Relazione giorno 4 Febbraio 2011

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1 Relazione giorno 4 Febbraio 2011 Classi IVA e IVB Titolo esperienza Passaggi di stato, innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Curva di riscaldamento dell acqua. Introduzione al problema Abbiamo osservato i passaggi di stato dell acqua; abbiamo costruito la relativa curva di riscaldamento. Abbiamo, inoltre, trattato i temi di innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Materiali Becher in vetro SYMAX (resistente alle alte temperature), fornellino elettrico, ghiaccio, acqua, sale da cucina (NaCl), spatolina, termometro digitale, termometro ad alcool, carta millimetrata. Metodi Metodo scientifico sperimentale basato sull osservazione. Curva di riscaldamento: abbiamo messo il ghiaccio nel becher e abbiamo sottoposto il sistema a riscaldamento. Ad intervalli di tempo più o meno regolari, abbiamo registrato i valori di temperatura. Tali valori sono stati riportati in un diagramma T( C) vs t (s). Innalzamento ebullioscopico ed abbassamento crioscopico: abbiamo osservato il punto di ebollizione e il punto di fusione di una soluzione acquosa di cloruro di sodio (sale da cucina). Risultati e Discussione Curva di riscaldamento: abbiamo ottenuto il seguente diagramma

2 &"! &!! %! T ( C) $! #! "!!! &!! "!! '!! #!! (!! $!! t (s) Innalzamento ebullioscopico ed abbassamento crioscopico: la soluzione di acqua e sale ha una temperatura di ebollizione maggiore di quella del solvente puro e una temperatura di fusione minore di quella del solvente puro. Sono, in particolare, stati registrati i seguenti valori: T ebollizione soluzione = 106 C T fusione soluzione = -5 C Avete condotto l esperienza da soli o in gruppo? In gruppo.

3 Relazione giorni Febbraio 2011 Classi IVA e IVB Titolo esperienza Miscugli omogenei ed eterogenei. Concentrazione delle soluzioni. Diluizione delle soluzioni. Introduzione al problema Abbiamo osservato le differenze tra miscugli omogenei ed eterogenei e abbiamo valutato le possibili tecniche di separazione di tali miscugli. Abbiamo preparato soluzioni a concentrazione molare fissata. Abbiamo preparato una soluzione diluita, a partire da una soluzione concentrata. Materiali Pipetta, spatolina, bilancia, cilindro graduato, spruzzetta con acqua distillata, sale da cucina, sabbia, imbuto, carta da filtro, carbonato di sodio Na 2 CO 3, bicarbonato di sodio NaHCO 3, solfato di rame CuSO 4. Metodi e risultati Metodo scientifico sperimentale basato sull osservazione. Abbiamo realizzato un miscuglio di acqua e sale e uno di acqua e sabbia e abbiamo valutato le possibili tecniche per separarli. Il miscuglio formato da acqua e sale da cucina è un miscuglio omogeneo, il miscuglio acqua e sabbia è un miscuglio eterogeneo. Per separare questi miscugli, abbiamo utilizzato: la filtrazione per acqua e sabbia e l evaporazione per acqua e sale. Abbiamo preparato le seguenti soluzioni: 0,1 M Na 2 CO 3 in 100 ml 0,1 M NaHCO 3 in 100 ml 0,1 M CuSO 4 in 100 ml Per fare ciò, abbiamo effettuato i seguenti calcoli:

4 per trovare il numero di moli! n = M V per trovare la massa in grammi della sostanza! m = n PM abbiamo, quindi, inserito le sostanze pesate nel cilindro graduato e abbiamo portato a volume con acqua distillata fino a 100 ml. Abbiamo diluito la soluzione di bicarbonato di sodio portando la sua concentrazione a 0,001 M in 100 ml. Per fare ciò, abbiamo utilizzato la legge della diluizione delle soluzioni: M c V c = M d V d Dove gli indici c e d si riferiscono, rispettivamente, alla soluzione concentrata e a quella diluita. Da questa formula abbiamo ricavato il volume di soluzione concentrata da prelevare e abbiamo portato a volume fino a 100 ml con acqua distillata.

5 Relazione giorni 25 Marzo e 18 Aprile 2011 Classi IVA e IVB Titolo esperienza TEST PER LA RILEVAZIONE DEGLI IONI: Cu 2+, NH + 4, CO 2-3, CH 3 COO - Introduzione al problema Abbiamo studiato due tipi di test per la rilevazione di alcune specie ioniche in soluzione acquosa. Si tratta di un test per complessometria e di tre test acidobase. Materiali Carbonato di ammonio (formula (NH 4 ) 2 CO 3 ), Solfato di rame (CuSO 4 ), Carbonato di sodio (Na 2 CO 3 ), Acetato di sodio (CH 3 COONa), Ammoniaca (NH 3 ), Acqua distillata, Acido cloridrico (HCl), Idrossido di sodio (NaOH), provette, porta provette, mortaio e pestello, becher, pipette Pasteur, spruzzetta, spatolina, vetrino orologio, cappa. Metodi Test per complessometria: tale test è finalizzato alla rilevazione dello ione Cu 2+. Abbiamo aggiunto NH 3 ad una soluzione di solfato di rame. Test acido-base: tali test sono finalizzati alla rilevazione degli ioni NH + 4 e CO 2-3. Il primo dei due test si effettua aggiungendo una soluzione di una base forte (NaOH) alla soluzione di carbonato di ammonio. Si tratta di un test olfattivo. Il secondo dei tre test acido-base si effettua aggiungendo una soluzione di un acido forte (HCl) alla soluzione di carbonato di sodio. Il terzo test si effettua aggiungendo un acido forte alla soluzione di acetato di sodio. Anche in questo caso si tratta di un test olfattivo. Risultati Dal test per complessometria, si è notata una colorazione blu cobalto (molto intenso). Ciò è dovuto alla formazione del composto di coordinazione TETRA-AMMINORAME.

6 Il colore blu intenso di una soluzione acquosa alla quale è stata aggiunta ammoniaca, indica la presenza dello ione Cu 2+ in soluzione. Dal primo dei tre test acido-base, aggiungendo idrossido di sodio al carbonato di ammonio, l equilibrio NH 3 + H 2 O = NH OH - viene totalmente spostato verso sinistra. L odore caratteristico dell ammoniaca dà un informazione sulla presenza dello ione ammonio in soluzione acquosa. Dal secondo dei tre test acido-base, si è osservato che aggiungendo HCl ad una soluzione acquosa di carbonato di sodio, si forma CO 2, secondo la reazione: Na 2 CO 3 + 2HCl! 2NaCl + CO 2 + H 2 O L effervescenza osservata, dovuta alla formazione di CO 2 indica la presenza di ione carbonato in soluzione acquosa. Dal terzo dei tre test acido-base, aggiungendo acido solforico diluito, l equilibrio CH 3 COOH + H 2 O! CH 3 COO - + H 3 O + viene totalmente spostato verso sinistra. L odore caratteristico dell aceto dà un informazione sulla presenza dello ione acetato in soluzione acquosa. Discussione I test acido-base hanno messo in evidenza il comportamento dello ione ammonio, dello ione carbonato e dello ione acetato in presenza basi forti e di acidi forti. Nel caso dello ione ammonio, è stato osservato come l aumento della concentrazione di un prodotto in una reazione reversibile sposta l equilibrio verso i reagenti.

7 Nel caso dello ione carbonato, l effervescenza dell anidride carbonica gassosa, ha messo in evidenza la presenza dello ione. Nel caso dello ione acetato, è stato osservato come l aumento della concentrazione di un prodotto in una reazione reversibile sposta l equilibrio verso i reagenti. Le esperienze sono state filmate e fotografate. Avete condotto l esperienza da soli o in gruppo? In gruppo. Vi è piaciuto? Perché? Sì, perché le esperienze effettuate ci hanno permesso di osservare la presenza di diversi ioni utilizzando l approccio sensoriale e di cominciare ad apprendere il meccanismo degli equilibri acido-base. Cosa cambiereste? Niente. Avete trovato qualche collegamento con la realtà di tutti i giorni? Sì, perché alcuni di questi ioni sono indicati nelle etichette dell acqua minerale e in alcuni prodotti comunemente usati come detergenti.

8 Relazione giorno 28 Gennaio 2011 Classi IVA e IVB Titolo esperienza Densità, risalita capillare, polarità e miscibilità di liquidi Introduzione al problema Abbiamo costruito il diagramma massa contro volume per la sostanza acqua. Abbiamo osservato la risalita capillare dell acqua attraverso il cartoncino. Abbiamo analizzato la miscibilità di diversi liquidi tra di loro. Materiali Cilindro graduato, pipetta, spruzzetta, Acqua distillata, bilancia digitale, cartoncino, forbici, bacinella, provette, olio, alcool. Metodi Densità: abbiamo misurato la massa e il volume di alcuni campioni di acqua distillata; abbiamo riportato questi dati in una tabella e li abbiamo rappresentati sul piano cartesiano mettendo in ascissa il volume (cm 3 ) e in ordinata la massa (g). Risalita capillare: abbiamo realizzato dei fiori di cartoncino e, dopo aver ripiegato i petali verso l interno, li abbiamo riposti sul pelo libero dell acqua all interno della bacinella. Polarità e miscibilità dei liquidi: abbiamo provato a miscelare l olio, l acqua e l alcool tra loro. Risultati e Discussione Densità: diagrammando la massa in grammi contro il volume in cm 3 si ottiene una retta. Risalita capillare: i fiori di cartoncino galleggiano sull acqua e sbocciano gradualmente per effetto della risalita dell acqua attraverso i pori del cartoncino.

9 Polarità e miscibilità dei liquidi: l acqua e l alcool sono due liquidi miscibili perché sono due sostanze polari, l olio è apolare e non è miscibile né con l acqua né con l alcool. Nel caso di sostanze liquide non miscibili si è osservato che la sostanza meno densa si dispone nella parte superiore della miscela eterogenea. Avete condotto l esperienza da soli o in gruppo? In gruppo. Vi è piaciuto? Perché? Sì, perché le esperienze condotte ci hanno permesso di conoscere alcune caratteristiche delle sostanze prese in considerazione. Cosa cambiereste? Niente. Avete trovato qualche collegamento con la realtà di tutti i giorni? 1) mi fa capire perché nel ripulire gli utensili da cucina sporchi d olio non basta usare semplicemente l acqua. 2) Utilizzo dell olio da miscela nei motori. 3) Giardinaggio: mettendo l acqua nel porta piante, sotto il vaso, l acqua risale attraverso i pori della terra