Le reazioni chimiche Gli alunni del laboratorio scientifico: Matilde, Gianmarco, Gloria, Matteo, Alexandru, Cristiano, Simone e Samuele (classe IA) Michele e Simone (classe IIA) a.s. 2011/2012 Scuola Secondaria di primo grado di Piazza al Serchio
Una reazione chimica è una trasformazione della materia in cui uno o più reagenti iniziali modificano la loro struttura e composizione originaria per generare i prodotti, attraverso la formazione o la rottura dei legami chimici. In altre parole, le sostanze presenti all'inizio della reazione si trasformano in altre sostanze con caratteristiche differenti da quelle dei reagenti. Ogni reazione chimica viene rappresentata da un opportuna equazione chimica dove compaiono le formule delle specie chimiche presenti e le loro quantità. Esistono differenti tipi di reazione chimica: quelle che sviluppano calore, quelle che producono un precipitato, quelle che cambiano colore, ecc. Qui di seguito sono riportate le esperienze che abbiamo fatto nel nostro laboratorio.
Produciamo una schiuma Materiale occorrente: Becker o bicchiere, bacchetta, acqua, bicarbonato di sodio, aceto Procedimento: Abbiamo preso un bicchiere con dell'acqua, abbiamo aggiunto del bicarbonato e mescolato. Abbiamo versato l'aceto e abbiamo osservato. Conclusioni: Quando abbiamo versato l'aceto si è formata una schiuma che è uscita dal bicchiere. Il bicarbonato ha reagito con l aceto producendo anidride carbonica. È l anidride carbonica che è responsabile della formazione della schiuma.
Sviluppiamo calore Materiale occorrente: Soda caustica, acido cloridrico, acqua, becher, bacchetta Procedimento: Abbiamo preso un becker con dell'acqua, aggiunto dell'acido cloridrico e mescolato con una bacchetta. Abbiamo unito 3 cucchiaini di soda caustica, mescolando ogni volta e osservato. Conclusioni: Quando si aggiunge la soda caustica, la reazione produce calore come si può osservare toccando il becker.
La bottiglia magica Materiale occorrente: bottiglia di plastica trasparente, acqua, 3 gocce di fenolftaleina, glucosio, soda caustica Procedimento: Abbiamo preso una bottiglia con 200ml di acqua e abbiamo aggiunto un cucchiaino di glucosio e mescolato. Abbiamo aggiunto 2 cucchiaini di soda e mescolato, quindi 3 gocce di fenolftaleina e di nuovo agitato la bottiglia. La soluzione si è colorata di fuxia. Abbiamo aspettato 15 minuti e poi osservato di nuovo. Conclusioni: Dopo 15 min, il colore della soluzione era rosa chiaro. Questo è accaduto perché è cambiata l' acidità della soluzione.
Distillazione Materiale occorrente: Becher o bicchiere, beuta, tubetto con tappo, fornellino, treppiedi, rete spargi fiamma, soluzione di acqua e solfato di rame, accendino. Procedimento Abbiamo preso una beuta con una soluzione di acqua e solfato di rame, l abbiamo chiusa con il tappo col tubetto e l abbiamo posta sul fornello. Abbiamo messo l altra estremità del tubetto in un bicchiere vuoto e abbiamo aspettato. Conclusioni Dopo un certo tempo nel tubo cominciano a raccogliersi delle gocce d acqua; infatti, il vapore acqueo prodotto dall ebollizione, raggiunge attraverso il tubo, il bicchiere, dove, a causa del raffreddamento, condensa. L acqua ottenuta con questo procedimento è acqua allo stato puro cioè priva del solfato di rame. Se continuiamo a far bollire la soluzione, l acqua evaporerà tutta e sul fondo della beuta si depositerà il solfato di rame.
Si cambia colore Oggi nel laboratorio di scienze abbiamo continuato l attività relativa alle reazioni chimiche. Abbiamo mescolato i reagenti e abbiamo osservato cosa accadeva: in una reazione si formava un precipitato e nelle altre quattro si osservava un cambiamento di colore. Vediamo le reazioni in dettaglio: 1) Abbiamo preso due provette, in una abbiamo preparato una soluzione di nitrato di argento e acqua e nell altra una soluzione di cloruro di sodio e acqua (si versano piccole quantità delle due sostanze nelle rispettive provette e poi si agita per scioglierle nell acqua). Abbiamo versato lentamente la soluzione di cloruro di sodio nella provetta contenente nitrato d argento e abbiamo osservato la formazione di un precipitato bianco.
2) Abbiamo preso due provette, in una abbiamo preparato una soluzione di solfato di ferro e nell altra una soluzione di idrossido di sodio o soda caustica (si versano piccole quantità delle due sostanze nelle rispettive provette e poi si agita per scioglierle nell acqua). Abbiamo versato lentamente la soluzione di idrossido di sodio nella provetta contenente solfato di ferro e abbiamo osservato un cambiamento di colore: la soluzione è diventata verde e leggermente gelatinosa. 3) Abbiamo preso due provette, in una abbiamo preparato una soluzione di nitrato di piombo e nell altra una soluzione di ioduro di potassio (si versano piccole quantità delle due sostanze nelle rispettive provette e poi si agita per scioglierle nell acqua). Abbiamo versato lentamente la soluzione di nitrato di piombo nella provetta contenente ioduro di potassio e abbiamo osservato un cambiamento di colore: la soluzione è diventata gialla e leggermente granulosa.
4) Abbiamo preso due provette, in una abbiamo preparato una soluzione di cloruro di cobalto e nell altra una soluzione di idrossido di sodio (si versano piccole quantità delle due sostanze nelle rispettive provette e poi si agita per scioglierle nell acqua), Abbiamo versato la soluzione di cloruro di cobalto nella provetta contenente idrossido di sodio e abbiamo osservato un cambiamento di colore: la soluzione da rosa è diventata blu e si è formato anche un precipitato ben evidente. 5) Abbiamo preso due provette, in una abbiamo preparato una soluzione di nitrato di piombo e nell altra una soluzione di bicromato di potassio (si versano piccole quantità delle due sostanze nelle rispettive provette e poi si agita per scioglierle nell acqua). Abbiamo versato la soluzione di nitrato di piombo nella provetta contenente bicromato di potassio e abbiamo osservato un cambiamento di colore: la soluzione è diventata giallo ocra e leggermente granulosa.
N.B. quando una soluzione è incolore e l altra è colorata, è più efficace versare la soluzione colorata in quella incolore. Conclusioni In questi esempi, un atomo di un composto sostituisce un atomo dell altro, formando una nuova sostanza. La presenza di questa sostanza si osserva dal cambiamento di colore e dalla formazione di un precipitato più o meno evidente. Nota della prof.: Scriviamo le equazioni chimiche relative alle esperienze fatte: 1) AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 2) FeSO4 + 2 NaOH Fe(OH)3 + Na2SO4 3) Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3 4) CoCl2 + 2NaOH Co(OH)2 + 2NaCl 5) Pb(NO3)2 + K2Cr2O7 PbCr2O7 + 2KNO3 FINE