BAGNABILITA FORZA DI COESIONE mantiene le molecole di un liquidi unite le une e alle altre FORZA DI ADESIONE rappresenta la forza con cui le molecole del liquido l aderiscono alla superficie di un materiale con cui vengono in contatto Forze di adesione > Forze di coesione il liquido tende a bagnare la superficie Forze di adesione < Forze di coesione il liquido tende a "rifiutare" la superficie Angolo di contatto liquido-solido utilizzato come indice di bagnabilità: α <90 il liquido bagna la parete (es. acqua su vetro) α >90 il liquido non bagna la parete (es. mercurio su vetro) 1
LA CAPILLARITA Tubi di sezione molto piccola (del diametro di qualche decimo di millimetro) sono detti vasi capillari: per questi non vale più il principio dei vasi comunicanti. Nei tubi capillari l'innalzamento o la depressione del livello del liquido dipende da - tipo di liquido - raggio del tubo (proporzionalità inversa) I liquidi che bagnano le pareti formano superfici concave, quelli che non le bagnano formano superfici convesse Superficie del liquido concava verso l'alto tensione superficiale in corrispondenza delle pareti del tubo diretta verso il centro della superficie curva formata dal liquido componente diretta verso l'alto Il liquido, grazie a questa forza, salirà nel tubo finché la forza verso l'alto dovuta appunto alla tensione superficiale non sarà equilibrata dal peso del liquido. È questa forza, quindi, che fa salire il liquido nei tubi a sezione molto piccola o in materiali porosi. 2
I TENSIOATTIVI Molecola di tensioattivo (o surfattante) I tensioattivi si dispongono alla superficie dell acqua come un monostrato di molecole e, al suo interno in forma di micelle e membrane collegate per la coda idrofoba. Coesione tra tensioattivi inferiore a quella delle molecole d acqua tensione superficiale abbassata L'abbassamento della tensione superficiale dell'acqua permette di formare lamine saponose, schiuma e bolle di sapone I tensioattivi rimuovono lo sporco Quando incontrano sporcizia, queste molecole circondano le particelle e vi inseriscono la loro coda. Le teste idrofile attirano lo sporco verso l'acqua e contribuiscono, con l'agitazione del liquido a staccarlo dal substrato La corona di teste idrofile veicola le particelle di sporco nell'acqua, dove finiscono in sospensione per poi venire sciacquate via. L'acqua sporca contiene quindi anche particelle di unto emulsionate 3
I SISTEMI COLLOIDALI Schiume Aerosol Fumi Nebbie Emulsioni Gelatine Soluzione Miscela omogenea di due o più sostanze; le molecole del soluto si separano fra loro e si disperdono fra quelle del solvente (vino, acqua e zucchero, acqua e anidridi carbonica ) La solubilità di una sostanza viene misurata come la quantità massima espressa in grammi che può essere sciolta in 100 grammi di solvente. Quando il soluto non si scioglie più, ma forma un corpo di fondo, la soluzione viene definita satura Miscuglio Le particelle sono abbastanza grandi da poter essere separate con mezzi meccanici come delle pinzette o un setaccio Colloide Dispersione di particelle di dimensioni comprese fra 0,2 e 0,002 µm 4
MISCUGLI particelle grandi > 0,2 µm COLLOIDI particelle medie 0,2-0,002 µm SOLUZIONI particelle piccole < 0,002 µm CATEGORIE DI COLLOIDI FASE DISPERDE FASE DISPERSA NTE NOME ESEMPIO Solido Gas Fumo - Aerosol Fumo Liquido Gas Nebbia - Aerosol Nebbia Solido Liquido Sol, Gel Vernice, Gelatina Liquido Liquido Emulsione Latte Gas Liquido Schiuma Schiuma della birra Solido Solido Sospensione solida Ametista Liquido Solido Emulsione solida Rocce petrolifere Gas Solido Schiuma solida Pietra pomice 5
SOL Dispersione finissima di particelle solide in un liquido. Consistenza liquida e somiglianze con le soluzioni vere Un sol acquoso appare limpido, del tutto simile all'acqua comune. Quando un intenso fascio luminoso lo attraversa, parte della luce è diffusa dalle particelle che sono in sospensione. Queste particelle sono molto piccole, ma sono ancora abbastanza grandi da deviare la luce e diffonderla. Questo effetto (Tyndall( Tyndall) ) si osserva nei sol, ma non nelle soluzioni vere. 6
GEL Dispersione finissima di particelle solide che ha una consistenza gelatinosa 7
GEL Dispersione finissima di particelle solide che ha una consistenza gelatinosa. concentrazione La consistenza fluida o gelatinosa differenza un sol da un gel SOL GEL Esempi temperatura La gelatina di brodo è gelatinosa a temperatura ambiente, ma diventa liquida quando viene scaldata. La gelatina animale è un gel reversibile, perchè con la temperatura può passare da gel a sol e viceversa. L'albume dell'uovo non è reversibile: se viene portato a una certa temperatura coagula e non torna più allo stato di sol 8
EMULSIONI Un'emulsione è una dispersione di un liquido insolubile in un altro liquido Esempio L'olio non è solubile in acqua. Agitando a lungo il recipiente, si ottiene una dispersione di goccioline di olio in acqua, tuttavia le goccioline d'olio si riuniscono rapidamente e in breve tempo quasi tutto l'olio si riunisce in un'unica massa. Aggiunta di detersivo stabilizza l'emulsione Le molecole di tensioattivo si raccolgono sulla superficie delle goccioline d'olio con la testa rivolta all'esterno; le goccioline d'olio si respingono l'un l'altra e la fusione delle goccioline è ostacolata. il liquido è tornato quasi trasparente: le goccioline d'olio si sono quasi tutte ricomposte e salite alla superficie rapidamente colore bianco emulsione: nel liquido sono ancora presente moltissime goccioline d'olio Emulsionanti per uso alimentare (lecitina) e per uso industriale non commestibili. 9
Emulsioni naturali, stabilizzate da proteine (es. caseina sieroproteine) BURRO è costituito da goccioline di acqua sospese in grasso LATTE è costituito da globuli di grasso dispersi in acqua MAIONESE emulsione stabile di olio vegetale frazionato in acqua, con tuorlo d uovo come emulsionante, e aromatizzato con aceto o succo di limone Molte creme usate sia in farmacia che in cosmesi sono delle emulsioni 10
SCHIUMA Dispersione di gas in un liquido (schiume( liquide) ) o in un solido (schiume solide) Saponi, detersivi Vino Birra Realizzate una schiuma solida! Pietra pomice Terracotta Spugne Polistirolo espanso Montate un chiaro d uovo e un po di zucchero, poi cuocetelo in modo da ottenere la sua solidificazione: otterrete una meringa, una schiuma solida commestibile! 11
OSMO SI SI Si manifesta, naturalmente, quando due soluzioni a differente concentrazione vengono separate da una barriera (membrana) semipermeabile. La soluzione più diluita passa attraverso la membrana per andare e diluire la soluzione più salina, il passaggio si ferma al raggiungimento di un punto di equilibrio detto ISOSTATICO (equilibrio osmotico). Il fenomeno dell'osmosi è alla base di ogni scambio cellulare degli esseri viventi, animali e vegetali. 12