1. Luce e colore L’ apparato visivo umano risponde, tra tutte le varie radiazioni elettromagnetiche, solo a quelle di lunghezza d’onda compresa tra 400 e 700 nm circa. L’occhio umano (medio) non percepisce le radiazioni la cui lunghezza d'onda è inferiore a ca. 380 nm ( ultravioletto ), né quelle la cui lunghezza d'onda è superiore a ca. 780 nm ( infrarosso ). La luce visibile è una miscela di radiazioni monocromatiche di diversa lunghezza d’onda, ma l’occhio non ne distingue individualmente i colori e ne ha una sensazione complessiva di “bianco”.

2. Il prisma ottico è capace di separare la luce bianca policromatica nelle sue componenti grazie al differente indice di rifrazione della sostanza di cui è costituito il prisma al variare della lunghezza d’onda. Ad ogni lunghezza d’onda corrisponde una determinata sensazione di colore. Un colore dello spettro è dunque in corrispondenza biunivoca con una radiazione monocromatica.

3. La luce la vediamo quindi come luce bianca , a meno che prima di raggiungere il nostro occhio, interagisca con qualche oggetto. L’oggetto assorbe una parte delle singole radiazioni che compongono la luce. A questo punto la luce eventualmente modificata dall'oggetto raggiunge il nostro occhio e viene assorbita dalla retina dove interagisce con i fotorecettori ( coni e bastoncelli ). La retina analizza le intensità delle radiazioni componenti e trasforma il segnale luminoso (elettromagnetico) in tre impulsi nervosi (elettrici) che, lungo il nervo ottico, vengono trasmessi al cervello . In breve: lo stimolo luminoso è pervenuto agli organi della visione che hanno prodotto una risposta. In sintesi, l'apparato visivo umano misura la luce e trasmette i dati misurati al cervello che li interpreta. Da questa interpretazione ha origine la percezione del colore . La luce (eventualmente modificata da un oggetto) dunque non è colorata ( e nemmeno gli oggetti sono colorati ), ma è in grado di generare la percezione del colore quando stimola l'occhio e il sistema nervoso. In natura, senza l'occhio dell'osservatore, non esiste il colore, c'è solo la luce.

4. Le molecole naturali del colore Carotenoidi Clorofilla Antocianine

5. La carota , ad esempio, deve il suo colore arancione al  -carotene , il primo carotenoide isolato allo stato puro, che ha dato il nome alla grande famiglia dei carotenoidi . Carotenoidi La struttura del β -carotene presenta una catena formata da una serie di legami doppi alternati : questo è il cromoforo , cioè la parte della molecola responsabile del colore C 40 H 56 I-carotenoidi sono costituiti da molecole costituite da carbonio , idrogeno e talvolta ossigeno . La loro presenza nei tessuti vegetali è responsabile del colore dei fiori , della frutta e di alcune radici . Questa sostanza è presente insieme alla clorofilla nelle foglie, da cui è in genere mascherata. In autunno la molecola di clorofilla si decompone, mentre la molecola di carotene più resistente può esibire il suo colore e le foglie appaiono gialle (i colori arancioni e rossi brillanti sono dovuti alle molecole di antocianine ). E’ solubile nei grassi , ma non nell’acqua e ciò spiega la sua presenza in natura.

6. Le lunghezze d’onda assorbite dal β -carotene sono nella regione blu dello spettro del visibile. Di fatto il β -carotene non è di colore blu , ma arancio , ed il suo colore è dovuto al resto delle lunghezze d’onda della luce visibile, meno quelle del blu (in quanto assorbite dal composto). PER CUI IL COLORE DELLA LUCE ASSORBITA DALLA MOLECOLA NON È IL COLORE CHE VEDIAMO, MA È QUELLO CHE NON VEDIAMO! 430-400 nm Violetto Giallo 490-430 nm Blu Arancio 560-490 nm Blu-verde Rosso 580-560 nm Giallo Violetto 620-580 nm Arancio-rosso Blu-verde 620-800 nm Rosso Verde Lunghezza d’onda approssimata della luce assorbita Colore della luce assorbita dalla sostanza Colore osservato della sostanza

7. Clorofilla Il VERDE delle foglie è dovuto alla CLOROFILLA. Tale colore si manifesta perché la molecola è in grado di assorbire le radiazioni rosse e quelle blu-violette (complementari rispetto al colore verde). La luce assorbita fornisce poi l’energia per la FOTOSINTESI. La clorofilla a è il pigmento direttamente interessato alla trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica. Molte cellule fotosintetiche contengono anche la clorofilla b (nelle piante e nelle alghe verdi) . La clorofilla ha una capacità di assorbimento molto forte e pertanto il suo colore maschera altri colori, come quelli dei carotenoidi di colore arancione e giallo.

8. Antocianine

9. Coloranti vegetali come indicatori acido-base pigmenti dei fiori Molti fiori contengono pigmenti che appartengono al gruppo di composti delle antocianine . Questi indicatori naturali si possono estrarre con alcool o acqua e si presentano di colore rosso in soluzione fortemente acida , violetto in soluzione debolmente acida , blu-verde in soluzione debolmente basica e giallo in soluzione fortemente basica . La natura ionica delle antocianine fa si che l'intensità e la tonalità del loro colore sia variabile in funzione del pH . Queste variazioni di colore sono da attribuirsi a delle variazioni nella struttura dell'antocianina, conseguenti alle variazioni di pH. In questa esperienza le antocianine presenti nei petali di alcuni fiori vengono estratte e utilizzate per stabilire una serie di colori standard che possono poi essere impiegati per valutare approssimativamente il pH di alcune sostanze di uso quotidiano. ESPERIMENTI

11. Varechina o candeggina 7 Ammoniaca: NH 3 8 Bicarbonato di sodio, preparata sciogliendo 1 g di bicarbonato di sodio in 100 mL di acqua 6 Acqua fisiologica 5 Acqua 4 Acqua filtrata 3 Aceto bianco: soluzione di acido acetico 2 Succo di limone: soluzione di acido ascorbico 1 Soluzione pH Provetta

12. 3) Determinazione approssimativa del pH di alcune sostanze di uso comune  Preparare alcuni campione di diversi materiali; se i campioni sono solidi, scioglierne circa 0,1 g in 10 mL di acqua  Aggiungere in ogni provetta contenente i diversi campioni scelti, 30 mL di indicatore; agitare e confrontare il colore con quello delle soluzioni standard.  Registrare i dati e le osservazioni. Confrontare il colore di ogni soluzione contenente il campione a pH incognito con quello delle soluzioni standard preparate al punto 2 e valutarne l’acidità o la basicità. Confrontare i propri risultati con quelli della classe.