo del detergente.

Precauzioni di sicurezza

Tutti i materiali utilizzati possono essere trovati in casa e non sono pericolosi. Bisogna comunque fare attenzione; per esempio, il sapone per i piatti può causare irritazione in caso di contatto con gli occhi. Se ciò si verifica, sciacquare la zona interessata con abbondante acqua corrente per diversi minuti. Studenti con allergie al latte o al lattosio dovrebbero usare solo il latte di soia per le prove effettuate. L’esperimento descritto può essere utilizzato anche come metodo qualitativo per indagare la presenza di molecole anfifile anche in prodotti alimentari diversi dal latte.

Smaltimento dei rifiuti

Essendo prodotti completamente sicuri, tutte le soluzioni possono essere smaltite nel lavandino. I rifiuti solidi possono essere gettati nel secco indifferenziato.

Guida all'interpretazione dei fenomeni osservati

Parte 1. Il colorante alimentare usato è una molecola organica in soluzione acquosa a bassa concentrazione, non provoca quindi nessun effetto apprezzabile sull’acqua e sulla sua tensione superficiale. Quando si avvicina alla macchia il cotton fioc imbevuto di sapone, si può osservare un debole spostamento delle macchie, principalmente ascrivibile all’abbassamento di tensione superficiale che il tensioattivo provoca, con conseguente spreading dello strato di colorante sulla superficie.

Parte 2. Il latte è una miscela complessa di acqua ed altre sostanze, di natura sia organica che inorganica. Per quanto concerne i componenti tensioattivi, il latte è ricchissimo di trigliceridi, tra cui ricordiamo il tripalmitoilglicerolo, il trioleilglicerolo e il trilaurilglicerolo. Nel solvente acquoso, questi trigliceridi si raggruppano a formare delle strutture sferiche: possiamo approssimare quindi il latte ad una emulsione acquosa contenente moltissimi globuli di trigliceridi. Quando si aggiunge un tensioattivo, questo andrà inizialmente a disporsi all’interfaccia (secondo le modalità e orientamenti discussi nella lezione teorica) ma andrà poi anche ad interagire con i globuli di trigliceridi, determinandone la rottura e provocando lo spostamento di parte dei trigliceridi costituenti all’interfaccia latte-aria. La formazione di questo strato di lipidi sull’interfaccia latte-aria crea una “corrente” che spinge le macchie di colorante in tutte le direzioni.

Parte 3. Usando altri tipi di latte, il fenomeno potrebbe cambiare vista la diversa composizione chimica, in particolare per quanto riguarda la composizione della frazione lipidica. Il latte parzialmente scremato, per esempio, contiene una bassissima percentuale di lipidi, proprio perché il processo di scrematura ha lo scopo di rimuovere la componente grassa (che alla fine del processo può anche arrivare a valori di 0,1-0,05%); di conseguenza, il fenomeno visto precedentemente può essere riprodotto anche nel latte parzialmente scremato, ma con maggiore difficoltà. Il latte di soia (e più in generale tutte le bevande di derivazione vegetale) contiene una percentuale di grassi di molto inferiore al latte vaccino intero; anche per questo quindi il fenomeno visto in precedenza potrebbe non verificarsi nello stesso identico modo.

Domande-stimolo per la discussione

Pre-esperimento

• Cosa succede quando del sapone (miscela di tensioattivi) viene messo in una soluzione acquosa?

• Se invece dell’acqua si usa del latte, ci si possono aspettare delle differenze di comportamento? Legate a cosa?

• Perché le macchie di colorante si spostano così facilmente nel latte intero?

• Il fenomeno sarà più intenso per il latte intero o per quello scremato?

Post-esperimento

• A cosa si può ascrivere il fenomeno osservato?

• Come si può rappresentare in maniera semplice ed approssimata la struttura del latte?

• Perché esistono delle differenze tra il latte intero e quello parzialmente scremato?