|PT.3| Chimica: La Costituzione della Materia per i test Medico Sanitari

Eccoci, ultima parte di questa maxi guida sulla Costituzione della Materia.

In caso te li fossi persi, qui in basso i precedenti due episodi:

?  Prima parte

?  Seconda parte

Iniziamo adesso, con la terza parte!

?

Ci eravamo lasciati con l’effetto Tyndall, ti avevo lasciato in sospeso!

Quando un fascio di luce (solare, oppure quella di un laser) attraversa un colloide incontra le particelle (dell’ordine del micron, ti ricordo) in esso presenti e si scontra fisicamente con esse.

➡️ Ciò che accade a seguito di questi scontri multipli è la diffusione della luce in svariate direzioni a partire dalla particella colpita. La prima osservazione da fare è la seguente: questa proprietà non può che essere tipica dei colloidi, le quali particelle presenti nella fase disperdente sono abbastanza grandi da rendere rilevante questo fenomeno di diffusione luminosa.

La seconda osservazione riguarda ciò che appare da questo evento: il tipico, fotogenico, raggio luminoso visibile nella nebbia (aerosol) o in una bacinella in cui un raggio laser attraversa una emulsione.

Come mai è visibile questo raggio?


Le particelle diffondono la luce in tante direzioni, tra le quali la direzione dell’osservatore che sta guardando la scena. Se la retina dell’osservatore non ricevesse i fotoni deflessi nella propria direzione grazie all’urto, questo non vedrebbe alcun fascio luminoso attraversare l’aria.

Riflettendoci un attimo, infatti, non siamo soliti “vedere la luce” guardando l’aria intorno a noi, a meno che non lo facciamo in atmosfere particolari, come piene di fumi o di particolato che fluttua.

Dunque: abbiamo bisogno che i fotoni vengano deviati verso i nostri occhi da questi urti nel contesto del colloide affinché noi possiamo accorgerci della stessa presenza di luce che attraversa la sostanza in questione.

➡️ La prossima volta che vedi un fascio luminoso attraversare l’aria densa in un bosco, potrai esclamare più o meno felice: effetto Tyndall!

Se la materia è per lo più un miscuglio di sostanze pure, l’uomo ha spesso dovuto trovare soluzioni intelligenti per ottenere le sostanze pure a partire dai miscugli che facilmente si possono reperire qua e là.

➡️ Un miscuglio eterogeneo è certamente più semplice da gestire in questo senso, rispetto ad una soluzione (miscuglio omogeneo), in cui le fasi che la compongono non sono nemmeno visualizzabili. Eppure, anche le soluzioni possono essere opportunamente trattate per poter separare i componenti che le costituiscono.

In ogni caso, i metodi di separazione che stiamo per studiare si basano (quasi tutti) su principi abbastanza intuitivi, infatti sfruttano la differente densità delle fasi di un miscuglio, oppure in differente punto di ebollizione di queste e così via, per tutte le differenti proprietà che ti vengono in mente.

Vediamo quindi quali sono le principali strategie che possiamo utilizzare, se mai avessimo bisogno di fare quanto appena detto.

➡️ Filtrazione: questa tecnica è utile quando la dimensione delle particelle che compongono il miscuglio è molto differente tra le due fasi. Pensa ad una dispersione come la ghiaia in acqua. Non è complesso creare un filtro con dei pori piuttosto stretti in cui far fluire solo l’acqua e non la ghiaia, al fine di separarle. La filtrazione invece si dimostrerebbe fallace se tentassimo di usarla per separare l’acqua dagli ioni sodio e cloro nel contesto di una soluzione.

Centrifugazione: questa tecnica è utile quando la densità delle due fasi del miscuglio è sensibilmente differente. In queste condizioni è possibile infatti sottoporre ad una forza centrifuga l’intero miscuglio ed osservare che la componente più densa risente maggiormente della forza, portandosi nella parte più esterna della centrifuga, al contrario della fase meno densa che tende a muoversi di meno.

Pensa a quanto sia utile sfruttare la centrifugazione per separare la parte corpuscolata del sangue dal plasma, certamente meno denso dei globuli rossi. Al termine della centrifugazione di una provetta contenente sangue osserveremo quindi la parte più distale (verso la punta) contenente cellule e la parte più prossimale della provetta (verso il tappo) contenente il plasma, liquido.

Ricorda che nel punto di interfaccia tra queste due fasi si identifica una regione denominata buffy coat, che consiste nello strato “leucocitario-piastrinico”, cioè rappresenta il punto in cui si concentrano i globuli bianchi e le piastrine nella provetta dopo la centrifugazione.

➡️ Decantazione: se lasciassimo del sangue in un bicchiere, per abbastanza tempo, noteremmo la stessa separazione dei componenti descritta dopo la centrifugazione. Anche la decantazione sfrutta quindi la differente densità delle fasi di un miscuglio e la forza che agisce sui componenti è semplicemente la gravità.

➡️ Distillazione: questa tecnica di separazione sfrutta la differente volatilità delle componenti del miscuglio e può essere utile anche per separare le sostanze pure che compongono una soluzione (al contrario delle tecniche prima analizzate). Per contestualizzare, applichiamo la distillazione ad una bacinella d’acqua in cui abbiamo disciolto un sale, come il cloruro di alluminio (AlCl3).

Riscaldando adeguatamente la soluzione possiamo portare all’evaporazione l’acqua, che andrà a raccogliersi come vapore in un apposito contenitore che abbiamo connesso alla bacinella di partenza. Nella bacinella, man mano che l’acqua evapora, il sale è sempre più concentrato in soluzione, fino a che l’acqua non sparisce, perché completamente contenuta come vapore nel contenitore connesso alla bacinella.

Nel contenitore, l’acqua aeriforme andrà a condensarsi, tornando allo stato liquido. Alla fine di questo semplice processo avremo ottenuto: acqua liquida nel contenitore e sale nella bacinella di partenza. Il sale, come è intuitivo pensare, si presenta allo stato solido in quanto è un reticolo cristallino tridimensionale, che impareremo a studiare come tale a tempo debito.

➡️ Estrazione con solvente: questa metodica è utile per estrarre da un miscuglio un componente poco solubile in esso.

Come procede la tecnica? È sufficiente introdurre nel miscuglio iniziale un’ulteriore fase, la quale è particolarmente capace di sciogliere in essa il soluto poco solubile nel miscuglio di partenza. A questo punto si lascia decantare il nuovo miscuglio, permettendo ad esso di ripartire le proprie componenti in base alla densità. Otterremo dunque due componenti distinte: una più superficiale (meno densa) costituita dal solvente aggiunto contenente la molecola che si desiderava estrarre dal miscuglio di partenza ed una componente più densa (in fondo al miscuglio decantato) contenente la fase del miscuglio iniziale privata della molecola estratta.

➡️ Cromatografia: è certamente il metodo più complesso tra quelli che abbiamo analizzato e sfrutta la propensione delle componenti di un miscuglio di interagire differentemente con materiali a differente adsorbibilità.

Capiamo prima cosa si intenda con adsorbimento.

L’adsorbimento è il fenomeno opposto all’assorbimento. Immagina una spugna, la quale è capace di assorbire tra le proprie maglie una fase liquida. Certamente la spugna è molto assorbente, e dunque poco adsorbente. Il fenomeno opposto all’assorbimento è proprio il trattenimento (sulla propria superficie) delle molecole, impedendo che queste passino tra le ideali maglie della spugna.

Chiarito questo, ecco come si svolge la cromatografia per adsorbimento.
La cromatografia sfrutta la differente propensione delle componenti di un miscuglio di ripartirsi tra un mezzo adsorbente, inerte e fisso (che chiameremo fase stazionaria) ed un mezzo fluido in movimento attraverso la fase stazionaria (che chiameremo fase mobile).

Il miscuglio di cui si vogliono separare le fasi viene disciolto nel mezzo fluido (adeguatamente scelto per poter disciogliere correttamente entrambe le fasi del miscuglio) e quindi la cromatografia può iniziare come descritto sopra.

➡️ Durante lo scorrimento della fase mobile attraverso la fase stazionaria le particelle del miscuglio interagiranno più o meno con la fase stazionaria, rimanendoci più o meno adesi in base alla propensione a rimanere adesi sul mezzo ad alta adsorbibilità. Le particelle che interagiscono meno con la fase stazionaria (quella adsorbente) continuano la propria corsa assieme alla fase mobile.

Puoi immaginare il cromatografo in questione come un tubo che contiene delle biglie, attraverso cui scorre la fase mobile entro la quale è stato disciolto il miscuglio.

Spero ti sia stata utile questa maxi guida, ci vediamo in giro!

?

I nostri servizi premium

Corsi in aulaclicca qui per tutte i dettagli, il programma, le date e le attività.

Scuola Online, il nostro corso online annuale “all in one” che sarà strutturato in modo da abbinare alle videolezioni di tutto il programma del bando ministeriali esercitazioni per materia, una per ogni videolezione. Per avere la possibilità di ottenerla a prezzo scontato, clicca qui per tutti i dettagli, il programma e le attività.

I nostri servizi gratuiti

Un abbraccio, ci vediamo in giro:

su Spotify (abbiamo lanciato “Il Podcast delle buone intenzioni”, un podcast in cui parliamo di studio, strategie e trucchi per aumentare la propria produttività, puoi ascoltarlo sul nostro sito, direttamente su Spotify oppure su iTunes)

su WhatsApp

su Telegram (abbiamo iniziato da poco ad inviare materiali esclusivi agli iscritti al nostro canale Telegram, iscriviti gratis cliccando qui)

su Facebook

su Instagram

Condividi l'articolo

Condividi su facebook
Condividi su twitter
Condividi su whatsapp
Condividi su print
Condividi su email
small_c_popup-min

Prova la Scuola Online

Cliccando su “inizia” arriverai nell’area utente di questo sito, dove potrai effettuare la registrazione. Dopo averla eseguita, ti basterà accedere alla piattaforma per avere accesso alla prova gratuita della Scuola Online. Ogni giorno, per 3 giorni, vedrai aggiungersi nuovi contenuti. Partiamo!

Ultimi posti: quest’estate abbiamo organizzato, in 6 città italiane, dei Corsi di preparazione intensi e interattivi, per accompagnarti passo passo nel tuo cammino.