RELAZIONE CHIMICA TITOLO: REAZIONI FRA IONI IN SOLUZIONE ACQUOSA

Transcript

1 RELAZIONE CHIMICA TITOLO: REAZIONI FRA IONI IN SOLUZIONE ACQUOSA OBIETTIVO: OSSERVARE LE REAZIONI CHE AVVENGONO TRA ALCUNI IONI IN SOLUZIONE ACQUOSA E DESCRIVERE L ASPETTO DEL PRECIPITATO CHE SI FORMA AVVERTENZE: -indossare gli occhiali di protezione e il camice; j -prestare attenzione alle indicazioni di pericolo e ai consigli di prudenza; k -maneggiare con cura tutti i materiali A NaCl cloruro di sodio NaOH idrossido di sodio AgNO 3 nitrato di argento Na 2 S solfuro di sodio MgSO 4 solfato di magnesio Na 2 SO 4 solfato di sodio CuSO 4 solfato rameico BaCl 2 cloruro di bario NaNO 3 nitrato di sodio REQUISITI TEORICI: 1) reazione: è una trasformazione della materia in cui una o più sostanze chimiche (dette reagenti o reattivi ) modificano la loro struttura per generare altre sostanze chimiche (dette prodotti ); 2) precipitato: solido che si forma durante una reazione 3) reagente: sostanza che partecipa a una reazione chimica 4) prodotto: sostanza che si forma durante una reazione chimica MATERIALI: spruzzetta con H 2 O distillata, provette, portaprovette, bottigliette di Ranvier contenenti i reagenti PROCEDIMENTO:

2 Unire in provetta, a due a due, piccole e circa uguali quantità dei reattivi secondo le combinazioni riportate nella tabella sottostante. Agitare con cautela. Se si osserva che si forma un precipitato, descriverne l aspetto, cioè il colore e la consistenza (fioccoso, polveroso o gelatinoso); se non si osserva alcuna manifestazione, scrivere NR (Nessuna reazione) oppure -. Reagenti NaOH NaCl NR NaCl Ag(NO 3 ) Ag(NO 3 ) Na 2 S NR NR Na 2 S Mg(SO 4 ) Mg(SO 4 ) Na 2 (SO 4 ) NR NR NR NR Na 2 (SO 4 ) Cu(SO 4 ) NR NR Cu(SO 4 ) BaCl 2 NR BaCl 2 Na(NO 3 ) NR NR NR NR NR Si può notare che in alcune caselle è già stato scritto che non si manifesteranno delle reazioni. Questo perché, trattandosi tutte di reazioni di doppio scambio, nel momento in cui vengono mescolate lo ione metallico del primo reagente si lega con lo ione non metallico del secondo (ad esempio: Ag(NO 3 ) + NaCl = AgCl + Na(NO 3 ) ). In alcune caselle è stato già scritto NR perché rappresentano l unione di due reagenti che hanno un uguale ione metallico o un uguale ione non metallico i quali perciò, non si scambiano, e anche se si scambiassero, i prodotti sarebbero uguali ai reagenti per cui non avviene reazione (ad esempio: NaCl + Na(OH) = NaCl + Na(OH), non si scambiano). Ora si può cominciare a unire gli altri reagenti scrivendo le formule in forma molecolare, ionica e ionica netta e indicando l eventuale precipitato con una s. 1) AgNO 3 (nitrato di argento) + NaOH (idrossido di sodio) AgNO 3(aq) + NaOH (aq) NaNO 3(aq) + AgOH (s) Ag + (aq) + (NO 3 ) - (aq) + Na + (aq) + (OH) - (aq) Na + (aq) + (NO 3 ) - (aq) + Ag + (OH) - (s) Ag + (aq) + (OH) - (aq) Ag + (OH) - (s) Quando si uniscono i due reagenti in provetta, agitandola, si osserva che il precipitato che si forma è marrone e ha una consistenza fioccosa: si tratta dell idrossido di argento (AgOH); l altro prodotto, solubile, è il nitrato di sodio (NaNO 3 ). 2) AgNO 3 (nitrato di argento) + NaCl (cloruro di sodio) AgNO 3(aq) + NaCl (aq) NaNO 3(aq) + AgCl (s) Ag + (aq) + (NO 3 ) - (aq) + Na + (aq) + Cl - (aq) Na + (aq) + (NO 3 ) - (aq) + Ag + Cl - (s) Ag + (aq) + Cl - (aq) Ag + Cl - (s)

3 Nel momento dell unione dei due reagenti in provetta, si osserva che il precipitato che si forma è bianco e ha una consistenza prima gelatinosa, ma poi fioccosa: è il cloruro di argento (AgCl), mentre il prodotto solubile è un altra volta il nitrato di sodio (NaNO 3 ). 3) AgNO 3 (nitrato di argento) + Na 2 S (solfuro di sodio) 2AgNO 3(aq) + Na 2 S (aq) Ag 2 S (s) + 2NaNO 3(aq) 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + 2Na + (aq) + S -2 (aq) Ag + 2 S -2 (s) + 2(NO 3 ) - (aq) + 2Na + (aq) 2Ag + (aq) + S -2 (aq) Ag + 2 S -2 (s) In questo caso il precipitato è il solfuro di argento (Ag 2 S) caratterizzato da un colore nero e una consistenza fioccosa; il prodotto solubile è ancora il nitrato di sodio (NaNO 3 ). 4) MgSO 4 (solfato di magnesio) + NaOH (idrossido di sodio) MgSO 4(aq) + 2NaOH (aq) Na 2 SO 4(aq) + Mg(OH) 2(s) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2(OH) - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (OH) - 2(s) Mg +2 (aq) + 2(OH) - (aq) Mg +2 (OH) - 2(s) Qui il precipitato è l idrossido di magnesio (Mg(OH) 2 ) che si presenta bianco, con una consistenza polverosa; il prodotto solubile è questa volta il solfato di sodio (Na 2 SO 4 ). 5) MgSO 4 (solfato di magnesio) + NaCl (cloruro di sodio) MgSO 4(aq) + 2NaCl (aq) Na 2 SO 4(aq) + MgCl 2(s) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2Cl - (aq) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2Cl - (aq) Quando si mescolano i due reagenti, non avviene nessuna reazione; entrambi i prodotti (solfato di sodio, Na 2 SO 4, già visto, e cloruro di magnesio, MgCl 2 ) sono solubili. 6) MgSO 4 (solfato di magnesio) + AgNO 3 (nitrato di argento) MgSO 4(aq) + 2AgNO 3(aq) Ag 2 SO 4(aq) + Mg(NO 3 ) 2(aq) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Anche qui, quando si mescolano i due reagenti non avviene nessuna reazione; entrambi i prodotti (solfato di argento, AgSO 4, e nitrato di magnesio, Mg(NO 3 ) 2 ) sono solubili. 7) MgSO 4 (solfato di magnesio) + Na 2 S (solfuro di sodio) MgSO 4(aq) + Na 2 S (aq) Na 2 SO 4(aq) + MgS (aq) Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + S -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + S -2 (aq)

4 Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + S -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + S -2 (aq) Pure questa prova è negativa perché non si forma un precipitato; i prodotti (solfato di sodio, Na 2 SO 4, già visto, e solfuro di magnesio, MgS) sono solubili. 8) Na 2 SO 4 (solfato di sodio) + AgNO 3 (nitrato di argento) Na 2 SO 4(aq) + 2AgNO 3(aq) Ag 2 SO 4(aq) + 2NaNO 3(aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Inoltre anche in questo caso non avviene la formazione di nessun precipitato; i prodotti sono solubili (solfato di argento, Ag 2 SO 4, e nitrato di sodio, NaNO 3 ). 9) CuSO 4 (solfato rameico) + NaOH (idrossido di sodio) CuSO 4(aq) + 2NaOH (aq) Na 2 SO 4(aq) + Cu(OH) 2(s) Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2(OH) - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 (OH) - 2(s) Cu +2 (aq) + 2(OH) - (aq) Cu +2 (OH) - 2(s) Qui il precipitato che si forma è l idrossido rameico (Cu(OH) 2 ) che si presenta azzurrino, con una consistenza gelatinosa; il prodotto solubile è ancora il solfato di sodio (Na 2 SO 4 ). 10) CuSO 4 (solfato rameico) + NaCl (cloruro di sodio) CuSO 4(aq) + 2NaCl (aq) Na 2 SO 4(aq) + CuCl 2(aq) Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 (aq) + 2Cl + (aq) Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 (aq) + 2Cl + (aq) In questo caso non si è formato un solido; solo due prodotti solubili (solfato di sodio, Na 2 SO 4, e cloruro rameico, CuCl 2 ). 11) CuSO 4 (solfato rameico) + AgNO 3 (nitrato di argento) CuSO 4(aq) + 2AgNO 3(aq) Ag 2 SO 4(aq) + Cu(NO 3 ) 2(aq) Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Ag + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Anche qui, quando si mescolano i due reagenti non si manifesta nessuna reazione; entrambi i prodotti (solfato di argento, AgSO 4, e nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2 ) sono solubili. 12) CuSO 4 (solfato rameico) + Na 2 S (solfuro di sodio) CuSO 4(aq) + Na 2 S (aq) Na 2 SO 4(aq) + CuS (s)

5 Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + 2Na + (aq) + S -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Cu +2 S -2 (s) Cu +2 (aq) + S -2 (aq) Cu +2 S -2 (s) Il precipitato che si forma qui è il solfuro rameico (CuS); ha un colore verde smeraldo e una consistenza polverosa. Il prodotto solubile è ancora il solfato di sodio (Na 2 SO 4 ). 13) BaCl 2 (cloruro di bario) + NaOH (idrossido di sodio) BaCl 2(aq) + 2NaOH (aq) Ba(OH) 2(aq) + 2NaCl (aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + 2(OH) - (aq) Ba +2 (aq) + 2(OH) - (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + 2(OH) - (aq) Ba +2 (aq) + 2(OH) - (aq) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) Pure qui si nota che non si firma nessun precipitato ma due prodotti solubili (idrossido di bario, Ba(OH) 2, e cloruro di sodio, NaCl). 14) BaCl 2 (cloruro di bario) + AgNO 3 (nitrato di argento) BaCl 2(aq) + 2AgNO 3(aq) Ba(NO 3 ) 2(aq) + 2AgCl (s) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + 2Ag + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Ba +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + 2Ag + Cl - (s) 2Cl - (aq) + 2Ag + (aq) 2Ag + Cl - (s) In questa reazione precipita il cloruro di argento (AgCl (s) ) che ha un colore bianco e una consistenza fioccosa; il prodotto solubile è il nitrato di bario (Ba(NO 3 ) 2 ). 15) BaCl 2 (cloruro di bario) + Na 2 S (solfuro di sodio) BaCl 2(aq) + Na 2 S (aq) BaS (s) + 2NaCl (aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + S -2 (aq) Ba +2 S -2 (s) + 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) Ba +2 (aq) + S -2 (aq) Ba +2 S -2 (s) Qui il precipitato è invece il solfuro di bario (BaS) che si presenta bianco e gelatinoso; il prodotto solubile è il cloruro di sodio (NaCl). 16) BaCl 2 (cloruro di bario) + MgSO 4 (solfato di magnesio) BaCl 2(aq) + MgSO 4(aq) BaSO 4(s) + MgCl 2(aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) + Mg +2 (aq) + 2Cl - (aq) Ba +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) Il precipitato che si forma in questo caso è il solfato di bario (BaSO 4 ), caratterizzato da un colore bianco e da una consistenza gelatinosa; l altro prodotto, solubile, è il cloruro di magnesio (MgCl 2 ). 17) BaCl 2 (cloruro di bario) + Na 2 SO 4 (solfato di sodio)

6 BaCl 2(aq) + Na 2 SO 4(aq) BaSO 4(s) + 2NaCl (aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) + 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) Ba +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) Questo caso è analogo al precedente: il precipitato è il solfato di bario (BaSO 4 ), bianco e gelatinoso, mentre il prodotto solubile è il cloruro di sodio (NaCl). 18) BaCl 2 (cloruro di bario) + CuSO 4 (solfato rameico) BaCl 2(aq) + CuSO 4(aq) BaSO 4(s) + CuCl 2(aq) Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) + Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) + Cu +2 (aq) + 2Cl + (aq) Ba +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) Ba +2 (SO 4 ) -2 (s) Anche qui si forma il solfato di bario (BaSO 4 ), bianco, con consistenza gelatinosa; il prodotto solubile è il cloruro rameico (CuCl 2 ). 19) NaNO 3 (nitrato di sodio) + MgSO 4 (solfato di magnesio) 2NaNO 3(aq) + MgSO 4(aq) Na 2 SO 4(aq) + Mg(NO 3 ) 2(aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Mg +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) + Mg +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Quando si uniscono i due reagenti non si forma nessun precipitato; solo due prodotti solubili (solfato di sodio, Na 2 SO 4, e nitrato di magnesio, Mg(NO 3 ) 2 ). 20) NaNO 3 (nitrato di sodio) + CuSO 4 (solfato rameico) 2NaNO 3(aq) + CuSO 4(aq) Na 2 SO 4(aq) + Cu(NO 3 ) 2(aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 + Cu +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Cu +2 (aq) + (SO 4 ) -2 (aq) 2Na + (aq) + (SO 4 ) -2 + Cu +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Caso analogo al precedente: non si formano precipitati, ma solo due prodotti solubili (solfato di sodio, Na 2 SO 4, e nitrato rameico, Cu(NO 3 ) 2 ). 21) NaNO 3 (nitrato di sodio) + BaCl 2 (cloruro di bario) 2NaNO 3(aq) + BaCl 2(aq) 2NaCl (aq) + Ba(NO 3 ) 2(aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + Ba +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) 2Na + (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) + Ba +2 (aq) + 2Cl - (aq) 2Cl - (aq) + 2Na + (aq) + Ba +2 (aq) + 2(NO 3 ) - (aq) Infine, anche questo caso è simile al precedente: non si forma un precipitato ma solo due prodotti solubili (cloruro di sodio, NaCl, e nitrato di bario, Ba(NO 3 ) 2 ).

7 CONCLUSIONE: Dopo le varie prove sono stati riportati nella tabella iniziale gli altri casi (quelli sottolineati) in cui non ci sono state reazioni. Reagenti NaOH NaCl NR NaCl Ag(NO 3 ) Ag(NO 3 ) Na 2 S NR NR Na 2 S Mg(SO 4 ) NR NR NR Mg(SO 4 ) Na 2 (SO 4 ) NR NR NR NR NR Na 2 (SO 4 ) Cu(SO 4 ) NR NR NR NR Cu(SO 4 ) BaCl 2 NR NR BaCl 2 Na(NO 3 ) NR NR NR NR NR NR NR NR Si nota come nell ultima riga non si sia verificata neanche una reazione. Questo perché i prodotti che si formano sono nitrati e composti del sodio, entrambi sempre solubili. Infatti anche i prodotti solubili nelle reazioni positive sono quasi sempre dei nitrati o dei composti del sodio (tranne nella 16 e nella 18 dove i prodotti solubili sono il cloruro di magnesio e il cloruro rameico, molto più leggeri dell altro prodotto ottenuto nelle due reazioni, il solfato di bario).