Camminare sull'acqua

Come fanno alcuni insetti, i gerridi ad esempio, a camminare sul pelo dell'acqua? Con questa esperienza dimostreremo come la tensione superficiale dell'acqua permette che oggetti con densità maggiore di quella dell'acqua "galleggino" sulla sua superficie, e come sostanze tensioattive possano modificare questo fenomeno.

Durata: 15 minuti

Scopo:

Dimostrare come la tensione superficiale dell'acqua impedisca ad alcuni oggetti di affondare, e come le sostanze tensioattive modifichino questo fenomeno.

Teoria:

Le molecole di acqua allo stato liquido formano e rompono in continuazione legami deboli (interazioni dipolo-dipolo e legami a idrogeno) con molecole d'acqua vicine: per far affondare un oggetto è necessario rompere le interazioni tra le molecole che devono essere spostate, se l'oggetto ha una superficie abbastanza grande rispetto alla sua massa, quindi, la forza che lo trascina verso il basso potrebbe non essere sufficiente a rompere tutti i legami deboli della superficie di acqua che dovrebbe essere attraversata.
I detersivi contengono sostanze tensioattive, generalmente molecole con una parte molto polare e una parte apolare: queste si dispongono sulla superficie dell'acqua, con la parte polare rivolta verso l'acqua e la parte apolare rivolta verso l'esterno. In questo modo la superficie dell'acqua può modificarsi liberamente, perché le molecole d'acqua continuano a formare legami deboli con la parte polare delle molecole del tensioattivo. Di conseguenza, un oggetto che prima era sorretto dalla tensione superficiale, può affondare liberamente.

Materiale:

  • Graffetta metallica
  • Acqua
  • Detersivo liquido per piatti

Strumenti:

  • Recipiente
  • Pinzetta

Procedimento:

  1. Riempire d'acqua il recipiente
  2. Con molta attenzione, depositare con una pinzetta la graffetta tenuta orizzontale sulla superficie dell'acqua.
  3. Aggiungere una goccia di detersivo all'acqua, in una parte del recipiente non vicinissima alla graffetta.

Risultato:

Se si deposita la graffetta con sufficiente attenzione, questa dovrebbe rimanere sulla superficie dell'acqua, che in prossimità della graffetta si incurva verso il basso. Poco dopo che si aggiunge la goccia di detersivo, invece, la graffetta dovrebbe affondare.

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