ATTREZZATURA DI LABORATORIO. beute. palloni tubo ad U bacchette di vetro

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1 ATTREZZATURA DI LABORATORIO Nel laboratorio di chimica si trovano molti strumenti di svariati materiali, a cominciare dalla vetreria di uso comune e indispensabile per le misure di volume. Vetreria di uso comune Il vetro è il materiale più usato in un laboratorio di chimica perché poco costoso, inerte e facile da lavorare. E però fragile e quindi poco resistente a sollecitazioni meccaniche; presenta inoltre un alto coefficiente di dilatazione termica e quindi è poco adatto a subire sbalzi termici. La vetreria da laboratorio è di norma costruita con vetro Jena, Duran o Pyrex che contengono un alta percentuale di silice SiO e di ossidi di boro B O 3, presentano buona resistenza meccanica, ad acidi e basi e modesto coefficiente di dilatazione. bechers bottiglia beute beuta codata provetta da centrifuga provetta e provettone imbuti palloni tubo ad U bacchette di vetro pipetta Pasteur vetrini da orologio Attrezzature in porcellana La porcellana è il più pregiato prodotto della ceramica. I componenti principali sono il caolino, il quarzo e il feldspato. E caratterizzata da alta resistenza termica e chimica. crogiolo con coperchio capsula Imbuto Büchner piastra con incavi mortaio con pestello

2 Attrezzature metalliche, in plastica e in legno spruzzetta bottiglia di Ranvier bottiglia pinza per afferrare oggetti caldi spatole per prelevare polveri o solidi pinza pinza portaburette pinza in legno triangolo refrattario morsetto sostegno di Omeis treppiedi reticella spargifiamma portaprovette pipetta Pasteur asta di sostegno asta con morsetto, pinza e anelli

3 Misure di volume La scelta dello strumento per effettuare la misura di volume dipende ovviamente dal tipo di operazione analitica che si intende effettuare, dall ordine di grandezza e dalla precisione richieste nelle misure. Poiché il volume dipende dalla temperatura, normalmente gli strumenti di misura più precisi portano indicata la temperatura alla quale è stata effettuata la taratura. Una corretta lettura comporta osservare che, ogniqualvolta la superficie del liquido presenti una curvatura rivolta verso l alto (menisco concavo, vedi figura a lato), venga considerata la tacca corrispondente al punto più basso del menisco. Per evitare errori di parallasse gli occhi devono essere all altezza del liquido. Cilindri graduati: sono tubi di vetro o di materiale plastico, con diversa portata e costante, dotati di beccuccio per favorire il travaso del contenuto. Pipette tarate e graduate: sono tubi di varia forma e capacità predisposti per il prelievo e l'erogazione di volumi fissi o variabili di liquidi. Nel primo caso si chiamano pipette tarate, nel secondo pipette graduate. Tutte le pipette devono essere riempite per aspirazione mediante l'uso di opportune aspirapipette. Le burette sono tubi di vetro calibrato, chiuso ad una estremità inferiore da un rubinetto (figura a). Per facilitare la lettura alcune burette sono percorse da una sottile linea blu: in corrispondenza del menisco si ha l immagine di una doppia punta (figura b). La buretta viene fissata mediante una pinza ad un asta di sostegno (figura c).

4 a) c) b) I matracci sono contenitori che, riempiti di liquido sino alla tacca incisa sul collo, contengono esattamente il volume dichiarato. Sono utilizzati per la preparazione di soluzioni a titolo noto. Misure di massa Le masse vengono misurate per confronto con delle masse campione impiegando la bilancia. La pesata viene effettuata in genere per differenza: si pesa prima il contenitore e se ne registra il peso, poi si aggiunge all incirca la quantità di materiale richiesta e si ripesa. La massa del materiale è data dalla differenza tra la seconda e la prima pesata. In un laboratorio chimico si trovano di solito la bilancia tecnica che ha una costante di 0,0 g e la bilancia analitica che permette di apprezzare la decima parte del milligrammo, vale a dire 0,000 g. Sono entrambe bilance a un piatto. I vantaggi di questo tipo di bilance consistono in una notevole semplicità e velocità di impiego e nella possibilità del controllo automatico della tara.

5 Esercizi: ) Completa la presentazione degli oggetti della figura utilizzando appropriatamente i seguenti termini: becher, cilindro, pallone, beuta, provetta. A tutta destra un liquido giallo è contenuto in mentre a sinistra. ospita al suo interno tre... Il piu' alto e' mentre risulta rovesciato e contenente una porzione di sostanza blu ) Completa e scegli correttamente. L'operatore sta eseguendo una misura di.. con una tecnica/analitica, più sensibile di quella.. ma di portata.. Nel nostro laboratorio di chimica il numero di cifre decimali di questo tipo di bilancia è pari a.. 3) Associa ad ognuno degli oggetti proposti il nome corretto

6 MEZZI DI RISCALDAMENTO E RAFFREDDAMENTO Mezzi di riscaldamento In laboratorio di chimica si usano generalmente i seguenti mezzi riscaldanti: il bunsen (ossia la sua fiamma diretta), la piastra elettrica, il bagnomaria e la stufa. La scelta del mezzo dipende dalla temperatura che si vuole raggiungere, dalle condizioni di sicurezza da osservare e dalla velocità del riscaldamento. Il bunsen E un dispositivo metallico che brucia un flusso continuo di gas metano (con eventuali piccole quantità di propano e butano), senza alcun rischio che si abbia un ritorno di fiamma. E costituito da una base collegata al tubo di gomma da cui giunge il gas e da un tubo metallico verticale, all imboccatura del quale viene acceso il gas. E provvisto di regolazione sia per l aria che per il gas. Il gas entra nel bruciatore da un ugello posto alla base dell apparecchio; la sua portata è regolata da una vite. Il flusso del gas provoca l aspirazione dell aria attraverso una presa, a forma di manicotto forato, sistemata immediatamente sopra l ugello di alimentazione e coassiale al tubo di miscelamento. La quantità di aria aspirata viene regolata ruotando il manicotto: una miscela reagente più ricca di ossigeno produce una reazione di combustione più vivace alla quale corrisponde una temperatura più elevata. Il becco bunsen consente di ottenere temperature molto elevate (fino a 00 C circa) ma il controllo del riscaldamento è solo approssimativo. Per evitare pericolosi surriscaldamenti locali, il recipiente di vetro o di porcellana da riscaldare va appoggiato su un diffusore (reticella metallica) sostenuto da un treppiede. L'impiego a fiamma libera richiede attenzione e un certo addestramento ed è da evitare in presenza di sostanze infiammabili. Al giorno d'oggi il becco di Bunsen è stato sostituito in molti utilizzi da riscaldatori elettrici che hanno il vantaggio di essere più sicuri, facilmente controllabili e di non emettere prodotti di combustione che potrebbero interagire con le reazioni in atto. La fiamma passa da riducente () a ossidante () in funzione della posizione del manicotto La fiamma è costituita da due zone, visibili a occhio nudo: una zona interna a temperatura più bassa e una zona esterna a temperatura più alta. Questa differenza di temperatura può essere messa

7 facilmente in evidenza ponendo un filo di acciaio trasversalmente alla fiamma stessa. Dopo pochi istanti esso manifesterà una colorazione rossa nei tratti in cui il filo viene a contatto con la zona calda, mentre manterrà una colorazione grigia nella zona più fredda. Come procedere: a) chiudere i fori di accesso dell aria b) aprire il rubinetto di erogazione del gas presente sul bancone c) accendere il bruciatore: si osserva una fiamma gialla e larga (riducente, figura ). d) aprire lentamente i fori di accesso dell aria: si osserva che la fiamma diventa via,via incolore con due zone distinte di cui una interna di colore azzurro (fiamma ossidante, figura ). I bunsen in dotazione sono forniti di valvola di sicurezza che interrompe l erogazione di gas nel caso di spegnimento accidentale della fiamma. La fiamma è il luogo dove avviene la reazione di combustione. La zona ad alta luminosità, che va a costituire una superficie di discontinuità conica di spessore finito, viene detta fronte di fiamma: al di sotto di questa superficie si mescolano i reagenti (metano e ossigeno); al di sopra si formano i prodotti di combustione (anidride carbonica e acqua). Per essiccare un solido ridotto in polvere si può usare un bruciatore bunsen, munito di treppiede e di triangolo refrattario sul quale appoggiare il crogiolo contenente la sostanza. Il bunsen può essere utilizzato allo stesso modo anche per il riscaldamento di liquidi contenuti in capsule, bechers o beute. Per riscaldare un solido o un liquido contenuti in una provetta, si può tenere la provetta direttamente sulla fiamma bunsen mantenendola un po inclinata con l apposita pinza. Per evitare che la provetta si scaldi troppo in un solo punto e finisca col rompersi, è bene farla oscillare lentamente, facendo attenzione che la sua apertura non sia mai rivolta verso il viso di qualcuno. Bagnomaria Per riscaldamenti più lenti ed uniformi è opportuno usare un bagno d acqua (o d olio). Si prepara prendendo un recipiente contenente dell acqua in cui si immerge un secondo recipiente contenente la sostanza da riscaldare. Il riscaldamento con bunsen è semplice e veloce ma può causare fenomeni di surriscaldamento che potrebbero determinare spruzzi o decomposizione di sostanze. Per sistemare adeguatamente i due becher uno nell altro si agisce sulla pinza agganciata al sostegno fisso. Per operare a temperature inferiori a quella ambiente si ricorre all uso di un bagno refrigerante in cui immergere la miscela che si vuole raffreddare. La sorgente fredda più utilizzata è l acqua corrente (- C) in quanto è più che sufficiente per la maggior parte delle

8 necessità. Quando invece sia necessario raggiungere temperature più basse, il bagno refrigerante può essere preparato con ghiaccio frantumato (0 C) o con una miscela di ghiaccio e sale (- C). La stufa Ha porte accuratamente coibentate e può essere termostatata fino a circa C. Viene utilizzata per essiccare sostanze solide e per asciugare la vetreria. Piastra elettrica E dotata di resistenza elettrica e di agitatore magnetico. Può riscaldare solo recipienti a fondo piatto (beker e beute) Esercizi: ) Individua il termine corretto. a) Il bunsen presenta una fiamma tanto più calda se chiudo/apro il foro dell aria in quanto la combustione ne risulta favorita/sfavorita. b) Per riscaldare il liquido contenuto in una provetta si può/non si deve avvicinarla alla fiamma diretta del bunsen. c) Per essiccare un solido si usano generalmente tre strumenti di laboratorio che sono: provetta capsula treppiede bunsen becher piastra elettrica pipetta d) La fiamma più calda/meno calda ottenuta dal bunsen è quella di colore. ) esegui le letture di volume completando correttamente le indicazioni fornite in corrispondenza di ciascun strumento di misura. Il volume da leggere può essere quello presente o quello prelevato dipendentemente dallo strumento di misura che può essere per riempimento o per svuotamento

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