I colori della chimica e la fotosintesi

Docenti: Maria de Fazio – Filomena Sabba
Alunni delle seconde classi
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La fotosintesi
Luce e colore
La cromatografia
Una materia prima il
biossido di carbonio
Indicatori di pH
Indicatori di pH naturali
OBIETTIVO
Album fotografico
FINE
OBIETTIVI
Gli obiettivi che gli alunni hanno raggiunto con questo progetto sono:
• Acquisire competenze collaborative e capacità di cooperare nel team di
progettazione.
• Acquisire i criteri e i metodi di verifica di un progetto.
• Recuperare, almeno in parte, le difficoltà individuali attraverso il laboratorio e le
nuove metodologie didattiche
• Diventare attore del proprio apprendimento, diventare curioso quando si trova di
fronte ad un fenomeno nuovo o ad un problema inatteso
• Osservare e porsi delle domande.
• Sviluppare il senso critico ed imparare a considerare un problema analizzando le
difficoltà una ad una,saper provare e verificare
• Sperimentare la sceneggiatura condivisa, privilegiando la ricerca-azione.
• Socializzare le esperienze individuali con il gruppo.
LUCE E COLORE
Progetto di chimica “I colori della chimica e la fotosintesi”
ITIS “E.FERMI” Anno scolastico 2009/2010
Prof.sse Sabba-De Fazio
Cos’è la
luce?
La luce è una forma di energia. Si rappresenta come
un’onda caratterizzata dalla lunghezza d’onda λ
Lo spettro elettromagnetico
Lo spettro elettromagnetico è l’insieme di tutte le
radiazioni. Si distingue in:
• Raggi γ
• Raggi X
• Ultravioletto
• Visibile
• Infrarosso
• Micronde
• Onde radio
La luce visibile è una piccola parte dello spettro
elettromagnetico. Va da circa750nm a 380nm. I colori che
assumono lunghezze d’onda comprese in questo intervallo
sono quelli dell’arcobaleno
Tramite un prisma è possibile scomporre la luce bianca nei suoi
componenti
Il disco di Newton
Il disco di Newton è una apparecchiatura che serve a
dimostrare la ricomposizione dei colore in luce bianca
1. Disegnare un disco che abbia le stesse misure di un cd, e
dividerlo e colorarlo nei seguenti settori:
• 61° rosso
• 34°arancione
• 54.5° giallo
• 61°verde
• 54.5°azzurro
• 34°indaco
• 61°violetto
2. Incollarlo sul cd
3. Bisogna farlo ruotare in modo che si riesca a vedere il disco
bianco. Per farlo bisogna avere a disposizione un lettore cd
Progetto: I colori della chimica e la fotosintesi
Produzione slide: Antonio Ribezzo
Foto: Prof.ssa Maria De Fazio
Docenti progetto: Prof.sse Maria De Fazio – Filomena Sabba
Come avviene …
• Mediante la clorofilla, l'energia solare (luce) permette di
trasformare CO2 e acqua in uno zucchero, il glucosio,
fondamentale per la vita della pianta la cui formula chimica è:
C6H12O6. Come sottoprodotto della reazione rimangono 6
molecole di ossigeno che la pianta libera in atmosfera grazie agli
stomi delle sue foglie. Oggi questo processo è quello nettamente
dominante sulla Terra, per la produzione di composti organici da
sostanze inorganiche e, probabilmente, rappresenta la prima
forma di processo anabolico sviluppato dagli organismi viventi.
• Il prodotto organico della fotosintesi è il glucosio (C6H12O6), il
carboidrato monosaccaride più diffuso sul nostro pianeta. In
seguito da questo sono assemblate varie altre macromolecole,
quali l'amido (la forma di accumulo del carbonio nelle piante) e il
saccarosio (la forma di trasporto principale del carbonio nelle
piante). Il carbonio e l'idrogeno solforato fluorescente da
convertire in sostanza organica sono forniti rispettivamente dal
biossido di carbonio (CO2) atmosferico e dall'acqua (H2O). La quasi
totalità della fotosintesi è compiuta da piante e alghe che ricavano
l'idrogeno dall'acqua (H2O). In questo caso l'equazione chimica che
riassume il processo è:
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Amido
Ossigeno
Acqua
•
L'amido è un carboidrato polisaccaride che consiste di un gran numero di unità di
glucosio unite tra loro da legame glicosidico. L'amido puro è una polvere bianca,
insapore ed inodore, che risulta insolubile in acqua fredda o in alcol. L'amido è
prodotto dalle piante verdi, dove è utilizzato come riserva nelle cellule vegetali, ed
è un'importante fonte alimentare anche per l'uomo
Indietro
•
L’ossigeno è un gas presente nell’21% nell’atmosfera terrestre. Esso è un elemento
indispensabile per la vita in quanto permette appunto la stessa a tutti gli organismi
viventi. Durante il processo della fotosintesi esso viene rilasciato come sostanza di
scarto della reazione .
Indietro
DIMOSTRARE LA PRODUZIONE DI
ACQUA
Il cloruro di cobalto è blu quando è
anidro.
Il cloruro di cobalto è
rosa quando è idrato.
la cromatografia è:
• Una tecnica di separazione che viene utilizzata per
separare i pigmenti colorati dalle foglie .
• La cromatografia è suddivisa i 2 fasi : queste sono la
fase stazionaria e quella mobile .
• La fase stazionaria la possiamo trovare anche all’
interno di un becher o su una superficie e trattiene i vari
componenti da separare .
• Se sono liquidi avviene per solubilità mentre invece se si
tratta di un solido avviene per adsorbimento.
La fase mobile invece avviene quando un liquido
o un gas attraversando la fase stazionaria dopo
aver sciolto i componenti della miscela li trascina .
Così facendo si verifica il trasferimento dei soluti
dalla fase stazionaria a quella mobile o viceversa .
Noi con la cromatografia riusciamo a
separare i pigmenti.
•
•
•
•
•
Cenni teorici:
I componenti fotosintetici sono:
Clorofilla;
Xantofilla
Ed infine i carotenoidi.
I materiali usati per questa esperienza sono
stati:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Il becher;
Cilindro;
Vetrino da orologio;
Carta da filtro;
Strato sottile;
Pipetta;
Spruzzetta;
Mortaio;
Pestello;
Righello;
Matita.
Mentre le sostanze e i reagenti usati:
• Alcol etilitico;
• Acetone;
• Le foglie di alcune piante aventi coloro
diversi(verdi,rosse e gialle).
• Soluzione di etere più l’acetone.
Mentre le sostanze e i reagenti usati:
• Alcol etilitico;
• Acetone;
• Le foglie di alcune piante aventi coloro
diversi(verdi,rosse e gialle).
• Soluzione di etere più l’acetone.
Procedimento:
• Prendere il mortaio con il pestello e pestare all'
interno le foglie di spinaci verdi o gialle ,oppure
le foglie di begonia rossa .
• Mentre si pesta il tutto inserire delle gocce di
alcool all’ interno per farlo diventare piu’
liquido
• Preparare in un becher la soluzione di etere piu’
acetone solo un piccolo strato
• tagliare un piccolo rettangolo di carta da filtro
e disegnare una linea di semina con la matita
• Prelevare con il contagocce il passato di spinaci e
mettere una goccia sulla linea di semina sulla carta
da filtro
• Inserire tutto nel becher con molta cautela nel
poggiare la carta da filtro per non farla poggiare
alle pareti del becher
• Attendere alcuni minuti per osservare la
cromatografia
• Riprovare con altri tipi di foglie al posto degli
spinaci per vedere con che velocità avviene la
cromatografia
Foglie rosse
Foglie gialle
Le osservazioni e conclusione della
cromatografia
• Con questo possiamo dire che nelle foglie ci
sono vari tipi di pigmenti ,infatti osserviamo
molto bene la clorofilla negli spinaci i
carotenoidi sulle foglie di begonia rossa . ma
anche la xantofilla all’ esterno della carta da
filtro con le foglie di spinaci
Realizzato da:
Michael Bafaro
Antonio Cagnazzo
Emanuele Zaccaria
BIOSSIDO DI CARBONIO
NELLA FOTOSINTESI
È il processo che permette la vita sulla terra
perché libera ossigeno nell’aria indispensabile per
la vita di tutti gli esseri viventi. Con la fotosintesi,le
piante producono la sostanza organica che le
permette di vivere:il glucosio.
La fotosintesi si divide in 2 fasi:
-la fase luminosa;
-la fase oscura.
La fase luminosa
La fase luminosa consiste nella trasformazione
dell’energia solare in energia chimica e
l’acqua(H2O),viene scissa in idrogeno (H2) e
ossigeno(O2). Il componente più importante di questa
fase è la clorofilla(da qui chiamata anche fotosintesi
clorofiliana),un pigmento di colore verde,presente nei
cloroplasti,che assorbe la luce solare e la trasforma in
energia chimica per la pianta. Questa fase avviene solo
con l’ausilio della luce solare e lo scopo di questa fase è
di produrre energia per la pianta rilasciando O2
nell’aria come prodotto di scarto,e grazie ad esso è
possibile la vita sulla terra.
La fase oscura
La fase oscura invece consiste nella trasformazione
di H(proveniente dall’acqua) e CO2 in glucosio.
Questa fase è detta oscura perché non ha bisogno
della luce del sole e avviene sia di al buio che alla
luce.
Con questo
esperimento si è
dimostrato che la
fotosintesi è
avvenuta e che è
stata consumato
il diossido di
carbonio
presente nella
soluzione,che da
gialla è diventata
azzurra.
(Questo
esperimento è
avvenuto alla
luce del sole)
Quest’altro
esperimento,avvenuto
al buio,dimostra che
senza luce non può
avvenire la fotosintesi
e per tanto il diossido
di carbonio non si è
consumato perciò la
soluzione ha
mantenuto il colore
giallo.
Obiettivo:
Osservare il comportamento di alcuni indicatori di pH
…Con soluzioni acide e basiche.
Materiale occorrente per l’esercitazione:
•
•
•
•
•
•
Materiale
matracci
pipetta tarata
provette
porta provette
spruzzetta
- Reagenti
HCl
blu di bromotimolo
violetto metile
metilarancio
fenolftaleina
tornasole
• Valutazione rischi :
• Fare attenzione all’utilizzo degli acidi e delle
basi utilizzate durante l’esperienza
Procedimento :
• Con l’ausilio della pipetta aspirare 10 ml di HCl 1M dal
matraccio
• Mettere i 10 ml di HCl in un altro matraccio e diluire
con acqua fino ad arrivare a 100 ml di soluzione
• Ripetere l’operazione ogni volta con la nuova soluzione
di acido diluito fino ad arrivare a 5 matracci con
soluzioni di acido diluito
• Con l’ausilio della pipetta aspirare 10 ml di NaOH e
ripetere le operazioni fatte in precedenza con l’HCl per
avere quindi in fine 5 soluzioni basiche diluite
• travasare il contenuto dei vari matracci nelle
provette
• con una pipetta prendere una goccia
dell’indicatore di pH e metterla in una
provetta ripetere l’operazione con tutte le
provette messe precedentemente in ordine in
base alla scala del pH
• osservare la colorazioni che assumono le
soluzioni
Tabella delle colorazioni assunte dagli indicatori:
HCl
1M
TORNASOLE
FENOFTALEINA
METIL ARANCIO
VIOLETTO METILE
BLU DI BROMO TIMOLO
HCl
0,1
M
HCl 0,01M
HCl
0,001M
HCl
0,0001M
H2O
NaOH
0,0001M
NaOH
0,001M
NaOH
0,01M
NaOH
0,1M
NaOH
1M
OBIETTIVO: MISURARE L’ACIDITA’ E LA BASICITA’ DI SOLUZIONI
ACQUOSE ATTRAVERSO L’UTILIZZO DI INDICATORI NATURALI
INTRODUZIONE TEORICA: NELLA CHIMICA ANALITICA LE SOSTANZE
COLORATE SONO DI FONDAMENTALE IMPORTANZA. MOLTE SOSTANZE
ORGANICHE HANNO LA CAPACITA’ DI CAMBIARE COLORE A SECONDA
DEL pH DELLE SOLUZIONI. IN PARTICOLARE NEL MONDO VEGETALE, NEI
FIORI SONO PRESENTI SOSTANZE CHE HANNO LA CARATTERISTICA DI
CAMBIARE IL COLORE AL VARIARE DEL pH COMPORTANDOSI COME GLI
INDICATORI.
MATERIALE: MORTAIO CON PESTELLO, BECHER, PIPETTA PASTEUR,
BACCHETTINA DI VETRO, PROVETTE, PORTA PROVETTE, SPRUZZETTA.
SOSTANZE: SOLUZIONI A pH NOTO, CAVOLO ROSSO, GAROFANO,ROSA
ROSSA, CICLAMINO ROSSO E ROSA, PRIMULA.
PROCEDIMENTO OPERATIVO:
1.INTRODURRE NEL MORTAIO ALCUNI PETALI O FOGLIE DELLA PIANTA
O DEL FIORE DI CUI SI VUOLE PREPARARE L’ESTRATTO.
2.TRITURARE,PRIMA CON UN COLTELLO POI USANDO IL PESTELLO
CONTRO LE PARETI DEL MORTAIOFINO AD OTTENERE UNA POLTIGLIA.
3.SUL PREPARATO OTTENUTO,VERSARE CON UNA PIPETTA 1-2 ml DI
ALCOOL ETILICO AL 95% E CONTINUARE A PESTARE PER ALTRI 3-4
MINUTI.
4.VERSARE CON L’AIUTO DI UNA BACHETTA DI VETRO LA POLTIGLIA
NELL’IMBUTO PIU’ L’ESTRATTO E’ CONCENTRATO MAGGIORE SARA
L’EVIDENZA DELLA VARIAZIONE DI COLORE.
5.RIPETERE L’OPERAZIONE CON GLI ALTRI VEGETALI.
6.PREPARERE 10 PEZZI DI CARTA DA FILTRO PER OGNI ESTRATTO.
7.IMMERGERE NELL’ESTRATTO I PEZZI DI CARTA DA FILTRO.
8.PRENDERE I PEZZI DI CARTA DALL’ESTRATTO E METTERLI NELLA STUFA.
9. DOPO CIRCA 10 MINUTI USCIRE I PEZZI DI CARTA DA FILTRO DALLA STUFA.
10.PRENDERE CON LA PIPETTA PASTEUR QUALCHE GOCCIA DI SOLUZIONI A
pH NOTO E METTERLE SUI PEZZI DI CARTA DA FILTRO E OSSERVARE LA
COLORAZIONE CARATTERISTICA.
11.COMPLETARE UNA TABELLA CON QUELLO CHE SI E’ OSSERVATO.
OSSERVAZIONI
ESTRATTO
ALCOLICO
CAVOLO ROSSO
BARBABIETOLA
CICLAMINO
ROSA
CICLAMINO
ROSSO
ROSA
GAROFANO
TE
PRIMULA
0
1
2
3
4
7
12
13
14
CONCLUSIONI:I ANCHE GLI ESTRATTI NATURALI SI
SONO DIMOSTRATI OTTIMI INDICATORI DI pH.
Cittadella mediterranea della Scienza
Bari – 18 marzo 2010