Per giungere alla costruzione dei concetti di miscibilità ed immiscibilità
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si propongono alcuni esperimenti.
Si può iniziare, ad esempio, lavorando sulla definizione di categorie di comportamenti nei materiali che vengono utilizzati [IT1]. Alla ricerca di somiglianze nei loro modi di agire reciprocamente sarà importante descrivere e raccontare cosa succede mentre si versa un materiale nell’altro, mentre uno incontra l’altro, costruendo così famiglie di comportamenti prototipo: chi sta bene con chi, chi si comporta come (quelli che si comportano come acqua e sale, come olio e acqua, come zucchero e alcool…) [IT2]
Il sale e lo zucchero sono scomparsi in acqua! Possiamo però sentire la loro presenza assaggiandola. Una volta che ognuno dei granelli più grossi è stato completamente disgregato e ogni sua molecola, circondata dalle molecole di acqua, si è dispersa nel volume a disposizione, si dice che il sale (o lo zucchero) si è sciolto. In generale il liquido che scioglie prende il nome di solvente, quello che viene sciolto prende il nome di soluto [IT1]
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[ES2].
Il miscuglio prende il nome di soluzione (o miscuglio omogeneo, poiché non è più possibile distinguere le due sostanze di partenza)
[IT3]
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[FR2]. Nel nostro caso l’acqua è il solvente e il sale o lo zucchero sono il soluto.
Le molecole delle sostanze solubili sono attirate da quelle di solvente con una forza maggiore di quella che le tiene unite fra di loro. In realtà, più che unite, si potrebbe dire quasi che sono “strappate” dalle forze intermolecolari esistenti fra i due materiali.
Succede così che tra le molecole di un liquido solvente possono scivolare, rimanendo “ingabbiate”, quelle del soluto, che a mano a mano vanno in soluzione. Alla fine si crea una situazione di equilibrio in cui la ricostruzione del soluto è impedita perché le sue molecole non hanno la possibilità di riavvicinarsi e ricongiungersi. Ma se si continua ad aggiungere materiale, questa situazione non è sostenibile infinitamente e le cose cambiano. Tutto procede tranquillamente fino a quando ci sono abbastanza molecole di solvente a fare da scudo alle molecole di soluto. Quando invece le molecole del solvente non riescono più a circondare quelle di soluto, per la semplice ragione che non ce ne sono a sufficienza, il processo di dissoluzione si blocca e la sostanza rimane insoluta sul fondo del recipiente. Si stabilisce in questo caso un altro equilibrio che si chiama saturazione
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[ES1]: il numero di molecole che si disperdono in acqua (che vanno cioè in soluzione) è uguale al numero di quelle che si aggregano nuovamente tra di loro, tornando allo stato solido.
Non tutto si scioglie in acqua!! In questo caso, quando sono ancora distinguibili le due sostanze di partenza, si parla di miscuglio eterogeneo (= diverso)
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[ES1]. A volte, i materiali pesanti si depongono sul fondo, come la limatura di ferro, altre volte formano sospensioni opache, come la terra o la farina. Basterà infatti attendere e le due sostanze, dopo un po’ di tempo, si separeranno naturalmente, anche se tentiamo in tutti i modi di mescolarle…
Ricordiamoci che la molecola dell’acqua è particolare ed ha una spiccata polarità. Proprio grazie a questa sua caratteristica, ha la forza di interagire con le molecole del soluto, costringendole a mollare la presa, ed esse si separano le une dalle altre. Questa prepotenza però ha effetto solamente se le molecole del soluto, a loro volta, sono disposte almeno un pochino a farsi “trascinare”. Detto in maniera diversa: anche le molecole di soluto devono presentare un certo grado di polarità. Ecco quindi confermato che simile scioglie simile!
L’acqua è in grado di tenere in soluzione anche alcuni gas, talvolta immessi a forza, come nell’acqua frizzante, nella quale le bollicine di anidride carbonica cercano ogni occasione per uscire; altre volte vengono disciolti naturalmente, come l’ossigeno nell’acqua di mare. Questa capacità che ha l’acqua di accogliere al proprio interno molecole di ossigeno o anidride carbonica è di vitale importanza, non solo per il piacere di bere una bevanda frizzante. Le cellule del nostro corpo hanno bisogno di qualcosa che trasporti ossigeno e anidride carbonica… Questo mezzo è l’acqua!
Anche l’onnipotente acqua trova serie difficoltà a sciogliere ad esempio l’olio di oliva… Non ha forza a sufficienza! O meglio, possiede una forza di diverso tipo…
Non esiste un materiale che si può considerare un solvente in assoluto ma solo un solvente rispetto ad un’altra sostanza. Abbiamo appena visto che l’acqua, comunemente ma erroneamente nota come solvente universale, ha i suoi nemici invincibili (fra i quali la temutissima plastica!!!). A loro volta questi materiali non sono invincibili in assoluto: basta solo metterli nel solvente adatto.
