DIARIO DI BORDO DOCENTE PIERA FERRARIO SCUOLA MEDIA STATALE A. DE FERRARIIS GALATONE

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1 DIARIO DI BORDO DOCENTE PIERA FERRARIO SCUOLA MEDIA STATALE A. DE FERRARIIS GALATONE

2 MISCUGLI E SOLUZIONI

3 La trattazione di questo argomento è avvenuta nell ambito dello studio dell acqua e delle sue proprietà fisico - chimiche.

4 Sono stati analizzati i seguenti aspetti: Differenza tra miscugli eterogenei ed omogenei. Conservazione della massa. Separazione dei componenti di una soluzione. Soluzioni sature. Fattori che influenzano la solubilità dei soluti. Proprietà colligative di una soluzione.

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7 Partendo dalla loro esperienza di vita e dalle conoscenze pregresse i ragazzi hanno risposto :

8 L acqua non scioglie tutto. L acqua scioglie bene le sostanze liquide. (il vino, l aceto, l olio )

9 L acqua scioglie più facilmente le sostanze fini rispetto a quelle grosse. il sale grosso non si scioglie come quello fino il latte non scioglie il cioccolato in pezzi ma solo quello in polvere.. L acqua calda scioglie meglio di quella fredda. il latte caldo scioglie prima il nesquik il tè bollente scioglie lo zucchero più rapidamente

10 dalle osservazioni effettuate i ragazzi dimostravano di intuire le relazioni esistenti tra temperatura e solubilità granulometria del materiale e solubilità. Le loro affermazioni hanno fornito lo spunto per avviare l indagine sperimentale

11 Ho messo a disposizione dei ragazzi dell acqua e varie sostanze: alcool, olio, vino, aceto e ho proposto loro di verificare le loro ipotesi.

12 I ragazzi hanno miscelato alcune sostanze in fase liquida alcool, olio, aceto, vino con acqua

13 ed altre in fase solida con acqua sabbia, farina, sale fino, sale grosso, zucchero, solfato di rame

14 per verificare l influenza della temperatura sulla Solubilità, hanno riscaldato in un becher dell acqua con sale grosso

15 Dall osservazione delle miscele ottenute i ragazzi hanno colto analogie e differenze nel comportamento delle varie sostanze

16 e le hanno riportate sul diario di bordo.

17 Il sale fino, il sale grosso, lo zucchero, l alcool denaturato, il solfato di rame, si sciolgono completamente lasciando l acqua limpida o leggermente colorata

18 La sabbia e la farina non si sciolgono e rimangono ben visibili.

19 il sale grosso si scioglie più lentamente rispetto a quello fine l olio non si scioglie ma rimane in superficie

20 Questa esperienza ha permesso ai ragazzi di confermare o smentire le ipotesi e di comprendere la differenza tra un miscuglio eterogeneo, soluzione, emulsione. il significato dei termini specifici quali soluto e solvente. L influenza della temperatura sulla velocità di solubilizzazione.

21 A conclusione dell attività i ragazzi hanno riportato nel diario di bordo esperienze familiari collegate a quanto sperimentato. Caterina ha detto che fa' una soluzione quando scioglie il bicarbonato nell acqua. Martina ha scritto che si fa' una soluzione quando si scioglie nell acqua una bustina di medicinale e quando si sala l acqua per cucinare.

22 OSSERVAZIONE QUANTITATIVA LA CONSERVAZIONE DELLA MASSA NEI MISCUGLI E NELLE SOLUZIONI

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24 I ragazzi hanno preparato dei miscugli miscugli con 100 ml con di 100 solvente ml di solvente e 10 g di soluto e 10 g di soluto Pesando i miscugli ottenuti e riportando i dati in una tabella pesando i miscugli ottenuti e riportando i dati in tabella

25 Acqua cloruro sodio Massa Soluto Massa Solvente Massa totale (g) 10 (g) g 100 (g) g 110 g Acqua alcool 10 g 100 g 110 g Acqua olio 10 g 100 g 110 g Acqua sabbia 10 g 100 g 110 g hanno verificato il principio di conservazione delle masse.

26 SEPARAZIONE DEI COMPONENTI DEI MISCUGLI

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28 I ragazzi hanno facilmente intuito che potevano separare i componenti dei miscugli attraverso semplici procedure quali la sedimentazione la filtrazione la decantazione del miscuglio.

29 Con l uso di un becher e di un colino hanno separato e recuperato la sabbia già sedimentata sul fondo del recipiente.

30 Per filtrazione, utilizzando carta da filtro appoggiata su un imbuto, inserito in un cilindro graduato, hanno recuperato la farina in sospensione.

31 Comprendere se e come è possibile separare i componenti delle soluzioni è stato meno immediato. La maggior parte degli alunni riteneva di non poter effettuare la separazione. Alcuni pensavano di riuscirci ricorrendo ai metodi meccanici utilizzati in precedenza.

32 Solo un alunna ha intuito che attraverso l evaporazione dell acqua avrebbe potuto separare il cloruro di sodio. Leidy ha motivato la sua risposta individuando un analogia tra la situazione esaminata e l evaporazione dell acqua di una pozzanghera che lascia il fango sul fondo.

33 Con l ausilio di un fornellino elettrico, si è proceduto all evaporazione dell acqua ottenendo la cristallizzazione del sale.

34 Durante lo svolgimento dell esperienza Luca ha osservato che questo stesso fenomeno è visibile in natura sui litorali rocciosi dove l acqua del mare evaporando deposita il sale sul fondo delle conche.

35 Tonio ha ricordato che dopo un bagno in mare, quando ci asciughiamo,rimangono delle tracce di sale sulla nostra pelle e sul costume.

36 I ragazzi grazie alle esperienze effettuate hanno compreso che è possibile recuperare i componenti di un miscuglio eterogeneo utilizzando metodi meccanici. è possibile recuperare i componenti di una soluzione attraverso i passaggi di stato. Il fenomeno esaminato si chiama cristallizzazione del sale.

37 SOLUZIONI SATURE CONCENTRAZIONE DI UNA SOLUZIONE

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39 La maggior parte dei ragazzi ha risposto che si può sciogliere tutto il sale aggiunto, continuando a mescolare la soluzione. Altri non erano del tutto convinti di questa possibilità. Li ho invitati a verificare le loro ipotesi.

40 I ragazzi partendo dalla soluzione contenente 100 g di H 2 O e 10 g di NaCl hanno aggiunto quantità note di sale mescolando ogni volta fino al completo scioglimento del soluto.

41 I dati relativi alle aggiunte sono stati riportati nella seguente tabella : AGGIUNT E MASSA SALE MASSA SOLVENTE MASSA SALE/ MASSA SOLVENTE 10 g 100 g 10g/100g + 5g 15 g 100 g 15g/100g + 5g 20 g 100 g 20g/100g + 5g 25 g 100 g 25g/100g +3g 28 g 100 g 28g/100g +3g 31 g 100 g 31g/100g

42 I ragazzi hanno potuto osservare e verificare che dopo ogni aggiunta occorreva mescolare la soluzione più a lungo per sciogliere il soluto.

43 All ultima aggiunta quando la soluzione conteneva 31 g di NaCl nonostante il loro impegno è stato impossibile sciogliere completamente il sale che si è depositato sul fondo del becher.

44 Durante lo svolgimento dell esperienza ho spiegato ai ragazzi che ad ogni aggiunta di sale la soluzione diventava più CONCENTRATA, rispetto a quella di partenza più DILUITA. all ultima aggiunta quando si forma il CORPO DI FONDO la SOLUZIONE è SATURA. la CONCENTRAZIONE di una soluzione si indica come grammi di soluto in 100 g di soluzione.

45 A conclusione dell attività i ragazzi hanno osservato che anche nella vita quotidiana si utilizzano soluzioni diluite, concentrate o sature. durante i pasti si possono fare soluzioni diluite di acqua e vino. se si versa troppo zucchero nella tazzina di caffè si fa una soluzione concentrata.

46 l acqua del mare ha una concentrazione di sali maggiore dell acqua dei fiumi e dei laghi. nella produzione dei liquori casalinghi si fanno delle soluzioni sature di acqua e zucchero.

47 INFLUENZA DELLA TEMPERATURA SULLA SOLUBILITA DI UN SOLUTO

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49 Ilaria basandosi su un esperienza di vita quotidiana ha suggerito di scaldare la soluzione. L alunna aveva infatti osservato che quando la mamma prepara i liquori per sciogliere grandi quantità di zucchero, riscalda l acqua.

50 Con l ausilio del fornellino elettrico abbiamo quindi scaldato la soluzione fino a far sciogliere tutto il sale

51 Gli alunni grazie a questa esperienza hanno compreso che la temperatura della soluzione influisce anche sulla solubilità del soluto.

52 PROPRIETA COLLIGATIVE DELLE SOLUZIONI

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54 I ragazzi hanno preparano una soluzione con 150 ml di H 2 O e 25 g di Na Cl. Riscaldandola sul fornello elettrico hanno rilevato la temperatura ad intervalli di tempo regolari.

55 Le misurazioni effettuate sono state riportate nella seguente tabella. Dalla quale i ragazzi hanno costruito un grafico. TEMPO TEMPERATURA l

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57 Questa esperienza ha permesso di verificare che l ebollizione di una soluzione avviene ad una temperatura superiore a quella dell acqua pura. che è necessario fornire più calore per ottenere il passaggio di stato. che dopo la sosta termica la temperatura della soluzione riprende nuovamente a salire perché la soluzione diventa via via più concentrata. La comprensione di questi fenomeni non è risultata semplice ed immediata per i ragazzi. E seguita quindi una discussione guidata che ha consentito di richiamare conoscenze pregresse utili alla loro comprensione.

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59 Risponde subito Andrea perché quando è andato in montagna il papà gli ha detto che serve ad evitare che si formi il ghiaccio. Ma perché il sale evita la formazione del ghiaccio? Luca ed altri comprendono che come la presenza del sale aumenta la temperatura di ebollizione dell acqua così può modificare la temperatura di fusione del ghiaccio. Decidiamo di provare.

60 I ragazzi triturano due cubetti di ghiaccio e li pongono in un recipiente. Con un termometro misurano la temperatura di fusione del ghiaccio essa è di 0 C.

61 Successivamente aggiungono nel contenitore due cucchiaini di sale fino, miscelano il tutto e misurano la temperatura di fusione della soluzione i ragazzi rilevano un brusco abbassamento della temperatura fino a 13 C.

62 - Con questa esperienza i ragazzi verificano che anche questa volta la presenza del sale modifica la temperatura di fusione del ghiaccio. - Una soluzione salina fonde ad una temperatura molto inferiore a quella dell acqua pura pertanto la solidificazione di una soluzione richiede la sottrazione di una maggiore quantità di calore rispetto a quella del solvente puro. - Il sale gettato sulle strade riduce il pericolo di formazione di ghiaccio a temperature prossime allo zero.

63 Le misurazioni effettuate sono state riportate nella seguente tabella dalla quale i ragazzi hanno costruito un grafico.

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