Perché il tè si infonde meglio nell’acqua calda che nell’acqua fredda

Quando prepariamo un tè assistiamo al fenomeno fisico della diffusione. Quando la temperatura è alta, le molecole si muovono di più: questo fa sì che le molecole presenti nelle foglie di tè si spostino più velocemente nella tazza d'acqua fino a raggiungere l'equilibrio, facilitando l’estrazione di aromi dalle foglie di tè.

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A cura di Gregorio Bisio

Un tè fatto in casa con la classica bustina è un buon esempio di soluzione, in cui l’acqua (solvente) estrae i composti presenti nelle foglie (soluti). Questo avviene grazie a un processo spontaneo chiamato diffusione, secondo cui le molecole si muovono da aree in cui ce ne sono di più (ad alta concentrazione, nella bustina) verso zone in cui ce ne sono di meno (a bassa concentrazione, nell'acqua) per raggiungere un equilibrio tra le due zone. La velocità di diffusione dipende anche dalla temperatura: più l’acqua è calda, più le molecole si agitano, e si spostano da una parte all'altra aumentando l’energia cinetica del sistema. Questa maggiore agitazione accelera l’estrazione delle sostanze dalla bustina, rendendo più rapido il rilascio di sapori, aromi e colore. In acqua fredda, al contrario, il processo è molto più lento.

Il tè è una soluzione

Quando ci prepariamo un tè in casa stiamo, dal punto di vista chimico, preparando una soluzione. Questo termine indica una miscela omogenea costituita da due componenti: il solvente, in maggiore quantità, e il soluto, in minore quantità e che viene disciolto all’interno del solvente.

Nella nostra tazza di tè, l’acqua rappresenta il solvente, mentre i soluti sono tutte le molecole presenti nelle foglie spezzettate contenute nella bustina: si tratta principalmente di polifenoli (in particolare le catechine), polisaccaridi, alcaloidi (come la teina, che è strutturalmente identica alla caffeina) e saponine. Quando immergiamo la bustina in acqua, questi composti iniziano a migrare verso il liquido circostante. La velocità con cui avviene questo processo dipende da molti fattori: uno dei più importanti è la temperatura dell'acqua.

A temperature più alte, le molecole si muovono di più

La temperatura, dal punto di vista microscopico, non è altro che la misura del movimento delle molecole: più una sostanza è calda, più velocemente si muovono le particelle che la compongono. Quando parliamo di movimento intendiamo la capacità delle molecole di spostarsi nello spazio, di ruotare e di vibrare: tutti questi movimenti contribuiscono alla cosiddetta energia cinetica, che possiamo immaginare come una "energia di movimento". Aumentando la temperatura di una sostanza, aumenta anche l'energia cinetica delle sue molecole.

A temperature elevate, le molecole d'acqua si muovono con maggiore intensità: questo fenomeno, noto in chimica come agitazione termica, porta ad un aumento dell'energia cinetica del sistema. Le molecole d'acqua che si muovono più rapidamente riescono a trascinare via più facilmente le molecole di soluto presenti nella bustina, disperdendoli nel liquido in modo più veloce e aumentando la velocità di diffusione con cui le molecole passano dalla bustina alla tazza d'acqua. Il risultato? Il colore, il sapore e l'aroma del tè si diffondono in modo molto più rapido rispetto a quanto accade in acqua fredda, dove il movimento molecolare è ridotto e l'estrazione dei soluti è più lenta.

Che cos'è la diffusione?

Il passaggio di molecole dalla bustina di tè all'acqua è un processo spontaneo chiamato "diffusione": i composti si muovono naturalmente da una zona ad alta concentrazione (le foglie nella bustina) verso una zona a bassa concentrazione (l'acqua nella tazza), fino al raggiungimento di una situazione di equilibrio.

Come qualsiasi fenomeno fisico, anche la diffusione può essere descritta da una legge matematica: in questo caso parliamo della prima legge di Fick, enunciata dal fisico tedesco Adolf Fick nel 1855. L'equazione matematica è la seguente:

J = D δC / δx

J rappresenta il flusso di molecole che diffondono (quindi ciò che esce dalla bustina) e rappresenta la velocità di diffusione
δC rappresenta la differenza di concentrazione tra punto iniziale e punto finale, nel nostro caso l'interno della bustina e l'acqua della tazza
δx indica la direzione verso cui si muovono le molecole, sempre secondo il nostro esempio, dalla bustina all'acqua.
D è chiamato coefficiente di diffusione, un parametro che dipende da alcune grandezze variabili che caratterizzano il sistema, compresa la temperatura.

Questa formula ci spiega che la velocità con cui le molecole passano dalla bustina all'acqua è direttamente proporzionale alla differenza di concentrazione e al coefficienti di diffusione, quindi anche alla temperatura.

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