Acqua e zucchero

Area Chimica
A.s. 2001-2002

Scuola: Scuola Media Statale "L. Coletti" - Treviso
Classe:
II E
Insegnanti:
Sandra Turra

 


Materiali a disposizione

  • un becher, un barattolo con zucchero, un cucchiaino, una bacchetta di vetro, acqua
  • modelli "a palline" di molecole d'acqua (blu) e di molecole di zucchero (color argento)
  • modelli di atomi d'idrogeno (bianchi) e d'ossigeno (rossi) di plastilina
  • una ciotola vuota
  • modello di molecola di saccarosio costruito con Das colorato e stuzzicadenti
  • modelli di molecole d'acqua costruiti con due barrette e tre sferette di Geomag (di cui una, per l'ossigeno, rossa)
  • cartoncino con diseganto un reticolo esagonale per la simulazione dei legami ad idrogen
  • istruzioni
  • buste con le risposte

1. Com'è fatta "dentro" l'acqua? E lo zucchero?

  • Tutte le sostanze sono formate da particelle piccolissime. le particelle di una stessa sostanza (se è pura, cioè non mescolata ad altre sostanze) sono uguali tra loro, quelle di sostanze diverse sono diverse tra loro.
    Esistono particelle d'acqua, particelle di zucchero, particelle di metano…
  • Un granellino di zucchero è formato da tantissime particelle, un milione di milioni di milioni (1.000.000.000.000.000.000!)
  • Una molecola di zucchero sta ad un granellino di zucchero come un granellino di zucchero sta a tutta la Terra!

2. Se si scioglie un po' di zucchero in acqua e si mescola, lo zucchero sparisce e l'acqua diventa dolce. Cosa accade "dentro"?

Utilizzando i modelli di molecole a palline, simula ciò che accade.

RISPOSTA

3. Affiniamo il modello delle molecole d'acqua
  • Il modello di molecola d'acqua "a pallina" non riesce a spiegare le proprietà dell'acqua (come fanno le molecole d'acqua a stare insieme, a sciogliere lo zucchero, il sale e molte altre sostanze…)
  • Si pensa che ogni molecola d'acqua sia formata a sua volta da tre particelle più piccole (atomi), due d'idrogeno (palline bianche) ed uno di ossigeno (pallina rossa), disposti a "testa di topolino".

Hai a disposizione modelli di atomi di idrogeno e di ossigeno fatti con la plastilina. Utilizzali per costruire modelli di molecole d'acqua.

4. Come stanno unite tra loro le molecole d'acqua?

Il particolare tipo di legame che tiene unite le molecole d'acqua si chiama "LEGAME AD IDROGENO".
Dal momento che cariche uguali tendono a respingersi e cariche diverse ad attrarsi, gli atomi di idrogeno di una molecola, carichi positivamente, si avvicinano agli atomi di ossigeno (carichi negativamente) di un'altra molecola. Gruppi di molecole d'acqua si tengono "per mano", formando esagoni legati tra loro.

Hai a disposizione modelli di molecole d'acqua costruiti con il geomag. Le barrette magnetiche verdi rappresentano i legami tra gli atomi all'interno della molecola, le palline color acciaio rappresentano l'idrogeno, quelle rosse l'ossigeno.

Avvicina tra loro due "molecole" d'acqua ed osserva quali atomi si attraggono e quali si respingono.

Disponi sullo schema ad esagoni le "molecole" d'acqua, in modo da simulare la struttura di una porzione piccolissima di una goccia d'acqua. Gli atomi di ossigeno devono occupare i vertici dell'esagono.

RISPOSTA

5. Com'è fatta una molecola di zucchero da cucina (saccarosio)?

Una molecola di zucchero da cucina è molto complessa. Contiene atomi di carbonio, ossigeno ed idrogeno disposti in modo particolare.

Modello spaziale

Formula di struttura a trattini
(sono sottintesi gli atomi di carbonio, che vanno collocati nei punti d'intersezione
dei trattini, e gli atomi d'idrogeno legati al carbonio necessari per portare a 4 il numero totale dei suoi legami)

Osservando il modello di saccarosio costruito con il Das, rispondi:

  • Cosa rappresentano: le palline bianche, le palline rosse, le palline nere, gli stuzzicadenti ?
  • Quanti atomi di carbonio, d'ossigeno e d'idrogeno ci sono in ogni molecola di saccarosio?
  • Sistema i numeri mancanti nella formula bruta del saccarosio :C?H?0?

RISPOSTA


6. Come fa lo zucchero a sciogliersi in acqua?

Le molecole d'acqua si inseriscono tra le molecole di zucchero e le separano, formando con esse dei legami ad idrogeno (cioè gli atomi d'ossigeno e d'idrogeno delle molecole d'acqua si legano rispettivamente agli atomi d'idrogeno e d'ossigeno delle molecole di zucchero).

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