Dalla candela alle cellule

L'esperimento che si presenta in questo post tocca varie branche delle scienze ed è un esempio tipico dell’unità del sapere scientifico, di cui non si possono selezionare gli aspetti cognitivi.

Attrezzature adoperate: acqua, un tubetto di colore a tempera giallo, una candela, un contenitore di vetro trasparente, un accendino, un pennarello, una beuta, che in casa può essere sostituita da un contenitore vuoto di marmellata. 


Esecuzione dell’esperimento 

Colorare l’acqua con la tintura affinché l’esperimento sia più facilmente visibile e comprensibile, fissare la candela al centro del contenitore, facendo cadere qualche goccia di cera liquida... Infine accendere la candela e versare un po’ di acqua colorata lentamente senza bagnare la candela.

Mentre la candela è accesa capovolgere su di essa la beuta.


Si nota che l’acqua dal contenitore entra nella beuta capovolta fino ad un certo livello di superficie e fino a quando non si spegne la candela.
Cosa è successo?

Spiegazione chimica: la candela brucia, solo in presenza dell’ossigeno. Questo è il fenomeno chimico della combustione in cui la materia, cioè in questo caso la cera, perde le sue caratteristiche, trasformando l’energia chimica della combustione in calore e luce.
Perché dopo pochi secondi si spegne?
Spiegazione fisica: perché la combustione ha bisogno di ossigeno contenuto in questo caso nella beuta, in cui  se ne trovano solo piccole quantità, e quindi il fenomeno dura fino a quando cioè tutto l’ossigeno non viene esaurito... Durante la combustione dunque la candela si alimentava dell’ossigeno della beuta, in cui si è venuto a creare un vuoto. Per il principio dell’impenetrabilità dei corpi in questa parte vuota si è inserita l’acqua.
Riscontro matematico
L’esperimento è verificato da semplici calcoli matematici che ne controlla in pieno la veridicità di una teoria che recita così:
l’ossigeno è presente nell'aria per circa un quinto di essa.
Anche nella beuta avviene ciò: per dimostrarlo basta calcolare la quantità di acqua che si è versata nella stessa beuta capovolta. Si segna con un pennarello il livello di superficie al quale è giunta l’acqua durante l’esperimento

Si nota poi che la capacità della beuta fino all'orlo è di 300 ml e che dopo averla riempita completamente di acqua e dopo averne versato nel becher la quantità "segnata" precedentemente dal pennarello, l’acqua contenuta nel becher è 60 ml.
A questa quantità corrisponde quella dell’ossigeno che è proprio un quinto di 300 ml.

Osservazione finale per l’aspetto biologico dell’esperimento.
La combustione avviene solo in presenza di ossigeno con produzione e trasformazione di energia. Ma l’ossigeno è importante per la vita di tutti gli esseri viventi. Noi immettiamo nel nostro organismo direttamente dall’aria l’ossigeno, attraverso la respirazione. Questo è trasportato dal sangue in tutte le cellule del nostro corpo, che a loro volta assimilano le sostanze chimiche ottenute dalla trasformazione degli alimenti mediante la digestione.
E che cosa avviene all'interno di queste cellule, dei piccoli laboratori chimici?
Avvengono tante piccole combustioni, le ossidazioni propriamente dette in cui l’ossigeno e le sostanze nutritive si uniscono chimicamente e bruciano lentamente, non in maniera rapida e potente come avviene per la candela, per trasformare energia utile al nostro metabolismo e quindi alla nostra vita.

Avete visto quanti insegnamenti sono contenuti in un banale e semplice esperimento? Secondo voi è utile questo articolo, si può aggiungere qualcosa? Lasciate un commento!


Foto di una cellula epiteliale vista al microscopio, tratta da Wikipedia (Gnu license, link alla pagina originale e all'autore)
La foto della cellula blu all'inizio dell'articolo è invece ripresa da questo link, le altre sono della curatrice del blog.

Nessun commento:

Posta un commento

AGGIUNGI UN COMMENTO