Sali minerali: cosa sono e dove si trovano?

03/09/2019 in News

I Sali minerali sono composti inorganici (privi di carbonio organico) che ricoprono un  ruolo fondamentale nel funzionamento di tutti gli organismi viventi, uomo compreso.

Sebbene i sali minerali costituiscano una parte relativamente piccola dell’organismo umano (circa il 6-7% del peso corporeo), rientrano nella costituzione di molti tessuti e rappresentano fattori essenziali per le funzioni biologiche e per l’accrescimento.

I sali minerali sono presenti nell’organismo umano sia legati alle molecole organiche, sia in forma inorganica in due differenti stati:

  • allo stato solido: come cristalli (nelle ossa e nei denti);
  • in soluzione: sia in forma ionizzata che non-ionizzata (nel sangue e nei liquidi biologici).

I sali minerali possono passare da uno stato all’altro come accade ad esempio per il calcio, che in caso di ipocalcemia, viene spostato dalle ossa (dove si trova in forma cristallina) al plasma (in forma ionica).

Classificazione dei sali minerali

In base al fabbisogno giornaliero, nell’alimentazione umana, i sali minerali vengono classificati in tre gruppi principali:

  • Macroelementi
  • Oligoelementi
  • Microelementi

Macroelementi

Appartengono a questa categoria tutti quei sali minerali presenti in discrete quantità nell’organismo.

Tra i macroelementi rientrano: calcio, fosforo, magnesio, zolfo, sodio, potassio, cloro.

Il bisogno giornaliero di questi sali minerali è nell’ordine dei grammi o dei decimi di grammo.

Oligoelementi e microelementi

I sali minerali di questa categoria sono presenti soltanto in tracce nell’organismo; pertanto, il loro fabbisogno giornaliero è nell’ordine dei milligrammi o addirittura dei microgrammi (milionesimi di grammo).

  • Si considerano oligoelementi i sali minerali caratterizzati da un fabbisogno giornaliero inferiore a 200 mg;
  • Si considerano microelementi i sali minerali caratterizzati da un fabbisogno giornaliero inferiore a 100 mg.

Negli ultimi anni, grazie a sofisticate tecniche analitiche, è stato possibile evidenziare le svariate funzioni che gli oligoelementi esercitano nell’organismo valorizzandone l’importanza nutrizionale.

Gli oligoelementi possono essere a loro volta suddivisi in:

  • oligoelementi essenziali (ferro, rame, zinco, iodio, selenio, cromo, cobalto, fluoro): minerali indispensabili per l’organismo, fanno parte di molecole organiche preposte a ruoli vitali; una loro carenza comprometterebbe funzioni fisiologiche importanti
  • oligoelementi probabilmente essenziali (silicio, manganese, nichel, vanadio);
  • oligoelementi potenzialmente tossici (arsenico, piombo, cadmio, mercurio, alluminio, litio, stronzio): svolgono probabilmente funzioni importanti a bassissime concentrazioni.

Funzioni dei Sali Minerali

In definitiva i sali minerali svolgono numerose funzioni di controllo, di regolazione e di struttura.

Funzioni svolte da più minerali sono la regolazione osmotica e il mantenimento dell’equilibrio acido-base.

L’elemento acqua e le sue proprietà

27/08/2019 in News

L’acqua è la più ordinaria delle sostanze che presenta caratteristiche straordinarie; le sue particolari proprietà chimico-fisiche motivano una serie fenomeni anomali, di riscontro quotidiano, come l’ebollizione ad alta temperatura, l’elevato calore specifico, la capillarità, un elevato potere solvente ed una notevole tensione superficiale.

Ma prima di evidenziare le anomalie dell’acqua rispetto alle altre sostanze cerchiamo di capirne la causa, che risiede nella sua struttura molecolare

La molecola dell’acqua

Tutti sappiamo che la molecola dell’acqua è costituita da un atomo di ossigeno e due di idrogeno, nulla di straordinario a parte la forma a V, con il più grande atomo di ossigeno al vertice e i due piccoli atomi di idrogeno alle estremità opposte, separati tra loro da un angolo di 104,45°.

All’interno della molecola gli atomi sono tenuti assieme dal legame covalente, che prevede la messa in comune degli elettroni presenti negli orbitali periferici.

All’esterno la molecola d’acqua si presenta come un dipolo, infatti benché sia elettricamente neutra la forma a V da origine a due polarità distanziate tra loro: la carica “+” tra i due atomi di idrogeno e la carica “-“ dall’ossigeno.

Queste due zone con carica opposta danno origine ad una configurazione dipolare, che genera attrazione tra le varie molecole d’acqua, un’interazione chiamata appunto “dipolo-dipolo”.

Il legame idrogeno

Ma c’è un’altra forza che attrae tra loro le molecole d’acqua, più intensa di quella dovuta all’interazione dei dipoli (ma minore del legame covalente altrimenti le molecole si dissocerebbero); si tratta del cosiddetto legame idrogeno (o ponte idrogeno), a cui vanno attribuite le eccezionali proprietà fisiche dell’acqua.

Questo legame è dovuto alla presenza nella molecola degli atomi di idrogeno, che tendono a legarsi con gli atomi di ossigeno delle altre molecole vicine, con un’intensità esaltata dall’elevata elettronegatività dell’ossigeno, cioè dalla sua capacità di attrarre gli elettroni dei legami covalenti in cui è coinvolto, nello specifico l’idrogeno, che risulta con una parziale carica positiva e disponibile così al legame intermolecolare.

Il legame idrogeno genera un’attrazione tra le molecole d’acqua con un’intensità che non ha eguali negli altri liquidi.

Le molecole d’acqua possono formare quattro legami idrogeno con le loro vicine, per creare una struttura tetraedrica le cui facce sono triangoli equilateri.

Questa configurazione si ripete in tutto il liquido fino a formare una sorta di reticolo tridimensionale mobile, elastico, con legami che si formano e si rompono di continuo, con una frequenza dell’ordine di 10-12 secondi.

L’acqua non è quindi un semplice insieme di molecole tra loro dissociate, bensì una struttura legata, che come tale si comporta anche a livello macroscopico.

Caratteristiche dell’acqua

Fatta luce sulla particolare struttura molecolare, è possibile comprendere meglio la natura anomala e le straordinarie caratteristiche dell’acqua e di alcuni suoi comportamenti, così frequenti nella vita di tutti i giorni da sembrare normali.

La temperatura di ebollizione dell’acqua

La temperatura di ebollizione (e quella di fusione) dell’acqua è molto più alta rispetto a quella di altre molecole simili, che si trovano infatti lo stato gassoso.

L’acido solfidrico (H2S) è un gas, così come lo solo il metano (CH4), l’ammoniaca (NH3) e l’acido cloridrico (HCl), tutte molecole di dimensioni paragonabili a quella dell’acqua e con la presenza di atomi di idrogeno.

A temperatura ambiente, quindi, l’acqua dovrebbe presentarsi allo stato gassoso e non liquido, tuttavia grazie ai forti legami idrogeno l’acqua presenta un punto di ebollizione enormemente più alto rispetto a quello delle sostanze molecolarmente simili.

Per esempio l’acido solfidrico è una molecola con struttura affine a quella dell’acqua, ma lo zolfo è meno elettronegativo dell’ossigeno così i legami idrogeno che si generano sono debolissimi, quasi inesistenti.

Il fluoro invece è più elettronegativo dell’ossigeno ma la molecola di acido fluoridrico (HF) ha un solo idrogeno e può quindi creare un solo legame con le molecole circostanti (anziché i quattro dell’acqua), con un effetto macroscopico minore.

 

Capillarità dell’acqua

La capillarità è un fenomeno dovuto all’effetto combinato di forze di adesione e coesione grazie al quale l’acqua può risalire le pareti di uno stretto recipiente, violando il principio dei vasi comunicanti.

Grazie alla capillarità l’acqua può raggiungere la cima anche degli alberi più alti e un fazzoletto di carta e una spugna si inzuppano con facilità.

Con l’adesione le molecole dell’acqua stabiliscono un contatto con le molecole della parete del recipiente, grazie al legame idrogeno queste molecole riescono ad “arrampicarsi” lungo le pareti, mentre la forte coesione consente alla massa d’acqua di rimanere unita salendo.

Questo fenomeno è tanto più evidente quanto più piccolo è il capillare.

Calore specifico dell’acqua

L’acqua ha un elevato calore specifico, questo significa che occorre molta energia per innalzarne la temperatura (4,184 J/g °C), una quantità superiore rispetto a quella richiesta da molte altre sostanze.

Questa proprietà dipende ancora dai legami a idrogeno: l’agitazione termica delle molecole viene contrastata dalle forze di attrazione e una delle principali conseguenze di questo fatto è il volano termico, ovvero l’effetto calmierante sul clima dovuto alle grandi masse d’acqua.

Aumento del volume di congelamento dell’acqua

Un altro comportamento anomalo dell’acqua è dato dall’aumento del volume di congelamento della massa liquida.

A livello domestico sono ben note le conseguenze di questo fenomeno. Quando la temperatura va sottozero le tubazioni piene d’acqua si rompono, così come una bottiglia piena messa nel freezer.

Nell’acqua liquida agiscono due forze opposte, i legami a idrogeno da una parte tendono ad organizzare il reticolo di tetraedri mentre il movimento caotico delle molecole ne impedisce la perfetta formazione.

Quando l’acqua congela i tetraedri sono obbligati a formarsi e la struttura complessiva assume la configurazione più aperta e meno densa. Questo è il motivo per cui, stranamente, il ghiaccio galleggia.

Il potere solvente dell’acqua

Il potere solvente di una sostanza è la capacità che la stessa ha di scioglierne un’altra, per formare una soluzione.

L’acqua è un ottimo solvente, avendo la capacità di spezzare i legami che tengono unite molte sostanze.

Pensiamo al cloruro di sodio, cioè il sale da cucina, che si scioglie rapidamente in acqua perché le molecole polari dell’acqua attraggono gli ioni di carica opposta sino a spezzare il legame ionico del cristallo.

Un analogo fenomeno avviene nel processo di mineralizzazione, cioè quando l’acqua, passando attraverso le rocce, ne discioglie una parte arricchendosi di sali minerali

 

Perché è importante bere acqua depurata?

20/08/2019 in News

Iposodica e leggermente alcalina: sono queste le proprietà che hanno reso famosa l’acqua depurata, ormai entrata a far parte delle abitudini salutari degli italiani.

Destinata al consumo umano, il successo di questa acqua potabile depurata è legato a una serie di trattamenti volti a migliorare le sue proprietà organolettiche.

Sulle tavole di molti italiani non può mancare l’acqua minerale, opportunamente acquistata dai banconi della grande distribuzione.

Nella maggior parte dei casi, però, quest’acqua viene consumata solo per soddisfare i fabbisogni alimentari.

Invece, per le più comuni abitudini quotidiane, dall’acqua in pentola per cucinare a quella che si usa per preparare il caffè, si continua a fare affidamento sull’acqua del rubinetto, convinti che le alte temperature possano migliorarne le proprietà organolettiche, ma non è così.

Acqua depurata e pura con l’osmosi inversa

Questo processo di filtrazione impiega una membrana in grado di trattenere le particelle solide da una parte e permette di ottenere un’acqua depurata dall’altra.

Si tratta della tecnica di filtrazione dell’acqua più fine perché non sfrutta semplicemente un ostacolo fisico che selezioni il passaggio delle molecole ma l’affinità chimica con la membrana osmotica semipermeabile.

Con l’osmosi inversa si ottengono due fluidi distinti:

il primo è puro e salutare; nell’altro, invece, sono disciolti gli elementi di scarto.
In questo modo è possibile osservare, coi propri occhi, il prodotto eliminato e apprezzare le proprietà dell’acqua depurata.

Con l’osmosi inversa è possibile depurare l’acqua rimuovendo:

  • microorganismi patogeni e non;
  • sostanze inquinanti;
  • metalli pesanti;
  • fitofarmaci;
  • arsenico;
  • cloro e floruri.

Tutto ciò senza fare uso di sostanze chimiche.

L’acqua depurata che viene erogata da un impianto di microfiltrazione è assolutamente priva di cloro e conserva quelle sostanze indispensabili per il nostro organismo, come il calcio, il potassio e il magnesio.

Come per il precedente sistema, anche un purificatore d’acqua che sfrutta il sistema della microfiltrazione restituisce un prodotto oligominerale.

Acqua depurata ma con il ph giusto!

Il ph nell’acqua è il valore che rende manifeste le sue proprietà corrosive o incrostanti. Un ph 7 indica un’acqua pura e neutra.
Tale valore può diminuire, e in tal caso avremo un’acqua acida, o aumentare, e in questo caso parleremo di acqua basica o alcalina.

In natura, il ph dell’acqua può variare significativamente e oscillare tra un 6.5 e 8.5 in caso di acque carsiche e scendere a 5 in caso di acque a contatto con terreni vulcanici.

Quando l’acqua entra in una rete idrica, il suo ph viene mantenuto stabile dagli impianti acquedottistici finché essa non arriva al cosiddetto “ultimo miglio”, ovvero il tratto delle tubature domestiche che conducono l’acqua sino ai rubinetti di casa.

In questo tragitto conclusivo, una serie di reazioni chimiche può alterare significativamente il ph dell’acqua che potrebbe risultare acido, e quindi in grado di far rilasciare metalli pesanti attraversando le tubature, o basico, e in tal caso favorirebbe la formazione di incrostazioni di calcare certo non salutari per l’organismo umano.