Dispensa di laboratorio di Chimica

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1 Istituto d Istruzione Statale Superiore Luigi Des Ambrois Oulx (TO), Italia Dispensa di laboratorio di Chimica (a cura di Alessio Sillo) Studente Cognome: Nome: Classe: Anno Scolastico: Docente di Chimica (teoria): Docente di Chimica (laboratorio): 1

2 1- Norme di comportamento in laboratorio di chimica 2- La sicurezza nel laboratorio di chimica Pittogrammi - Frasi R e frasi S 3- Vetreria e materiali 4- Determinazione della densità di alcuni materiali 5- Tecniche di separazione: filtrazione e cristallizzazione 6- Tecniche di separazione: distillazione 7- Tecniche di separazione: estrazione con solvente 8- Tecniche di separazione: cromatografia su carta o cromatografia su strato sottile (TLC) 9- Struttura dell atomo: saggi alla fiamma 10- Verifica sperimentale della legge di Lavoisier 11- Sintesi di un sale (Ossido + acido) 12- Sintesi di un sale (Idrossido + anidride) 13- Preparazione di una soluzione 14- Velocità di una reazione 15- Equilibri di reazione 16- Esperienze sul ph 2

3 La sicurezza nei laboratori di chimica e biologia. - L accesso ai laboratori è consentito solo nell orario di lezione e in presenza degli insegnanti - seguire sempre le indicazioni degli insegnanti o dei tecnici - non utilizzare autonomamente le prese di corrente elettrica e consultare l insegnante prima di collegare apparecchiature alle prese elettriche - informarsi preventivamente sull eventuale pericolosità delle sostanze usate (leggere le etichette dei prodotti) - indossare il camice (guanti e occhiali protettivi) per proteggersi da sostanze corrosive, tossiche o coloranti - svolgere sotto cappa le operazioni che comportano lo sviluppo di vapori tossici o irritanti - usare le pinze per maneggiare oggetti caldi - raccogliere i capelli con un elastico o delle pinze ed evitare d indossare collane, braccialetti o orecchini che potrebbero impigliarsi o prendere fuoco - dedicarsi strettamente alle attività previste restando al proprio posto di lavoro - riferire immediatamente agli insegnanti situazioni anomale o d infortunio anche lieve - è vietato fumare, far rumore, mangiare, bere e masticare gomme (chewing gums) - non lasciare reagenti e vetreria sparsi per il laboratorio - lasciare in ordine il proprio posto di lavoro - evitare di correre e scherzare con i compagni o di lasciare lo zaino per terra in mezzo ai banconi - non toccare o annusare gli strumenti, i materiali e i reagenti predisposti sul bancone, fino a che l insegnante non abbia autorizzato a farlo - non toccare apparecchiature elettriche con le mani bagnate - non lasciare fiamme libere incustodite - evitare di spostare arbitrariamente i contenitori dei reagenti utilizzati - non scaricare nel lavandino sostanze, sia liquide che solide, senza previo consenso dell insegnante, che fornirà di volta in volta le indicazioni per il loro corretto smaltimento. - lavarsi accuratamente le mani al termine di ogni attività 3

4 Il laboratorio, o determinate aree del laboratorio, possono essere contrassegnate dai seguenti simboli: Simboli di rischio specifico Pericolo generico Radiazioni ionizzanti Radiazioni non ionizzanti Rischio Biologico Alto voltaggio Campo magnetico Laser 4

5 Radiazioni ottiche I reagenti chimici. I reagenti chimici non sono mai del tutto innocui e possono spesso essere pericolosi per noi e per l ambiente. E quindi necessario manipolare questi materiali con precauzione e leggere sempre attentamente quanto riportato sull etichetta di ciascun contenitore. Fra l altro, sull etichetta sono indicati: - il tipo di pericolosità - il grado di pericolosità - le precauzioni da adottare. Il tipo di pericolosità è indicato da uno dei simboli grafici, o pittogrammi, convenzionali stabiliti nel 1965 dal Consiglio d Europa di Strasburgo (vedonsi i pittogrammi tradizionali di seguito riportati). Recentemente i simboli sono stati riveduti, ma i pittogrammi tradizionali sono ancora ampiamente utilizzati (vedonsi i pittogrammi aggiornati di seguito riportati). Il grado di pericolosità è riportato nel codice R, ovvero nel codice dei rischi, costituito da un elenco di possibili inconvenienti opportunamente numerati. Sull etichetta del prodotto, compare la lettera R seguita da uno o più numeri che fanno riferimento alle frasi del codice. Ad esempio: R11 indica un reagente facilmente infiammabile R23 indica un reagente tossico per inalazione R24 indica un reagente tossico a contatto con la pelle Le precauzioni da adottare nei singoli casi, sono elencate e opportunamente numerate nel codice S, anch esso disponibile in laboratorio per la consultazione. Ad esempio: S7 significa: conservare il recipiente ben chiuso S15 significa: conservare lontano da fonti di calore S16 significa: conservare lontano da fiamme e scintille S24 significa: evitare il contatto con la pelle S37 significa: usare i guanti adatti 5

6 Pittogrammi tradizionali: Esplosivo (E) Pericolo: Questo simbolo indica prodotti che possono esplodere in determinate condizioni. Precauzioni: Evitare urti, attriti, scintille, calore. Comburente (O) Pericolo: Sostanze ossidanti che possono infiammare materiale combustibile o alimentare incendi già in atto rendendo più difficili le operazioni di spegnimento. Precauzioni: Tenere lontano da materiale combustibile. Estremamente infiammabile (F+) Pericolo: Liquidi con punto di infiammabilità inferiore a 0 C e con punto di ebollizione/punto d inizio dell ebollizione non superiore a 35 C. Precauzioni: Conservare lontano da qualsiasi fonte di accensione. Pericolo: Sostanze gassose infiammabili a contatto con l aria a temperatura ambiente e pressione atmosferica. Precauzioni: Evitare la formazione di miscele aria-gas infiammabili e tenere lontano da fonti di accensione. Facilmente infiammabile (F) Pericolo: Sostanze autoinfiammabili. Prodotti chimici infiammabili all aria. Precauzioni: Conservare lontano da qualsiasi fonte di accensione. Pericolo: Prodotti chimici che a contatto con l acqua formano rapidamente gas infiammabili. Precauzioni: Evitare il contatto con l umidità o acqua. Pericolo: Liquidi con punto di infiammabilità inferiore a 21 C. 6

7 Precauzioni: Tenere lontano da fiamme libere, sorgenti di calore e scintille. Pericolo: Sostanze solide che si infiammano facilmente dopo breve contatto con fonti di accensione. Precauzioni: Conservare lontano da qualsiasi fonte di accensione. Molto tossico (T+) e Tossico (T) Pericolo: Sostanze molto pericolose per la salute per inalazione, ingestione o contatto con la pelle, che possono anche causare morte. Possibilità di effetti irreversibili da esposizioni occasionali, ripetute o prolungate. Precauzioni: Evitare il contatto, inclusa l inalazione di vapori e, in caso di malessere, consultare il medico. Nocivo (Xn) Pericolo: Nocivo per inalazione, ingestione o contatto con la pelle. Possibilità di effetti irreversibili da esposizioni occasionali, ripetute o prolungate. Precauzioni: evitare il contatto, inclusa l inalazione di vapori e, in caso di malessere, consultare il medico. Corrosivo (C) Pericolo: Prodotti chimici che per contatto distruggono sia tessuti viventi che attrezzature. Precauzioni: Non respirare i vapori ed evitare il contatto con la pelle, occhi e indumenti. Irritante (Xi) Pericolo: Sostanze che possono avere effetto irritante per pelle, occhi e apparato respiratorio. Precauzioni: Non respirare i vapori ed evitare il contatto con pelle. 7

8 Pericoloso per l ambiente (N) Pericolo: Sostanze nocive per l ambiente acquatico (organismi acquatici, acque) e per l ambiente terrestre (fauna, flora, atmosfera) o che a lungo termine hanno effetto dannoso. Precauzioni: Non disperdere nell ambiente. Nuovi pittogrammi (dal 1 dicembre 2010): Esplosivo Infiammabile Comburente Gas sotto pressione 8

9 Corrosivo Nocivo Irritante Tossico Dannoso a lungo termine Cancerogeno Mutageno Tossico per la riproduzione Dannoso per l'ambiente 9

10 STRUMENTI DI LABORATORIO Becco (di) Bunsen: 10

11 Misura e prelievo di volumi: Cilindri graduati Matracci tarati Beute Becher 11

12 Bottiglie di Ranvier Bottiglie di Mariotte (o spruzzette) Pipette Palla di Peleo (o propipetta) 12

13 Strumenti per le polveri: Vetrini da orologio Capsula Mortaio e pestello 13

14 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Determinazione della densità di sostanze diverse 1) Che cos è una grandezza fisica? 2) Che cos è una grandezza fisica fondamentale? 3) Quante e quali sono le grandezze fisiche fondamentali? 4) Che cos è una grandezza fisica derivata? 5) Qual è la formula della densità? Denso. 1) Che ha grande massa in un volume relativamente piccolo. 2) Che contiene qualcosa in gran numero o in gran quantità. Viscoso. Si dice di sostanza appiccicosa come quella estratta dal vischio. Definizioni tratte dal dizionario Garzanti della lingua italiana, 1965 Scopo: determinare la densità dell acqua, dell etanolo e di un olio alimentare mediante metodo indiretto, cioè misura della massa e del volume. Materiale: 3 cilindri da 50 ml o 3 becher da 100 ml Bilancia tecnica Acqua deionizzata Olio alimentare Etanolo (alcool etilico) Carta scottex Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: Fase 1. - versare 25 ml circa di acqua deionizzata in un becher da 100 ml - aggiungere 25 ml circa di olio alimentare - mescolare con una bacchetta di vetro - lasciare riposare per alcuni minuti - osservare Fase 2. - prelevare 25 ml di acqua deion. e pesarli su una bilancia tecnica - annotare la massa - ripetere lo stesso procedimento per l etanolo e per l olio - completare la tabella dei risultati Ipotesi: 1) Che cosa ci si aspetta dall unione dell acqua e dell olio? 2) Acqua e olio sono miscibili l uno nell altro? 3) Quale dei 3 liquidi ci si aspetta sia il più denso? E quale il meno denso? 14

15 Risultati: Acqua deionizzata Misurazione Massa del numero: contenitore (g) 1 Volume dell acqua (ml) Massa dell acqua (g) Densità dell acqua (g/ml) Densità media (g/ml) Etanolo (o alcool etilico) Misurazione Massa del numero: contenitore (g) 1 Volume dell etanolo (ml) Massa dell etanolo (g) Densità dell etanolo (g/ml) Densità media (g/ml) Olio alimentare Misurazione numero: 1 Massa del contenitore (g) Volume dell olio (ml) Massa dell olio (g) Densità dell olio (g/ml) Densità media (g/ml) Conclusioni: 1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché? 15

16 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Filtrazione e cristallizzazione 1) Che cos è una miscela? 2) Che cos è una miscela omogenea? (fare anche un esempio) 3) Che cos è una miscela eterogenea? (fare anche un esempio) 4) Che cos è una soluzione? Quali sono i suoi componenti? 5) Che cos è una sospensione? 6) Che cos è la filtrazione? 7) Che cos è la cristallizzazione? 8) Come si possono separare i componenti di una sospensione? 9) Come si può purificare un soluto? Scopo: Purificare un sale (nitrato rameico) a partire da una sospensione mediante filtrazione e cristallizzazione, ovvero sfruttando la sua solubilità in acqua. Materiale: nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2 Sabbia o carbone 2 spatole 2 becher 250 ml Acqua deionizzata 1 bacchetta di vetro Asta metallica e pinza ad anello Imbuto Filtro di carta Bunsen, treppiede, reticella spargi-fiamma Cristallizzatore (oppure una piastra Petri o un becher) Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: - mettere una spatola di sabbia (o carbone) e una di nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2, in un becher da 250 ml - portare a 50 ml con acqua distillata e mescolare fino a completa dissoluzione del nitrato rameico - montare l apparecchiatura per filtrare - filtrare la sospensione (se il filtrato non fosse limpido, eseguire una seconda filtrazione) - scaldare il filtrato fino a che non rimangono pochi ml di liquido - versare il tutto in un unico cristallizzatore (oppure in una piastra Petri) - lasciare cristallizzare sotto cappa chimica per giorni. Ipotesi: 1) Qual è la situazione iniziale? 2) Che cosa ci si aspetta di ottenere alla fine dell esperimento? 16

17 Risultati: 1) Quali sono i risultati ottenuti al termine dell esercitazione? 2) Di che colore è la sostanza trattenuta dal filtro? Di che sostanza si tratta? 3) Di che colore è la sostanza chiamata filtrato che è passata attraverso il filtro? Di che sostanza si tratta? 4) Che cosa si ottiene al termine della cristallizzazione? Di che colore è la sostanza ottenuta? Di che cosa si tratta? Conclusioni: 1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché 2) Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché? 3) Si è riusciti a purificare il sale? Mediante quale/quali processi? 4) Perché una delle due sostanze è trattenuta dal filtro? 5) Perché l altra sostanza no? 6) Perché si riottenono i cristalli di sale? Esercizio: Associare per ogni termine la propria definizione (scrivere a matita). A. Soluzione definizione n. B. Sospensione definizione n. C. Filtrazione definizione n. D. Cristallizzazione definizione n. 1. Tecnica di purificazione di una sostanza cristallina disciolta in soluzione mediante evaporazione del solvente 2. Miscela omogenea in cui uno o più soluti sono completamente disciolti un un solvente 3. tecnica di separazione che prevede l uso di filtri i cui pori permettono il passaggio dei liquidi, ma trattengono le particelle di grandezza superiore al proprio diametro 4. Miscela eterogenea costituita da particelle solide intersperse in un liquido 17

18 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Distillazione semplice e frazionata 1) Che cosa e quali sono i passaggi di stato di aggregazione? (completare lo schema a matita) solido liquido gassoso o aeriforme 2) Che cos è l ebollizione e che differenza c è fra l ebollizione e l evaporazione? 3) Che cos è il punto di ebollizione? 4) Che cos è la condensazione? Scopo dell esperimento: separare il soluto dal solvente di una soluzione mediante distillazione semplice o frazionata sfruttandone il diverso punto di ebollizione Materiale: Pallone codato Nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2 tubo di vetro ad angolo con gomma Etanolo Pinza di Mohr Permanganato di potassio, KMnO 4 Termometri Acqua deionizzata Mantello riscaldante Tubo di refrigerazione Tubo di frazionamento (o di rettifica) Beuta 1000 ml Raccordo in gomma Asta metallica Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: Distillazione semplice - Montare l apparecchiatura come indicato in figura; - Preparare una soluzione acquosa al 5% di nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2 ; - Riempire per due terzi il pallone codato con la soluzione di Cu(NO 3 ) 2 ; - Eseguire la distillazione. 18

19 Distillazione frazionata - Preparare 150 ml di una miscela acqua-etanolo al 50%; - Aggiungere 5 ml di soluzione di permanganato di potassio KMnO 4 al 10%; - Montare l apparecchiatura per distillazione; - Introdurre la miscela nel pallone codato; - Eseguire la distillazione fino a raccogliere 10 ml di distillato. Ipotesi: 1) Qual è la situazione iniziale? 2) Che cosa ci sia aspetta di ottenere al termine della distillazione? Risultati: Quante sostanze sono state ottenute mediante distillazione semplice? E quante con quella frazionata? Conclusioni: Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché? Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché? Sono state separate delle sostanze? Si o no? Perché? Come? Glossario Stato di aggregazione della materia Punto di ebollizione Distillazione semplice Distillazione frazionata Esercizio Dei prodotti di seguito elencati, indicare quali sono stati ottenuti mediante distillazione: - whisky - birra - acqua per il ferro da stiro - vino - benzina - grappa - metano 19

20 Approfondimenti Processo di raffinazione del petrolio. 20

21 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Estrazione con solvente 1) Che cos è una miscela? 2) Che cos è una miscela omogenea? (fare anche un esempio) 3) Che cos è la solubilità? Scopo: estrarre la clorofilla (pigmento vegetale) dalle foglie di spinaci sfruttando la maggiore affinità di tale sostanza per i solventi apolari. Materiale: Asta metallica spinaci (o qualsiasi foglia larga verde scuro) Pinza ad anello acqua deionizzata Imbuto etere di petrolio (o cicloesano) 2 becher miscela 1:1 etanolo:acetone Mortaio e pestello Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: Estrazione della clorofilla dalle foglie di spinaci. - sminuzzare le foglie di spinaci in un mortaio - aggiungere alcuni ml di miscela etanolo:acetone 1:1 e continuare a pestare con un pestello - filtrare il tutto - mettere alcuni ml di estratto in una provetta - aggiungere del etere di petrolio o cicloesano - agitare per 5-10 secondi e lasciare riposare per 5-10 minuti Risultati: Che cosa succede quando si aggiunge l etere di petrolio all estratto di clorofilla? Conclusioni: 1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché 2) Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché? 3) Motivare il fenomeno osservato dopo aggiunta dell etere di petrolio all estratto di clorofilla Glossario Solubilità Soluzione Soluto Solvente Estrazione (con solvente) Pigmento Colorante Clorofilla 21

22 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Cromatografia 1) Che cos è una miscela? 2) Che cos è una miscela omogenea? (fare anche un esempio) 3) Che cos è una soluzione? Quali sono i suoi componenti? Scopo: estrarre e separare i coloranti degli inchiostri di penne e/o pennarelli Materiale: 1 becher 1 coperchio 1 striscia di carta da cromatografia Soluzione 1:1 etanolo/acetone Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: - Disegnare un punto con una penna o un pennarello a un centimetro di una estremità di una striscia di carta da cromatografia e lasciare asciugare per qualche minuto - Versare una soluzione 1:1 di etanolo:acetone sul fondo di un becher in modo da coprire il fondo del becher - mettere la cartina in una camera da cromatografia usando la stessa miscela etanolo:acetone come fase mobile - togliere la cartina quando il fronte di avanzamento della fase mobile sarà giunto a pochi mm dal bordo superiore Ipotesi: 1) Qual è la situazione iniziale? 2) Che cosa ci si aspetta di ottenere alla fine dell esperimento? Risultati: 1) Quali sono i risultati ottenuti al termine dell esercitazione? Conclusioni: 1) Che cosa è stato separato dei vari inchiostri? 2) Perché le varie macchie si separano in tempi diversi? Glossario Miscela omogenea Solubilità Cromatografia Fase fissa Fase mobile Colorante 22

23 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Struttura dell atomo - Saggio alla fiamma 1) Che cos è la luce? 2) Che cos è un onda elettromagnetica? 3) Che cos è un fotone? 4) Che cos è lo spettro della luce? 5) Che cos è un atomo? 6) Che cosa sono gli elettroni, i protoni e i neutroni? 7) Come sono distribuiti gli elettroni in un atomo? 8) Che cos è un orbitale? 9) Che cosa s intende per livello energetico? 10) Com è organizzato l atomo secondo Bohr? 11) Che cosa s intende per stato fondamentale e stato eccitato di un elettrone? Il modello atomico di Bohr afferma che gli elettroni di un atomo non hanno tutti la stessa energia, ma si dispongono su livelli energetici differenti. Quindi, se si fornisce dell energia agli elettroni di un atomo, essi si eccitano e passano ad un livello energetico superiore. L elettrone al livello energetico superiore però è instabile e tende a ritornare al suo livello energetico originario di partenza. L energia in eccesso è quindi ceduta sotto forma di luce. In questo saggio, l energia è fornita dalla fiamma ossidante del becco di Bunsen, o semplicemente, Bunsen. Questo strumento è un bruciatore (una specie di fornellino) che può produrre una fiamma riducente gialla di circa C, oppure una fiamma ossidante blu trasparente di circa 1500 C. Scopo dell esperimento: indagare la natura ondulatoria e corpuscolare della luce; verificare il modello di Bohr; identificare alcuni cationi tramite saggio alla fiamma. Materiale: Filo di nichel-cromo Vetrini da orologio Becco Bunsen Sali di calcio, sodio, bario, rame, litio, potassio 23

24 Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: - Pulire il filo di nichel-cromo immergendolo nel acido cloridrico e mettendolo alla fiamma - Ripetere l operazione precedente finché il filo colora la fiamma - Immergere il filo nell acido cloridrico - Prelevare una piccolissima quantità di sale con il filo - Porre il filo sulla fiamma ossidante Ipotesi: Che cosa succederà alla fiamma ossidante quando gli si metterà sopra dei sali? Risultati: - riportare in tabella le corrispondenze fra i cationi e il colore della fiamma: Catione Sodio Calcio Litio Bario Rame Potassio Colore assunto dalla fiamma Conclusioni: 1) Sono state verificate le ipotesi? Si o no? Perché? 3) Perché la fiamma si colora? E perché ogni catione conferisce colori diversi? 4) Come può il saggio alla fiamma verificare il modello di Bohr? Glossario e concetti chiave Luce Onda elettromagnetica Fotone Spettro della luce Atomo Elettroni, i protoni e i neutroni Orbitale Livello energetico Modello atomico di Bohr Stato fondamentale e stato eccitato di un elettrone Becco Bunsen 24

25 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Legge di Lavoisier o legge di conservazione della massa 1) Che cosa dice la legge di Lavoisier? 2) La legge di Lavoisier è sempre valida? O ci sono delle eccezioni? 3) Le reazioni che sviluppano gas sottoforma di effervescenza - o producono precipitati sottostanno alla legge di Lavoisier? Scopo dell esperimento: verificare la legge di Lavoisier Materiale per ogni reazione: 2 provette Acido cloridrico, HCl 1 portaprovette Carbonato di calcio, CaCO 3 (marmo) 1 palloncino Cloruro d alluminio, AlCl 3 1 becher 250 ml Idrossido di sodio, NaOH 1 matraccio da 50 ml Idrossido di bario, Ba(OH) 2 Acido solforico, H 2 SO 4 Procedimento: Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: Reazione A: AlCl NaOH Al(OH) NaCl - Preparare 50 ml di AlCl 3 0,1 M e 50 ml di NaOH 0,1 M - Mettere 5-6 ml di AlCl 3 e di NaOH in due provette differenti - Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti - Unire il contenuto delle due provette e osservare il risultato della reazione - Ripesare le due provette. Reazione B: Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO H 2 O - Preparare 50 ml di Ba(OH) 2 0,1 M e 50 ml di H 2 SO 4 0,1 M - Mettere 5-6 ml di Ba(OH) 2 e di H 2 SO 4 in due provette differenti - Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti - Unire il contenuto delle due provette e osservare il risultato della reazione - Ripesare le due provette. Reazione C: CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 - Mettere alcuni pezzetti di marmo, CaCO 3, in un matraccio e alcuni ml di HCl concentrato in una provetta; - Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti; - Versare l acido cloridrico nel matraccio e chiuderlo immediatamente con un palloncino; - Ripesare il tutto. Reazione D: - Ripetere la reazione C senza chiudere il matraccio con il palloncino. 25

26 Ipotesi: 1) La massa dei reagenti e dei prodotti di una reazione è sempre uguale? 2) Quando in una reazione si produce un precipitato, i prodotti pesano di più dei reagenti? 3) Quando in una reazione si libera un gas, i prodotti sono più leggeri? Risultati: Riportare i risultati in tabella: Reazione Massa reagenti (g) Massa prodotti (g) 1) AlCl NaOH Al(OH) NaCl 2) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO H 2 O 3) CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (con palloncino) 4) CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (senza palloncino) Conclusioni: La legge di Lavoisier è stata verificata? Si o no? Perché? Le ipotesi si sono verificate? Sì o no? Perché? Giustificare il risultato ottenuto quando è stato tappato o meno il contenitore in cui è avvenuta la reazione tra il carbonato di calcio e l acido cloridrico. Glossario Reazione chimica Precipitato Legge di conservazione della massa Verifica di una legge Bilancia 26

27 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Reazioni di preparazione di sali Ossido + acido 2 Cu + O 2 2 CuO (colore: ) (colore: ) CuO + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O (colore: ) Reagenti: Cu in polvere (rame elementare), H 2 SO 4 0,5M (acido solforico) Materiale 1 Capsula di porcellana 1 bacchetta di vetro 1 paio di pinze 1 Bunsen, treppiede, reticella 1 becher da 100 ml 1 cilindro da 50 ml 1 asta metallica, 1 anello con morsetto 1 imbuto 1 filtro di carta 1 piatra Petri Procedimento Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: - Pesare in una capsula di porcellana 0,7 g di Cu in polvere; - Riscaldare su fiamma ossidante per almeno 15 minuti mescolando con una bacchetta di vetro in modo da favorire la reazione tra il rame e l ossigeno atmosferico, aiutarsi nell operazione con una pinza metallica (anche se il rame diventa quasi subito nero e importante proseguire il riscaldamento per il tempo indicato); - Lasciare raffreddare un po (per evitare schizzi), quindi trasferire la massa solida in un becher da 100 ml; - aggiungere direttamente nella capsula 20 ml di H 2 SO 4 0,5M e portare all ebollizione il miscuglio; - lasciare raffreddare, separare per filtrazione, raccogliere il filtrato, osservare; - trasferire la soluzione in una capsula Petri o in un becher, lasciare evaporare sotto cappa, osservare dopo qualche giorno l aspetto fisico del sale ottenuto. 27

28 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Reazioni di preparazione di sali Idrossido + anidride Ba(OH) 2 + CO 2 BaCO H 2 O (precipitato di colore: ) Reagenti: Idrossido di bario, Ba(OH) 2, blu di bromotimolo (indicatore di ph) Materiale: 1 becher da 100 ml 1 beuta da 100 ml 1 cannuccia Procedimento Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in ogni sua parte procedere nel seguente modo: - Preparare una soluzione satura di idrossido di bario (solubilità del Ba(OH) 2 : 5,6 g in 100 ml a 25 C) e filtrarne 20 ml in una beuta da 100 ml appena prima dell uso; - Soffiare con una cannuccia nella soluzione (l aria espirata è ricca di CO 2 ); - Osservare i cambiamenti di aspetto della soluzione; - Ripetere l esperimento aggiungendo alla soluzione di idrossido alcune gocce di blu di bromotimolo; - Soffiare fino al viraggio dell indicatore di ph. 28

29 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Preparazione di una soluzione a concentrazione nota Reagenti: permanganato di potassio (KMnO 4 ), H 2 O deion. Materiale: - 1 vetrino da orologio - 1 becher da 300 ml - 1 matraccio da 100 ml - 1 bottiglia di Mariotte - 1 imbuto - bilancia tecnica Procedimento: - Pesare la quantità di polvere calcolata mediante un vetrino da orologio e una spatola; - Versare la polvere in un becher da 100 ml e scioglierla con circa ml di acqua deionizz.; - Trasferire la soluzione in un matraccio da 100ml aiutandosi con un imbuto e una bottiglia di Mariotte; - Portare a volume con acqua deionizzata. Gruppo di lavoro Concentrazione della soluzione di KMnO 4 da preparare: Grammi di KMnO 4 da sciogliere in 100 ml di soluzione finale: 1 0,50 % 2 0,25 % 3 0,15 % 4 0,05 % Etichettare infine il contenitore della soluzione con: classe, gruppo, formula del soluto, concentrazione. 29

30 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Fattori che influiscono sulla velocità di una reazione Qual è la cinetica di una reazione chimica? Quali sono i fattori che influiscono sulla velocità di una reazione? E per quale/i motivo/i tali fattori alterano la velocità di una reazione? Reazione: Na 2 S 2 O HCl SO 2 + S + 2 NaCl + H 2 O Materiale 1 cilindro da 50 ml Tiosolfato di sodio, Na 2 S 2 O 3 0,5 M 3 beute da 250 ml Acido cloridrico, HCl 2 M 3 burette da 50 ml 2 aste di metallo + 2 pinze a ragno Procedimento A) Preparare del Na 2 S 2 O 3 0,5 M e del HCl 2 M B) Tracciare un segno a croce sul fondo di 3 beute da 250 ml e porle su 3 fogli di carta bianca (o carta scottex bianca) C) Numerare le 3 beute e riempirle con: 1) 10 ml Na 2 S 2 O 3 0,5 M + 40 ml di H 2 O 2) 25 ml Na 2 S 2 O 3 0,5 M + 25 ml di H 2 O 3) 50 ml Na 2 S 2 O 3 0,5 M D) Avvinare (risciacquare internamente) 3 burette e riempirle con 50 ml di HCl 2M E) Lasciar gocciolare nelle beute l HCl 2M dalle 3 burette, cronometrando il tempo occorrente affinché guardando dall alto non si riesca più a distinguere la croce disegnata sul fondo a causa della formazione di zolfo F) A fine esperimento lavare il tutto con H 2 O di fonte e poi con H 2 O deionizzata 30

31 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) L equilibrio chimico e il principio di Le Chatelier Che cos è un equilibrio chimico? Quali sono i fattori che influiscono su un equilibrio chimico? Materiale: 4 provette HCl conc. 1 pipetta da 5 ml 0,1 M CuCl 2 1 palla di Peleo 2 contagocce 1bottiglia di Mariotte Cu(H 2 O) Cl - CuCl H 2 O (blu) (giallo) Procedimento: - Preparare una soluzione 0,1 M di CuCl 2 (azzurro) A. - Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl 2 (azzurro) in una provetta, dopodichè aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da rosa non diventa verde - scaldare e raffreddare la provetta e osservare il cambiamento di colore Reazione endotermica: Cu(H 2 O) Cl - CuCl H 2 O (blu) (giallo) +E Reazione esotermica: - E CuCl H 2 O Cu(H 2 O) Cl - (giallo) (blu) B. C. - Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl 2 (azzurro) in una provetta, dopodichè aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da azzurra non diventa verde - Aggiungere H 2 O dist. fino al completo cambiamento di colore - Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl 2 (azzurro) in una provetta, dopodichè aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da azzurra non diventa verde - Aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino al completo cambiamento di colore 31

32 Esercitazione n... del../../.. (annotare e/o completare a matita) Materiale Vetrini di orologio Becher Bacchette di vetro Indicatore blu di bromotimolo Cartina indicatore universale ph-metro Sostanze da analizzare (come da tabella) Esperienze sul ph Procedimento Alcune delle sostanze da analizzare devono essere disciolte in acqua, mentre altre possono essere utilizzate direttamente. - Identificare le sostanze in ciascun contenitore. - Prelevare una piccola quantità di ciascuna sostanza e depositarla su un vetrino di orologio. Aggiungervi alcune gocce (2 o 3) di blu di bromotimolo. L indicatore assume colore giallo in ambiente acido, verde in ambiente neutro e blu in ambiente basico. - Bagnare con una goccia di liquido della sostanza da analizzare una cartina dell indicatore universale e controllare il colore della scala cromatica per ottenere il valore di ph. - Controllare alcuni valori ottenuti con il ph-metro dopo averlo tarato con una soluzione a ph noto. Ricordare di pulire lo strumento prima di immergerlo in una nuova sostanza. Sostanze in soluzione acquosa o allo stato puro The Colore assunto dal blu di bromotimolo ph misurato con Indicatore ph (acido, basico o neutro?) Succo di limone Acqua distillata Ammoniaca Aceto Latte Acido cloridrico 1N Bicarbonato di sodio Carbonato di sodio Candeggina per pulizia Detersivo Coca cola 32