Deliquescenza

La deliquescenza (dal verbo latino deliquèscere = sciogliersi, liquefarsi, composto dal prefisso rafforzativo de- e dal verbo liquèscere = diventare liquido) è una specifica proprietà chimico-fisica di alcune sostanze solide (principalmente sali o basi forti) di assorbire l'umidità atmosferica fino a dissolversi completamente in essa, formando una soluzione acquosa. Il fenomeno si verifica quando la pressione di vapore della soluzione satura della sostanza è inferiore alla pressione parziale del vapore acqueo presente nell'aria circostante. È inoltre una caratteristica peculiare della carne di alcune specie di funghi basidiomiceti, in particolare dell'ordine Agaricales.

Chimica e fisica

Cloruro di calcio, un tipico composto deliquescente

La deliquescenza è una forma estrema di igroscopia. Mentre una sostanza igroscopica si limita ad assorbire acqua (diventando umida o idratandosi senza cambiare stato fisico), una sostanza deliquescente ne assorbe una quantità tale da superare il proprio limite di solubilità, passando dallo stato solido a quello liquido.

Meccanismo termodinamico

Il processo è governato dall'equilibrio delle pressioni di vapore. Una sostanza solida inizia a manifestare deliquescenza quando l'umidità relativa (UR) dell'ambiente supera un valore critico, specifico per ogni sostanza e dipendente dalla temperatura, denominato punto di deliquescenza o umidità relativa di deliquescenza (DHR, dall'inglese Deliquescence Relative Humidity). Dal punto di vista termodinamico, la dissoluzione è spesso un processo esotermico (rilascia calore). Le fasi temporali del fenomeno sono quattro:

1. assorbimento: le molecole d'acqua si accumulano sulla superficie del cristallo tramite adsorbimento;
2. dissoluzione: si forma un sottile strato di soluzione satura sulla superficie;
3. progressione: poiché la pressione di vapore di questa soluzione satura è inferiore alla pressione del vapore acqueo atmosferico, l'acqua continua a condensare nella soluzione;
4. equilibrio: il processo continua finché il sale non è completamente sciolto e la soluzione si è diluita al punto che la sua pressione di vapore eguaglia la pressione parziale dell'acqua nell'aria.

Esempi di sostanze deliquescenti

Molti composti chimici presentano questa proprietà, rendendone complessa la conservazione in ambienti non controllati. Alcuni esempi includono:

• Cloruro di calcio (CaCl₂): ampiamente usato nei deumidificatori domestici a cristalli grazie alla sua elevata affinità per l'acqua.
• Cloruro di magnesio (MgCl₂): responsabile, insieme al cloruro di calcio, dell'impaccamento del sale marino integrale e della sua tendenza a inumidirsi.
• Cloruro di zinco (ZnCl₂): uno dei più importanti composti commerciali dello zinco, estremamente solubile.
• Idrossido di sodio (NaOH) e idrossido di potassio (KOH): basi forti che, se esposte all'aria, trasudano e formano rapidamente soluzioni caustiche estremamente corrosive.
• Carbonato di potassio (K₂CO₃): il componente principale della potassa e della cenere perlifera.
• Carbonato di sodio (Na₂CO₃): un moderato reagente alcalinizzante, detto anche soda.
• Nitrato di ammonio (NH₄NO₃): un composto chimico che viene utilizzato come fertilizzante, ma anche per produrre l'ammonal e le miscele ANFO, due esplosivi; la sua deliquescenza può compromettere la stabilità delle miscele detonanti.

Differenze con l'efflorescenza

La deliquescenza è il fenomeno opposto all'efflorescenza. Quest'ultima si verifica quando un sale idratato perde molecole d'acqua di cristallizzazione verso l'atmosfera (perché la sua pressione di vapore è superiore a quella ambientale), trasformandosi in una polvere secca e opaca. Mentre la deliquescenza richiede alta umidità, l'efflorescenza si manifesta tipicamente in condizioni di aria secca.

Micologia

Deliquescenza in Coprinus comatus

In micologia, la deliquescenza descrive un processo biologico di autodigestione (autolisi) dei tessuti dello sporoforo (il corpo fruttifero), tipico di alcune famiglie di funghi, in particolare le Psathyrellaceae (un tempo raggruppate nel genere Coprinus). Sebbene molti miceti, inclusi gli Ascomycota, possano apparire "liquefatti" durante il processo di decomposizione al termine del loro ciclo vitale, la deliquescenza propriamente detta è un tratto distintivo funzionale solo di alcuni Basidiomycota.

Nei basidiomiceti "coprinoidi", le spore sono prodotte sui basidi situati sulle facce di lamelle estremamente sottili e parallele. In questi funghi, la distanza tra le lamelle è talmente ridotta che le spore, una volta espulse violentemente (tramite il meccanismo della goccia di Buller), rimarrebbero incastrate nello spazio interlamellare.

• negli altri basidiomiceti il cappello si apre a ombrello o le lamelle sono distanziate, permettendo alla gravità di far cadere le spore.
• nei basidiomiceti deliquescenti il cappello rimane spesso campanulato e le lamelle restano fitte; la dissoluzione enzimatica del tessuto (partendo dal margine verso il centro) libera le spore, permettendo loro di raggiungere l'aria.

A differenza del fenomeno chimico, la deliquescenza dei funghi è un processo enzimatico attivo. Quando le spore raggiungono la maturità, il fungo secerne fermenti (principalmente chitinasi e glucanasi) che degradano le pareti cellulari delle lamelle e del cappello. Questo processo trasforma la carne del fungo in un liquido viscoso, simile a inchiostro nero.

Tale meccanismo di liquefazione tissutale è una strategia evolutiva per la dispersione delle spore. Nei funghi "coprinoidi", le lamelle sono infatti estremamente fitte per massimizzare la superficie produttiva; tuttavia, questa conformazione impedirebbe alle spore di cadere liberamente per gravità. La deliquescenza risolve questo vincolo fisico tramite una dissoluzione coordinata, cosicché:

1. la maturazione delle spore avviene in modo sequenziale (centripeto) dal basso verso l'alto lungo la lamella;
2. mentre le spore vengono rilasciate, il tessuto sottostante "si scioglie", gocciola e si arriccia, lasciando spazio libero alle spore degli strati superiori per essere trasportate dalle correnti d'aria (dispersione anemocora);
3. il liquido nero risultante, ricco di spore residue, può anche aderire alle zampe di eventuali insetti, favorendo una dispersione zoocora (nello specifico, entomocora).

Specie rilevanti

I funghi deliquescenti non sono comuni e sono rappresentati da alcuni generi e specie principali:

• Coprinus comatus (coprino chiomato o fungo dell'inchiostro): commestibile da giovane, ma deliquescente in poche ore dopo la raccolta. Il disfacimento è visibile macroscopicamente e segue tappe cromatiche precise:

1. fase immatura: il cappello è bianco, sodo, con lamelle bianche o rosate;
2. inizio maturazione: il bordo del cappello inizia a scurirsi diventando rosa-nerastro e a incurvarsi verso l'esterno;
3. fase liquida: il cappello si dissolve progressivamente in una poltiglia nera viscosa. In questa fase, il fungo non è più commestibile, poiché i processi di degradazione proteica alterano le proprietà organolettiche e biochimiche.

• Coprinopsis picaceus: la specie di dimensioni maggiori nel genere Coprinus, dal cappello nerastro cosparso di vistose placche bianche che rappresentano il residuo del velo originale. Si scioglie in un denso lattice scuro.
• Coprinopsis atramentaria: specie tossica se consumata con alcool (sindrome coprinica), nota per la rapidità con cui il cappello si trasforma in "inchiostro".
• Genere Parasola: funghi di piccole dimensioni che presentano una deliquescenza così rapida da scomparire poche ore dopo la nascita (funghi effimeri).

Oltre alle già citate Psathyrellaceae, il fenomeno si osserva in diverse intensità in:

• Famiglia Bolbitiaceae: alcune specie del genere Conocybe mostrano segni di deliquescenza precoce.
• Genere Lacrymaria: il nome stesso (dal latino lacryma = lacrima) deriva dalla tendenza delle lamelle a secernere goccioline di liquido nero cariche di spore quando l'umidità è elevata.

Il liquido derivante dalla deliquescenza del Coprinopsis atramentaria e del Coprinus comatus è stato storicamente utilizzato come inchiostro per scrivere. Questo inchiostro naturale era particolarmente apprezzato perché la presenza delle spore microscopiche al suo interno rendeva i documenti autografi difficili da falsificare (una sorta di "firma biologica" ante litteram).

Applicazioni industriali e di laboratorio

La capacità di alcune sostanze di sequestrare acqua dall'ambiente circostante viene sfruttata in diversi ambiti:

1. essiccanti: in laboratorio, sostanze come il cloruro di calcio o il pentossido di fosforo vengono poste all'interno di essiccatori (spesso sotto vuoto) per mantenere un'atmosfera priva di umidità per altri campioni.
2. controllo delle polveri: nelle strade sterrate o nelle arene equestri, il cloruro di calcio viene talvolta sparso per mantenere il terreno umido e ridurre il sollevamento di polveri, sfruttando la sua capacità di catturare l'umidità notturna e trattenere l'acqua a lungo.
3. deumidificazione: i comuni sali igroscopici per uso domestico utilizzano il principio della deliquescenza per raccogliere l'eccesso di vapore acqueo in apposite vaschette di raccolta sotto forma di salamoia.

Voci correlate

• Igroscopia
• Efflorescenza

Collegamenti esterni

• Deliquescenza, su Enciclopedia Treccani
• Deliquescenza, glossario micologico AMINT