Istituto Statale di Istruzione Superiore Paolo Carcano

Attenzione: questo è il testo integrato del post che avevo messo "in diretta" dal laboratorio tempo fa!
 
Tempo addietro, con i brillanti chimici di 3T, abbiamo provato a studiare il comportamento della materia nei confronti del calore, ed in particolare di quel che succede riscaldando dei campioni di "plastica" fino a fusione, o a decomposizione, o qualunque altra cosa succedesse. Abbiamo cercato di farlo in condizioni controllate, almeno per quanto ci è stato possibile, e ci siamo accorti che misurare il tempo necessario per una certa trasformazione era facile, mentre misurare effettivamente la temperatura di una piastra riscaldata non lo era per niente.

Vedendo le differenze di comportamento abbiamo pensato, ad esempio, che le forze che tengono insieme un granello di PE, o di PA66, o di PET, o di PS, devono essere, in qualche modo, differenti fra loro: se no, non si giustifica che una di queste resine sia morbida ed un'altra molto rigida, che una fonda a temperatura molto più bassa delle altre, che da alcune si ricavino facilmente dei filamenti e da altre no.

Nelle due ultime esercitazioni di chimica tessile abbiamo cercato di approfondire un altro aspetto delle forze che tengono insieme gli oggetti materiali: abbiamo tentato di scioglierli in vari solventi e, poi, di verificare se le soluzioni ottenute siano veramente tali (cioè: il soluto può essere recuperato allontanando il solvente, per esempio formando una pellicola che ci dia l'idea di una "plastica" resistente)

Allora: dopo un lavoro relativamente esteso fatto collettivamente, abbiamo costruito una tabella che raccoglie le nostre osservazioni, e dalle quali risultano alcuni aspetti interessanti:

1) i solventi che sono stati suggeriti/consigliati per trattare (o maltrattare) le varie fibre, sembrano stati scelti per lasciarle tutte più o meno inalterate, e intaccarne solo alcune o, al limite, una sola, almeno nelle condizioni in cui li abbiamo usati: in effetti, quei sistemi solventi erano quelli che, nella pratica di laboratorio tessile, vengono usati per identificare selettivamente le diverse fibre. Avremmo potuto scegliere qualcosa che sciogliesse più o meno rapidamente quasi tutte le fibre: cosa ce ne saremo fatto? Nulla, proprio perché la cosa importante è avere quella selettività: sarebbe come dire che tutte quelle fibre, sotto il getto di una fiamma ossidrica, bruciano completamente, oppure che tutti i tipi di bicchieri di vetro e tazzine di porcellana che abbiamo sullo scaffale si rompono se li prendiamo a martellate: non ci è molto di aiuto per distinguerli e classificarli, no? Oppure, al contrario, avremmo potuto usare l'acqua e scoprire che nessuna di quelle fibre, in condizioni ordinarie, viene significativamente alterata dall'acqua: sarebbe stata una bella scoperta, visto che tutti quei materiali li usiamo per fabbricare tessuti che servono per proteggerci dalla pioggia, che devono venire a contatto con il nostro sudore, essere lavati in acqua... avevamo dei dubbi sul fatto che fossero sostanzialmente inerti rispetto all'acqua?!

2) in molti casi, abbiamo visto, anche se poi la cosa era un po' laboriosa e soprattutto ci portava via del tempo, che lasciando evaporare il solvente dalle soluzioni preparate in laboratorio, si poteva ottenere nuovamente qualcosa che potesse assomigliare a una pellicola, al punto che qualcuno l'ha addirittura staccata e allegata alla relazione. In quei casi, evidentemente, la soluzione era una soluzione "vera", cioè una soluzione in cui effettivamente dobbiamo pensare che le molecole del solvente si siano inserite mano a mano tra le molecole del solido, circondandole ed abbracciandole e portandole a spasso in soluzione, ma che poi, allontanando il solvente, le molecole del soluto abbiano potuto ritornare insieme, riformando un solido che ha la stessa composizione di quello di partenza, anche se ovviamente non ha più la struttura di fibra o di tessuto. Solo in alcuni casi, il più evidente dei quali era la decomposizione della lana in soluzione fortemente alcalina, ciò che ottenevamo non era una vera soluzione ma sostanzialmente un brodo decomposto: in cui, a livello microscopico, dobbiamo immaginare che tutti i grani che costituiscono la nostra collana polimerica siano stati separati e rotolino quà e là per i fatti loro. Se ci pensate, erano gli esempi che abbiamo fatto in aula, con i nostri modelli viventi di tipo coreografico (peccato non esserci filmati!).

3) a questo punto comincia a diventare chiaro che la presenza nelle molecole di quelle che abbiamo chiamato "gruppi funzionali", e che abbiamo iniziato un po' vagamente ad elencare, fa sì che le molecole stesse possono sciogliersi in solventi che hanno dei gruppi funzionali in qualche modo "affini" ai loro, e viceversa non lo facciano in solventi che siano marcatamente diversi. Il principio secondo cui "il simile scioglie il simile", che era già noto all'alchimia del tardo medioevo, ci aiuterà moltissimo a capire sia quali sono le forze che tengono insieme le molecole all'interno del solido, sia quali siano le analoghe forze che permettono al solvente di separarne le molecole. Ma, anche, ci aiuterà a capire come mai certi reagenti che erroneamente abbiamo considerato "solventi" ma in realtà sono dei "reagenti", come per esempio lo ione idrossido che aiuta a demolire le proteine della lana, siano cioè capaci di provocare delle reazioni chimiche, cioè rottura e/o formazione di veri e propri legami, quelli che per abitudine chiamiamo legami "covalenti". Questa è una delle buone ragioni per cui faremo, un po' in fretta ma con una certa intensità, uno studio degli elementi fondamentali dei gruppi funzionali secondo i modi della chimica organica. scopriremo, fra l'altro, che quelle "forze" che tengono insieme la materia possono essere riassunte in tre gruppi principali: la tendenza a formare legami ad idrogeno, quella a dare interazioni fra dipoli permanenti e quella a dare interazioni fra dipoli istantanei (le forze di London, che erroneamente la maggior parte dei libri chiamano forze di Van der Waals).
 
... e se le ultime righe che ho scritto vi sembrano un po' complicate, accetto la sfida: come già capitato in molti altri casi, vedremo che almeno dal punto di vista qualitativo sono cose molto semplici e comprensibili: la chimica è quella cosa facile e divertente, no?

Come riferimento, oltre che al solito testo Acimit ed al vostro libro del biennio (al quale avrete dato almeno una fugace lettura, no?), potete dare un'occhiata alle mie dispense "casual" su www.kemia.it, in particolare a quella con le generalità su polimeri e fibre che probabilmente già conoscete: c'è anche una tabella di confronto tra le diverse sigle usate per indicare i polimeri e, soprattutto, una introduzione ai polimeri sintetici che esamineremo nelle prossime lezioni, insieme agli ulteriori approfondimenti di chimica organica.

A proposito: avete guardato i materiali che ha inserito la prof Cantaluppi sulle fibre e sui coloranti? FATELOOOOO!!!