Pubblicazione "Acqua azzurra acqua chiara" - Regione Piemonte

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stessa e dalle proprietà degli atomi che la compongono (da quella che pittorescamente
viene detta la loro “avidità di elettroni” e che è caratterizzata da una grandezza chiamata
in chimica elettronegatività). Questo fa sì che vi siano delle zone con maggior presenza di
cariche negative (elettroni) e altre con maggior presenza di cariche positive (mancanza
di elettroni). In una situazione come quella appena descritta non è più un mistero come
possa nascere una forza elettrica attrattiva fra una zona carica positivamente di una
molecola e quella carica negativamente di una molecola vicina. Grazie a queste forze
di attrazione le gocce osservate con tanta attenzione dai bambini si attraggono fino a
riunirsi, “come se ci fosse una calamita”, e basta avvicinarle un pochino perché l’acqua
“rotta” si “riaggiusti” immediatamente. Le gocce si attaccano fra loro fino a formare il
mare, ma si attaccano anche alle dita e poi passano dalle dita al fazzoletto, lasciando
asciutte le dita e bagnando il fazzoletto, che poi le lascerà sparire nell’aria.
i passaggi di stato
L’acqua è l’esempio classico ed emblematico che si utilizza sia teoricamente sia
praticamente nel tentativo di spiegare i passaggi di stato.
È curioso però notare che ciò avviene nonostante l’acqua mostri in entrambe le
transizioni (congelamento-fusione ed evaporazione-condensazione) alcune peculiarità
davvero notevoli rispetto a quanto accade nei passaggi di stato degli altri liquidi.
Per esempio, l’analogia della stanza affollata che abbiamo usato con disinvoltura in
precedenza, in particolare nel momento in cui la si utilizzi ingenuamente per provare a
spiegare il fenomeno del congelamento. Parrebbe infatti ovvio concludere che possano
entrare molte più persone (ovvero molecole) in un locale chiuso se queste sono disposte
ferme in maniera ordinata piuttosto che se circolano e si muovono disordinatamente. E
questo è proprio quello che succede nel caso della maggior parte dei liquidi, per i quali
il raggiungimento dello stato solido, all’abbassarsi della temperatura, coincide con la
possibilità di sistemare un maggior numero di particelle (atomi o molecole, dipende dal
tipo di liquido) nello stesso volume di partenza, e si traduce quindi in un aumento di
quella quantità fisica chiamata densità di cui abbiamo appena parlato. Nell’acqua invece,
a differenza di quasi ogni altro liquido, accade esattamente il contrario: al momento del
congelamento essa si espande e lo stesso numero di molecole occupa uno spazio più
grande; tornando alla nostra immagine, ciò significa che nella stanza riusciremo a far
entrare solo un minor numero di persone.
Un secondo aspetto che, sempre riferendoci ai passaggi di stato, è fuori dal comune e
rappresenta un’anomalia importantissima per gli esseri viventi, riguarda la temperatura di
ebollizione abnormemente alta (cosi come quella di fusione). Se infatti dovessimo dedurre
il comportamento delle molecole d’acqua basandoci sull’osservazione e il confronto
con altre molecole apparentemente simili (per esempio il solfuro di idrogeno H 2 S, la
cui molecola è molto simile a quella dell’acqua sia per numero di atomi sia per la forma
angolare), ci aspetteremmo di trovare il punto di ebollizione sotto gli 0 °C.
Lavorando in classe e presentando riflessioni e modelli sui “classici” passaggi di stato,
è bene aspettarsi alcune difficoltà. Per esempio nei disegni e nelle spiegazioni i bambini
ricorrono di solito all’idea di una materia fatta di particelle, ma nel rappresentare le
particelle che compongono ghiaccio acqua e vapore danno a quelle del ghiaccio forme
diverse rispetto a quelle dell’acqua che a loro volta hanno altre forme rispetto alle
particelle di vapore.Così le particelle di acqua liquida saranno poco pesanti, ondeggianti,
mobili, facili da staccare; le particelle di acqua solida saranno dure, ferme, vicinissime
più pesanti; le particelle di vapore saranno fragilissime, leggerissime, con pochi legami,
slegate… Del resto se le sostanza sono talmente diverse da chiamarsi con nomi diversi,
perché non dovrebbero essere diverse le loro particelle? Passare dall’idea di una
differenza tra particelle a quella di una differenza fra stato di aggregazione di particelle
uguali non è per niente facile. A prescindere dalle affascinanti idee dei bambini sui
diversi tipi di particelle che si trasformano le une nelle altre al momento dei passaggi
di stato, l’acqua si comporta in un modo che risulta “ostinatamente” inadeguato alla
schematizzazione generale valida per gli altri liquidi. Come sono possibili queste e altre
apparenti stranezze? Il segreto sta nella forma dell’acqua e nella particolare intensità delle
interazioni attrattive che si creano tra le molecole.
l’acqua è un passepartout | 11