Chimica organica spiegata ai bambini

Il tuo panino, la maglietta di cotone che indossi, il legno del banco, la plastica dell'astuccio, la benzina delle automobili e perfino il tuo stesso corpo hanno un ingrediente segreto in comune: il carbonio. La scienza che studia le sostanze fatte di carbonio si chiama chimica organica, ed è la chimica della vita!

In questa pagina spieghiamo la chimica organica ai bambini in modo semplice: che cos'è, perché il carbonio è così speciale, che differenza c'è tra materiali organici e inorganici con tanti esempi, che cos'è l'anidride carbonica e dove troviamo la chimica organica ogni giorno. Alla fine ci sono esperimenti facili da fare a casa o a scuola.

Che cos'è la chimica

La chimica è la scienza che studia di che cosa sono fatte le cose e come si trasformano. Tutto quello che ci circonda, l'aria, l'acqua, le pietre, le piante, gli animali, è fatto di particelle piccolissime, invisibili anche al microscopio normale, chiamate atomi.

Gli atomi si uniscono tra loro formando le molecole, un po' come i mattoncini delle costruzioni si uniscono per formare case, macchinine e castelli. Esistono circa un centinaio di tipi diversi di atomi, chiamati elementi: per esempio l'ossigeno, l'idrogeno, il ferro, l'oro e il carbonio.

Che cos'è la chimica organica

La chimica organica è la parte della chimica che studia le sostanze che contengono carbonio, quasi sempre unito all'idrogeno, e spesso anche all'ossigeno e all'azoto.

Si chiama "organica" perché un tempo gli scienziati pensavano che queste sostanze potessero essere prodotte solo dagli organismi viventi, cioè piante, animali e persone, grazie a una misteriosa "forza vitale". Ma nel 1828 il chimico tedesco Friedrich Wöhler riuscì a preparare in laboratorio l'urea, una sostanza che si trova nella pipì, partendo da sostanze non viventi. Fu una scoperta sorprendente: dimostrò che anche le molecole della vita seguono le stesse regole della chimica di tutto il resto. Il nome "organica", però, è rimasto.

Perché il carbonio è così speciale?

Il carbonio è l'atomo più "socievole" che esista. Ha la capacità di formare quattro legami con altri atomi, come se avesse quattro mani per tenersi con gli altri. E soprattutto può legarsi con altri atomi di carbonio, formando catene lunghissime, anelli, rami e forme complicatissime.

È come un mattoncino delle costruzioni con quattro agganci: con tanti mattoncini così si possono costruire forme infinite. Per questo esistono milioni di sostanze organiche diverse, molte di più di tutte le altre sostanze messe insieme!

Una curiosità: il carbonio da solo, senza altri atomi, forma cose molto diverse tra loro. La grafite della punta della matita e il diamante sono fatti entrambi solo di carbonio! Cambia solo il modo in cui gli atomi sono disposti.

Dove troviamo la chimica organica

• Nel nostro corpo: siamo fatti in gran parte di molecole organiche, come le proteine dei muscoli, i grassi e il DNA, la molecola che contiene le "istruzioni" per costruire ogni essere vivente.
• Nel cibo: gli zuccheri della frutta, l'amido della pasta e del pane, le proteine delle uova e dei legumi, i grassi dell'olio e del burro sono tutte sostanze organiche.
• Nelle piante: il legno, il cotone e la carta sono fatti soprattutto di cellulosa, una molecola organica lunghissima.
• Nella plastica: quasi tutte le plastiche sono fatte di lunghe catene di carbonio, ottenute soprattutto dal petrolio.
• Nei carburanti: benzina, gasolio e metano sono sostanze organiche che, bruciando, danno energia.
• Nelle medicine: la maggior parte dei farmaci è fatta di molecole organiche, preparate dai chimici in laboratorio.
• Nei profumi e nei colori: il profumo della vaniglia, della fragola o della menta è dato da piccole molecole organiche.

Materiali organici e inorganici: esempi per la scuola primaria

A scuola, soprattutto alla primaria, si impara spesso a dividere i materiali in due gruppi. In questo caso le parole hanno un significato un po' più semplice di quello della chimica:

• Materiali organici: vengono da esseri viventi, piante o animali, o lo sono stati. Esempi: il legno, le foglie, la frutta e la verdura, la carta, il cotone, la lana, il cuoio, gli avanzi di cibo, le ossa, le piume, i gusci d'uovo.
• Materiali inorganici: non vengono da esseri viventi. Esempi: le pietre, la sabbia, il vetro, i metalli come il ferro e l'alluminio, il sale, l'acqua, l'argilla.

Un modo per riconoscerli: i materiali organici, con il tempo, di solito si decompongono, cioè vengono "mangiati" da batteri, funghi e lombrichi e ritornano alla terra. È quello che succede nel compost e nella raccolta dell'umido, che non a caso si chiama anche "organico". I materiali inorganici, invece, come il vetro o il ferro, non si decompongono in questo modo.

E la plastica? È un caso curioso: per la chimica è organica, perché è fatta di catene di carbonio, ma non è un materiale naturale e si decompone lentissimamente. Per questo non va mai buttata nell'umido né nell'ambiente!

L'anidride carbonica spiegata ai bambini

L'anidride carbonica è un gas invisibile e senza odore formato da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Per questo gli scienziati la indicano con la sigla CO2.

• La produciamo noi: il nostro corpo, quando usa il cibo per ricavare energia, produce anidride carbonica, che buttiamo fuori con il respiro. Scopri come in i polmoni spiegati ai bambini.
• Le piante la usano: con la luce del sole, le piante assorbono l'anidride carbonica e l'acqua e le trasformano in zuccheri, liberando ossigeno. È la fotosintesi: un enorme laboratorio di chimica organica che lavora in ogni foglia!
• È nelle bollicine: le bibite gassate e l'acqua frizzante contengono anidride carbonica sciolta. Quando apri la bottiglia, il gas esce formando le bolle.
• Scalda il pianeta: quando bruciamo petrolio, carbone e gas, liberiamo tanta anidride carbonica nell'aria. Questo gas trattiene il calore del Sole come una coperta, e troppa anidride carbonica contribuisce al riscaldamento globale.

Una curiosità da scienziati: anche se contiene carbonio, l'anidride carbonica di solito non viene considerata una sostanza organica, ma inorganica, perché è molto semplice e non ha legami tra carbonio e idrogeno. Anche la chimica ha le sue eccezioni!

Esperimenti di chimica per bambini

Da fare: il palloncino che si gonfia da solo

• Con un adulto, versa un po' di aceto in una bottiglietta di plastica vuota. Con un imbuto, metti due cucchiaini di bicarbonato dentro un palloncino sgonfio. Infila l'imboccatura del palloncino sul collo della bottiglia, senza far cadere il bicarbonato, poi solleva il palloncino in modo che il bicarbonato cada nell'aceto. Guarda: il liquido fa tante bolle e il palloncino si gonfia! Il gas che lo riempie è proprio anidride carbonica, prodotta da una reazione chimica.

Da fare: il barattolo organico e inorganico

• Prendi due barattoli con un po' di terra umida. In uno metti una buccia di mela e una foglia; nell'altro un tappo di metallo e un pezzetto di vetro smussato. Controlla ogni settimana per un mese: che cosa succede agli oggetti organici? E a quelli inorganici?

Da fare: il carbonio nascosto

• Hai mai visto un toast bruciacchiato? La parte nera è carbonio! Quando il pane si scalda troppo, l'acqua e le altre sostanze se ne vanno e resta il carbonio, lo scheletro delle molecole organiche.

Per scoprire come le piante producono sostanze organiche partendo dall'aria e dall'acqua, leggi germinazione: come nasce una pianta e la foresta spiegata ai bambini.

In breve: la chimica organica in 5 punti

• La chimica organica studia le sostanze che contengono carbonio, di solito unito all'idrogeno.
• Il carbonio è speciale perché forma quattro legami e crea catene e anelli lunghissimi.
• Sono organici il cibo, il nostro corpo, il legno, la plastica, i carburanti e molte medicine.
• A scuola si chiamano organici i materiali che vengono da esseri viventi, come legno, carta e frutta; inorganici quelli come pietre, vetro e metalli.
• L'anidride carbonica (CO2) è il gas che espiriamo e che le piante usano per la fotosintesi.

Domande frequenti sulla chimica organica

Che cos'è la chimica organica in parole semplici?

È la chimica delle sostanze fatte di carbonio, come quelle che formano gli esseri viventi, il cibo, la plastica e i carburanti.

Quali sono esempi di materiali organici e inorganici?

Sono organici il legno, la carta, il cotone, la lana, la frutta, le foglie e gli avanzi di cibo. Sono inorganici le pietre, la sabbia, il vetro, i metalli, il sale e l'acqua.

Che cos'è l'anidride carbonica?

È un gas formato da carbonio e ossigeno (CO2). Lo produciamo respirando, le piante lo usano per la fotosintesi e si trova nelle bollicine delle bibite gassate.

Perché il carbonio è così importante?

Perché può legarsi a quattro atomi e ad altri atomi di carbonio, formando milioni di molecole diverse, comprese tutte quelle che servono alla vita.