28 aprile 2012

Cromatografia su strato sottile: occhio al solvente

Nel post precedente ho parlato della cromatografia su carta, una semplice tecnica che permette di separare i diversi componenti di un pigmento.
Oggi vi parlerò dell'esperimento che ho fatto ai tempi dell'università per separare i diversi pigmenti contenuti negli spinaci
L'obiettivo è quello di evidenziare l'importanza dell'uso di un solvente idoneo per fare in modo che l'esperimento vada a buon fine... E c'è anche un risvolto comico!


Come ho già avuto modo di spiegare, la presenza delle clorofille maschera il colore arancio del beta-carotene e delle xantofille.

Clorofilla, responsabile 
del colore verde (Wikipedia)

Beta-Carotene, responsabile del colore giallo - arancio
Immagine da Wikipedia.






Cromatografia su strato sottile

La cromatografia su strato sottile si basa sulla diversa ripartizione dei pigmenti colorati tra la fase stazionaria e la fase mobile, in base alla diversa affinità delle sostanze colorate.


La fase stazionaria è costituita da uno strato sottile ed uniforme di opportuno materiale adsorbente (nel mio caso gel di silice), depositato su una lastrina di vetro.
La fase mobile è un solvente opportunamente scelto.
Il procedimento è del tutto simile alla cromatografia su carta. La lastrina deve essere messa in un bicchiere (o un becker) contenente il solvente: è importante immergere nel solvente solo la parte terminale, evitando che il liquido bagni il pigmento colorato.
Per effetto della capillarità il solvente salirà lungo la lastrina, trascinando con sé i pigmenti e separandoli.


Prima di iniziare l'esperimento il professore ci aveva diviso in gruppi di due persone ed aveva consegnato a tutti il medesimo protocollo che, stando ai miei appunti di allora, era il seguente!


Ridurre in poltiglia gli spinaci con un mortaio.
Aggiungere acetone: solvente fortemente polare, è il più semplice chetone esistente.
Acetone (Wikipedia)
Versare il contenuto in una provetta.
Disidratare la soluzione con solfato di sodio (Na2SO4).
Prendere la lastrina (che costituisce la fase stazionaria) e tracciare, a circa un cm dal basso, una linea con la matita.
Immergere un capillare nella soluzione e scaricarlo, a piccole aggiunte, sulla linea a matita fatta in precedenza.
Lasciare asciugare la soluzione.
Immergerla nel becker contenente l'eluente (ovvero il solvente che l'insegnante aveva preparato, in precedenza, per ciascun gruppo).
Verificare il risultato, ovvero la separazione dei diversi pigmenti.


Purtroppo non ho i dati precisi sulle quantità utilizzate ma in rete si trovano numerosi protocolli, molto precisi. Il mio obiettivo, infatti, non è quello di fornire un protocollo preciso per effettuare l'esperimento, ma quello di dimostrare come sia facile giocare con la chimica e con le sue proprietà!


Tutta la classe aveva naturalmente ottenuto il medesimo risultato che, schematicamente, avevo rappresentato così:




Il risultato reale, naturalmente, è molto più sfumato con le diverse gradazioni di colore.


Io e la mia amica, invece, avevamo ottenuto un risultato completamente diverso.
Schematicamente come questo: un'unica banda arancione si era separata dal pigmento depositato sulla lastrina!




Convinte di aver sbagliato qualcosa, avremmo voluto ripetere l'esperimento prima dell'arrivo del professore! A parte l'impossibilità di reperire il materiale senza essere viste, l'insegnante non ci diede il tempo di fare alcunché e venne subito da noi. 
Con un po' di imbarazzo, dovetti ammettere che a noi l'esperimento non era riuscito!
Così scoprimmo che l'insegnante aveva scelto proprio noi per fare un esperimento nell'esperimento: il nostro solvente era diverso da quello degli altri gruppi!

Spiegazione dei due diversi risultati:
Utilizzando come eluente n-esano, le clorofille e le xantofille (polari), restano nel punto di applicazione. Solo il beta-carotene (apolare) non ha interazioni con la silice (polare) e segue l'esano (apolare). 
n-esano (Wikipedia)


Il risultato, quindi, non può essere che questo:


Utilizzando, invece, come eluenti n-esano e acetato di etile in rapporto 3:2, i risultati sono molto diversi.
Acetato di etile (Wikipedia)


Il beta-carotene, che non ha interazioni con la fase stazionaria (polare), segue il solvente. 
Anche gli altri elementi, xantofille e clorofille seguono il solvente in ordine di polarità.
Proprio per questo, sono visibili anche le altre bande di colore, date proprio da clorofille e xantofille.




Bene, siamo arrivati alla fine di questo post. Probabilmente qualcuno avrà qualcosa da ridire sul rigore scientifico dell'esposizione. 
Per una volta, dico che non importa: mi sono divertita a scrivere questo post, utilizzando gli stessi appunti (e gli stessi disegni) di allora, senza modificarli e senza renderli più completi. 
Per me è stata un'occasione per ricordare l'università con le sue lezioni e con tutte le persone interessanti che ho conosciuto in quel periodo. 


Dedico questo post a Rita che ha condiviso con me questo esperimento e l'avventura dell'università... Ma che non condivide con me la passione per il computer e non so se passerà da queste pagine! :-)


In quanto ai miei lettori, spero che qualche insegnante passi di qui e, leggendo il post, decida di fare qualche scherzo originale ai suoi studenti per appassionarli ancora di più al magico mondo delle discipline scientifiche!


Tania Tanfoglio

26 aprile 2012

Cromatografia su carta: a caccia di pigmenti nascosti

Tutto questo gran parlarvi di colori e di pigmenti, mi ha fatto ripensare al mio esame di laboratorio di chimica ed, in particolare, ad una esercitazione nella quale abbiamo fatto esperimenti di cromatografia.


La cromatografia su carta è una delle tecniche più semplici di cromatografia che può essere riprodotta facilmente anche a scuola ed ha quindi una grande valenza didattica. 


Si tratta di una tecnica che permette di separare i componenti di miscele colorate, ad esempio i pigmenti che costituiscono un inchiostro o che danno vita ai colori delle foglie e dei vegetali in genere. 


Nella cromatografia si distinguoino una fase stazionaria ed una fase mobile. 
La fase stazionaria è costituita da una striscia di carta per cromatografia; la fase mobile, invece, è un solvente.
La scelta del solvente è molto importante per ottenere la separazione dei diversi componenti della miscela colorata.


Il procedimento è molto semplice. Basta preparare una striscia di carta per cromatografia, far cadere una goccia di pigmento colorato e lasciarlo asciugare per qualche minuto. 
La carta per cromatografia deve essere messa in un bicchiere contenente il solvente: è importante immergere nel solvente solo la parte terminale, evitando che il liquido bagni il pigmento colorato.
Piano piano il solvente salirà per capillarità lungo la carta e raggiungerà il pigmento.
A questo punto le diverse sostanze chimiche seguiranno il solvente e si separeranno permettendoci di vedere i diversi colori.


I diversi pigmenti vengono trascinati dal solvente e si spostano con velocità diverse; in questo modo, si dividono in base a quanto fortemente vengono adsorbiti dalla fase stazionaria (carta da cromatografia) ed a quanto fortemente si sciolgono nella fase mobile (solvente). I componenti che vengono maggiormente attirati dalla carta percorreranno poca strada; i pigmenti che si sciolgono bene nel solvente, invece, verranno trascinati più in alto. 
In questo modo si formano diversi strati di colore, come potete vedere da questo disegno schematico che ho preso da wikipedia. Il risultato sarà sicuramente più sfumato e graduale ma comunque apprezzabile!



Ecco un esperimento di cromatografia semplice e non pericoloso da fare con i bambini: scoprire i diversi pigmenti presenti in un pennarello; come solvente si può usare tranquillamente dell'acqua, come ci spiega bene Maestra Rosalba in questo bel post: Cromatografia Su Carta Con Pennarelli E Acqua.


Immagine dal post Cromatografia Su Carta Con Pennarelli E Acqua.
Nel prossimo post vi parlerò, invece, della cromatografia su strato sottile e dell'esercitazione che avevo svolto per l'esame di laboratorio di chimica all'università... per scoprire i diversi pigmenti nascosti dal verde della clorofilla!


Tania Tanfoglio

24 aprile 2012

Il colore rosso: la cocciniglia

Nel post "Il colore rosso" vi ho parlato del colore rosso presente nella frutta e nella verdura. 
Il colore rosso, presente degli alimenti industriali, può essere ricavato anche da un piccolo insetto: la cocciniglia.
La cocciniglia.Immagine di Wikipedia.

Il nome cocciniglia deriva dallo spagnolo cochinilla, ovvero porcellino di terra. Questi piccoli insetti si nutrono della linfa di piante, soprattutto succulente; ad esempio, i fichi d'india.
Fichi d'india. Immagine di Wikipedia.
Proprio sull'isola spagnola di Lanzarote (Canarie) ci sono piantagioni di fichi d'India dedicate alla coltivazione della cocciniglia.

La cocciniglia, per proteggersi dai predatori, produce un liquido colorato che utilizza come carapace.
Da questo involucro si ottiene una polvere e, trattandola con l'acqua calda, si ricava l'acido carminicoQuesta sostanza rossa è presente nelle femmine di cocciniglia e raggiunge la sua massima concentrazione nelle femmine gravide.
Acido carminico. Immagine di wikipedia.


Viene utilizzato per produrre i coloranti rossi nell'industria alimentare e la sua sigla è E 120.


Per produrre un chilogrammo di colorante occorrono circa 100.000 insetti (Fonte wikipedia).
Fortunatamente, a causa del costo elevato, il colorante naturale oggi viene spesso sostituito con coloranti di sintesi, prodotti in laboratorio.

Tania Tanfoglio

22 aprile 2012

La Terra è casa nostra

Oggi si celebra la Giornata Mondiale della Terra per la salvaguardia dell’ambiente e del nostro pianeta. Le Nazioni Unite celebrano questa festa ogni anno il 22 aprile.
Vi propongo questo splendido documentario da guardare fino in fondo per non dimenticare che la Terra è la nostra casa.



Un GRAZIE a Bruna per avermelo fatto conoscere,
Tania Tanfoglio

20 aprile 2012

Un Carnevale... A colori

Per concludere in bellezza la carrellata colorata di questi giorni, in omaggio al carnevale di Annarita vi propongo un gioco!

Provate a trovare la risposta alle seguenti 8 definizioni:
1) Composti antiossidanti, protagonisti assoluti del colore viola.
2) Regine indiscusse del colore bianco: la quercetina è una di loro.
3) La vitamina A ha anche un altro nome.
4) Se non ci fosse, il gruppo giallo arancio... avrebbe un'altra tinta.
5) Ne sono ricchi i pomodori, sopratutto quando sono di un bel rosso intenso.
6) Preziosamente custodita negli ortaggi a foglia verde, protegge i nostri occhi dai raggi UV.
7) A lei i marinai devono la guarigione dallo scorbuto.
8) La sua presenza negli ortaggi di colore verde, ne fa un tesoro per le future mamme.


Il risultato vi dirà, nella colonna in rossocos'hanno in comune i cinque colori del regno vegetale e il tema del prossimo carnevale che sarà on-line su  Scientificando il 23 aprile!



Vi dò un aiutino? I protagonisti chimici dei 5 colori del regno vegetale sono tutti composti del ....
Buon divertimento e buon carnevale a tutti!

Questa è un'Applet Java creata con GeoGebra da www.geogebra.org - Java non risulta installato sul computer in uso - fare riferimento a www.java.com
Creato con GeoGebra Se non riuscite a vederlo, scaricate l'applicazione Java.


Dopo un breve scambio di battute con Popinga ho deciso di chiamare la mia piccola creazione 
meso-acrostico o acro-mesostico... Dato che è una via di mezzo tra un acrostico ed un mesostico :-)


Questo post partecipa al Carnevale della chimica ospitato da Annarita Ruberto su Scientificando.

Tania Tanfoglio


19 aprile 2012

Mangia a colori

Per tutti i miei lettori ecco un post riassuntivo dell'arcobaleno colorato con il quale mi sono dilettata ad intrattenervi in questi giorni.
Immagine dall'opuscolo: Mangia a colori! A cura del Ministero della salute
L'immagine è presa in prestito dal blog Questione della decisione di Paolo Pascucci
E ricordate: 
se frutta e verdura sono di stagione è ancora meglio!
Ce lo ricorda anche Giuseppe Deliso nel post "Del mangiar ciliegie tutto l’anno" con degli splendidi promemoria che io ho stampato ed appeso sul frigorifero!
Ve ne riporto la versione ridotta; per gli originali cliccate sull'immagine.



Per avvicinare i vostri bambini a frutta e verdura leggete, invece, questa interessante segnalazione di Paolo Pascucci dal blog Questione della decisioneCapitan Kuk: dal Ministero della Salute l'eroe della frutta e della verdura contro Golosix!


Questo post partecipa al Carnevale della chimica ospitato da Annarita Ruberto su Scientificando.

Tania Tanfoglio

18 aprile 2012

Il colore bianco

Oggi è il turno dell'ultimo gruppo: la frutta e la verdura di colore bianco.


Mele, pere, banane.

Cavolfiore, porri, sedano, finocchio.
Aglio e cipolla.
Questo gruppo è ricco di fibre, vitamine e minerali. 
Le protagoniste del colore bianco sono, però, le antoxantine importanti antiossidanti tra i quali troviamo la quercetina.
Quercetina, una antoxantina (Wikipedia). 
Questa struttura probabilmente risulterà familiare ad alcuni lettori: la quercetina, infatti, appartiene alla grande famiglia dei flavonoidi dei quali avevo parlato nel post 
I colori giallo e arancio.
Le antoxantine hanno un'azione anti-infiammatoria, e migliorano la circolazione del sangue, ad esempio, aiutando a tenere sotto controllo il colesterolo cattivo.

Gli alimenti di colore bianco contengono anche isotiocianati,  composti con una possibile azione antitumorale.
Struttura generale di un isotiocianato: un famoso isotiocianato è quello di allile, tipico nella mostarda


Infine, aglio, cipolla, porro e affini contengono composti solforati come il solfuro di allile che fluidifica il sangue.
Solfuro di allile: conferisce l'odore tipico ad aglio, cipolla e affini. (Wikipedia)


E per concludere in bellezza... Perchè si piange quando si affetta la cipolla?

Quando si taglia la cipolla, le cellule vegetali danneggiate rilasciano un enzima che trasforma i solfossidi presenti nella cipolla in acidi sulfenici. Questi acidi si trasformano in composti volatili responsabili dell'odore caratteristico e della lacrimazione.
I composti volatili raggiungono rapidamente l'occhio; le terminazioni nervose ne rilevano la presenza ed il messaggio viene inviato al cervello.
Il cervello, a sua volta, risponde inviando un segnale alle ghiandole lacrimali che, producendo le lacrime, puliscono l'occhio dalle sostanze irritanti!

Questo post partecipa al Carnevale della chimica ospitato da Annarita Ruberto su Scientificando.



Per tutti i miei lettori i link al post sui colori di frutta e verdura:
Tania Tanfoglio

17 aprile 2012

Il colore verde

Oggi vi presento la frutta e la verdura di colore verde: se ci pensate, è un gruppo davvero vasto e variegato. Asparagi, bietole, carciofi, broccoli, cavoletti di bruxelles, spinaci, cime di rapa, zucchine.

Verza, invidia, lattuga, cicoria, cavolo cappuccio, kiwi e uva.
Ma anche erbe aromatiche come basilico e prezzemolo.


Clorofilla e carotenoidi 
Questo gruppo è ricco sia di clorofilla sia di carotenoidi. Chi mi ha seguito nelle puntate precedenti, si ricorderà che i carotenoidi sono tipici dei vegetali di colore giallo o  arancione.
In questo caso, il verde della clorofilla maschera l'arancio dei carotenoidi.
Per le proprietà dei carotenoidi vi invito a leggere il post I colori giallo e arancio; qui vediamo, invece, le proprietà della clorofilla.
La clorofilla è conosciuta soprattutto per la sua capacità di catturare l'energia luminosa del sole e consentire alla pianta di svolgere la fotosintesi.
La fotosintesi: immagine dal blog http://igufetti.blogspot.it 
Vi trovate anche una semplice spiegazione della fotosintesi, particolarmente adatta ai più piccoli 


Clorofilla a (Wikipedia)
Questa molecola è anche un buon alleato della nostra salute perché svolge un'azione antiossidante.
Da un punto di vista chimico, sarebbe più corretto parare di clorofille perché ne esistono diverse: la più diffusa è la clorofilla aLa molecola di clorofilla ha una struttura ad anello con un atomo di magnesio (Mg) al centro; dall'anello parte una catena idrofoba (letteralmente "che ha paura dell'acqua").

Il magnesio è molto importante per il nostro benessere: contribuisce a mantenere la normale funzionalità nervosa e dei muscoli; rinforza le ossa ed il sistema di difesa dell'organismo; regola il battito del cuore.


Acido folico o vitamina B9
Si tratta di una vitamina molto importante per lo sviluppo del feto in quanto riduce il rischio di sviluppare la spina bifida. Si tratta di una "malformazione congenita della colonna vertebrale e del midollo spinale: se un bambino nasce affetto da questa patologia è perché, intorno al ventottesimo giorno dopo il suo concepimento, la sua colonna vertebrale non si è chiusa". [da http://www.spinabifidaitalia.it]
L'acido folico è noto anche con il nome di folacina, dal latino folium, ovvero foglia.
Probabilmente a ricordarci che i vegetali a foglia ne sono piuttosto ricchi. (Wikipedia)
Inoltre, l'acido folico interviene nella sintesi degli acidi nucleici, è fondamentale per la crescita e la riproduzione cellulare.
La vitamina B9 partecipa anche alla formazione dell'emoglobina ed è considerata importante per prevenire l'anemia.


Luteina
Da un punto di vista chimico la luteina è una xantofilla, un pigmento che troviamo negli ortaggi del gruppo verde come spinaci, cicoria, broccoli o cavoletti di bruxelles.
Luteina (Wikipedia)
La luteina, come molte altre sostanze che vi ho presentato in questi post,è un antiossidante e si concentra soprattutto nella macula dell'occhio proteggendolo dai raggi ultravioletti.


Vitamine C e A
Anche la vitamina A è particolarmente presente in questo gruppo.
Broccoli, kiwi, spinaci e prezzemolo, contengono, infine, anche buone quantità di vitamina C.


Il nostro viaggio a colori sta per concludersi, vi aspetto prossimamente qui su Science for passion per parlare del colore bianco.

Questo post partecipa al Carnevale della chimica ospitato da Annarita Ruberto su Scientificando.



Per tutti i miei lettori i link al post sui colori di frutta e verdura:
Tania Tanfoglio

16 aprile 2012

I colori giallo e arancio

La frutta di colore giallo o arancio, in particolare quella dal sapore aspro, è ricca di vitamina CArance, clementine, limoni, mandarini, ananas o pompelmi, ne sono una fonte davvero importante!
In chimica questa vitamina è nota anche come acido ascorbico.
Acido ascorbico. (Wikipedia)

Per capirne l'importanza, facciamo un breve viaggio nel passato. Molti marinai che si imbarcavano in lunghi viaggi per mare venivano colpiti da una malattia: lo scorbuto. Fu il medico scozzese James Lind, che, procedendo per tentativi, trovò una cura per questa malattia nel 1747. Riuscì a salvare alcuni marinai dallo scorbuto facendo mangiare loro ogni giorno arance e limoni.
I marinai passavano molto tempo in mare con un'alimentazione priva di frutta e verdura;  proprio a causa della mancanza di vitamina C manifestavano i primi sintomi di malattia già dopo 4-6 settimane di viaggio. 


L'organismo letteralmente si sgretola: la vitamina C, infatti, è essenziale per la formazione del collagene. Si tratta di una proteina che rinforza i vasi sanguigni, la pelle, i muscoli e le ossa: senza vitamina C l'organismo non è in grado di produrre collagene e si ammala. Inoltre, la vitamina C è importante per il buon funzionamento del nostro sistema di difesa.

L'acido ascorbico è una vitamina con un grande potere antiossidante; infatti, è sfruttata anche dall'industria alimentare per stabilizzare altre sostanze chimiche utilizzate per la conservazione dei cibi; la sua sigla internazionale è  E 300.

Per comprendere il potere antiossidante della vitamina C potete fare un piccolo esperimento: tagliate a metà una mela e fate la stessa cosa con un'arancia; lasciate passare un po' di tempo. La polpa della mela reagisce con l'ossigeno dell'aria e diventa scura. Il responsabile dell'imbrunimento è l'enzima tirosinasi
La reazione può essere rallenata abbassando il pH, ad esempio, con il succo di limone! Ecco perché l'arancia non subisce la stessa sorte della mela: la vitamina C è acida e contribuisce a mantenere basso il pH rallentando l'azione dell'enzima tirosinasi. Anche la mela cotta non diventa scura se esposta all'aria: la cottura distrugge gli enzimi tirosinasi.

Albicocche, pesche, carote, peperoni, zucche e meloni 

sono, invece, una ricca fonte di beta-carotene, un precursore della vitamina A.
Beta-Carotene. Immagine da Wikipedia. Ricordatevi che per poter assorbire la maggior quantità di beta-carotene è meglio cuocere la carota o, al limite, triturarla: le cellule che contengono questa preziosa sostanza sono, infatti, protette da una parete di cellulosa.
Infatti, il beta-carotene è una pro-vitamina: il nostro organismo utilizza il beta-carotene come punto di partenza per produrre la vitamina A, nota anche con il nome di retinolo.
Retinolo (Wikipedia)
La vitamina A è fondamentale per il benessere degli occhi. Il retinolo, infatti, è coinvolto nella produzione della proteina rodopsina, un pigmento responsabile della visione in penombra. Proprio per questo, una carenza di vitamina A diminuisce la capacità di adattamento dell'occhio alla bassa illuminazione.
Per chi fosse interessato ad approfondire, avevo parlato del ruolo della rodopsina in questo post: Il senso della vista: una panoramica a 360 gradi.


Inoltre, la carenza della vitamina A rende la pelle rugosa e secca.


Altri protagonisti di questo gruppo sono i flavonoidi: responsabili del colore arancio piuttosto chiaro, tendente al giallo, come quello dell'arancia o della pesca. I flavonoidi, da un punto di vista chimico, fanno parte della stessa famiglia degli antociani che, come ricorderete, sono i responsabili del colore viola.


Come potete vedere dall'immagine anche nella loro struttura chimica ci sono 3 anelli:
Flavone in latino significa giallo. L'espressione composti flavonoidi indica generalmente l'intera classe dei fenoli vegetali, che hanno struttura C6–C3–C6, che significa due anelli aromatici legati da una catena di 3 atomi di carbonio (o anello). L'immagine e la didascalia sono tratte dall'articolo  FLAVANOLI o FLAVONOIDI   ( C6–C3–C6 )  dove potete trovare un interessante approfondimento su questi composti chimici.
Sono ottimi antiossidanti: ad esempio impediscono l'ossidazione del colesterolo trasportato dalle proteine LDL (chiamato anche colesterolo cattivo) e prevengono la formazione di placche aterosclerotiche.
Ecco cosa succede a causa dell'azione dei radicali liberi e di una povera di sostanze antiossidanti, come i flavonoidi:
Immagine   tratta da: Dammi una zucca…io ti do quattro semi di cacao Il cioccolato: antico tesoro di sapore e benessere. Interessante approfondimento sul cacao.
Infine un bel video "Scienza in Cucina - Carote viola e arancioni" con Dario Bressanini.  Per ricordarvi che avrei potuto inserire le carote anche nel gruppo del colore... viola! Non perdetevi anche il post Carote biodiverse.


La saga dei colori nel mondo vegetale continua nel prossimo post con il colore verde!


Questo post partecipa al Carnevale della chimica ospitato da Annarita Ruberto su Scientificando.


Ringrazio lo staff editoriale di Paperblog che oggi ha  selezionato questo post per la sua prima pagina!



Per tutti i miei lettori i link al post sui colori di frutta e verdura:
Tania Tanfoglio
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