CHIMICA E LUCECHIMICA E LUCE:

GIOCHIAMO CON I COLORI GIOCHIAMO CON I COLORI DELLA NATURA

Cos’è la CHIMICA?Cos è la CHIMICA?

è la disciplina che si interessa di è la disciplina che si interessa di capire come è fatto il mondo e capire come è fatto il mondo e come funziona (compreso l’uomo)

Usa un suo linguaggio che è quello degli atomi e molecole

Cos’è la LUCE?

Cosa sono i quanti di luce? Cinquant’anni di i di i i h di intensa meditazione non mi hanno permesso di rispondere a questa domanda. Naturalmente oggi tante persone superficiali pensano di saperlo, ma sbagliano.A. Einstein, Lettera a N. Besso, 12 dicembre 1951

Cosa fa la LUCE?

I chimici sanno molto bene cosa fa la luce e sanno f l i i sfruttarla per svariati

scopiscopi

La luce ci permette di vedere

L Chi i i i il ll b La Chimica ci spiega il processo alla base della visione

Alla luce si deve il colore delle cose

h l lLa Chimica ci spiega come si origina il colore

Come si origina il colore

Dobbiamo considerare che la luce che ci appare bianca è in realtà formata dall’insieme

di radiazioni di vario colore

Luce bianca

i drossoarancio

giallo azzurrovioletto

indaco

gialloverde

Come si origina il colore

La luce interagisce con le molecole che

Come si origina il colore

La luce interagisce con le molecole che formano la materia

Le molecole sono in Le molecole sono in grado di assorbire solo

le radiazioni che le radiazioni che corrispondono a certi

coloricolori

Il l h tt l it d l Il colore che assume un oggetto, colpito da luce bianca, è dato dal mescolamento dei colori delle

di i i h NON bitradiazioni che NON vengono assorbite

Secondo i filosofi greci Secondo i filosofi greci la luce bianca era “luce pulita” la luce bianca era “luce pulita”

mentre il colore era mentre il colore era “un’impurezza” che contaminava la “un’impurezza” che contaminava la un impurezza che contaminava la un impurezza che contaminava la luce bianca quando essa veniva a luce bianca quando essa veniva a luce bianca quando essa veniva a luce bianca quando essa veniva a

contatto con gli oggetticontatto con gli oggetti

Il colore, quindi, non è una caratteristica intrinseca di un caratteristica intrinseca di un oggetto ma dipende da quello oggetto, ma dipende da quello della sorgente che lo illuminag

Se un tempo l’unica sorgente di luce era il Sole, oggi disponiamo di

svariate sorgenti artificiali di luce svariate sorgenti artificiali di luce create con il contributo dei chimici:

l di di i i i ilampadine di tutti i tipi

Il laserIl laseruna sorgente molto intensa e focalizzata

di di i i di l ldi radiazioni di un solo colore

Lampadine chimiche: la luce può accompagnare la formazioni dei prodotti di una reazione

C + D +A + B

Reazioni chemiluminescenti

I colori della naturaI colori della natura

La maggior parte dei colori dei fiori e d ll i t hé i l bi ti delle piante, nonché i loro cambiamenti,

derivano dalla produzione, interazione, decomposizione

di queste 3 classi di sostanze:di queste 3 classi di sostanze

porfirine carotenoidi flavonoidiporfirine carotenoidi flavonoidi

O

COOHH3C

N

N

N

N

C2H5CO2C20H39

CHH3C

H3CH2C

Mg

N CH3

CH3H2CHC

H3C

l f ll

CH3H2CHC

Clorofilla a

ß-caroteneß carotene

O

OH

E E E E E

E

E

E

E

HO

O

HO

xantofilla

M

PAGE 1-A

Me

MeMeMe

Me2C

EEE

E

E

E

E

E

PAGE 1-B

Me Me

CMe2E E E

Licopenep

I fl n idi i fl n li si t n n ll f liI flavonoidi e i flavonoli si trovano nelle fogliedi alcune piante. Tuttavia il loro maggiorec nt ibut è n i p t li d i fi icontributo è nei petali dei fiori.

Le ant cianine s n resp nsabili per laLe antocianine sono responsabili per lamaggioranza dei colori rossi, blu e porporadelle piante In alcuni casi c’è anche dipendenzadelle piante. In alcuni casi c è anche dipendenzadalla quantità di luce utilizzabile. Per es., laparte di una fragola esposta al sole diventaparte di una fragola esposta al sole diventarossa più velocemente della parte all’ombra.

PhPhO

Ph

O

O

OH

OO

flavone flavonolo

Antocianine

OHO +

OMe

HO

OH

+

OHOH OH

OH

OH

O

OH

HO +

cianidina peonidina

Acero rosso

I colori della natura

Una caratteristica interessante della Una caratteristica interessante della maggior parte di queste sostanze

colorate che si trovano nelle piante e colorate che si trovano nelle piante e nei fiori è che il loro colore cambia a

d d bcontatto di acidi e basi

ACIDI BASIACIDI e BASI

N t di t l himi Non serve aver studiato la chimica per riconoscere all’aceto, al succo di limone e n h ll bibit tip l i tt i tipi i anche alle bibite tipo cola i caratteri tipici degli “acidi”: sono ruvidi al tatto e hanno

s p spsapore aspro

I caratteri tipici delle “basi”: scivolosi al tatto a di sapore amaro tatto a di sapore amaro

Si riconoscono nel bicarbonato e in alcuni prodotti casalinghiprodotti casalinghi

Misura dell’acidità e Misura dell acidità e della basicità

I chimici usano il pH

0 < pH < 14p

pH < 7 sostanze acidepH < 7 sostanze acide

pH = 7 sostanze neutreppH > 7 sostanze basiche

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Gamma di colori che si ottiene con l’indicatoreuniversale al variare del pH della soluzioneuniversale al variare del pH della soluzione

OH

OH

OHO +

CIANIDINA-3-GLUCOSIDEO

OHOOH

OH

SR

RSS

CIANIDINA-3-GLUCOSIDE

HOOH

OH

S

FORMA ROSSA FORMA VIOLETTA FORMA BLU

pH<3 pH 7-8 pH>11

id t b iacido neutro basico

Papavero FiordalisoPapavero Fiordaliso

Viola odorata

Cavolo rosso Cavolo rosso

Il succo del cavolo rosso è capace di passumere svariate colorazioni a seconda del pH del liquido a cui viene aggiunto

pp q gg

pH= 1 2 4 6 7 9 10 11 12

acido ne tro basico acido neutro basico

I coloranti naturali possono anche essere pusati per tingere tessuti, lana, seta

l Lana tinta con la robbia

Camomilla dei Tintorim m

Anthemis tintoriaAnthemis tintoria

Dactylopius coccus cactiDactylopius coccus cacti

Alfabeto con le aliKjiell Sandved, fotografo dello

statunitense Smithsonian Institute, una delle più importanti istituzioni di scienze naturali del mondo, notò per pla prima volta sulle ali di una farfalla di una collezione privata una lettera p

P, inequivocabile. Da allora ha cercato in Nuova Guinea, Malesia e Brasile, raggiungendo un risultato

veramente straordinario …