Esperienza A: idrofilicità e idrofobicità

Esperienza A: idrofilicità e idrofobicità
Obiettivo: Fare osservare che alcune sostanze, mescolate all'acqua, danno luogo a
soluzioni omogenee mentre altre danno miscele eterogenee. Dalla descrizione delle
proprietà molecolari dei composti chimici presenti nelle sostanze esaminate, portare a
dedurre che i composti in grado di sciogliersi in acqua hanno caratteristiche simili all’acqua
stessa: sono composti ionici o sostanze polari. Generalizzare l'osservazione per
concludere che solventi e soluti con proprietà simili si mescolano tra loro dando luogo a
soluzioni omogenee (“il simile scioglie il simile”).
Materiali: bicchieri di plastica; cucchiaini; acqua; zucchero; sale; farina; caffè; alcool; olio;
tè; silice (sabbia).
Descrizione dell'esperimento:

Osservare le caratteristiche delle sostanze da mescolare all'acqua e avanzare ipotesi
sulla loro idrofilicità. Riportare sulla Scheda 1.

Preparare 8 bicchieri d'acqua (pieni circa per 2/3) e mescolare a ciascuno 1 cucchiaino
di una sostanza.

Osservare le caratteristiche della miscela o della soluzione ottenuta, subito dopo il
mescolamento. Riportare sulla Scheda 2.

Ripetere le osservazioni dopo 10 minuti e dopo 20 minuti, riportando le osservazioni
sulle Schede 3. e 4.
Esperienza A: idrofilicità e idrofobicità
1. OSSERVAZIONI sulle SOSTANZE da MESCOLARE all'ACQUA
COLORE
ZUCCHERO
SALE
FARINA
CAFFE'
ALCOOL
OLIO
TE’
SILICE
CONSISTENZA
LIQUIDO
SOLIDO
IPOTESI SULLA
IDROFILICITA'
Esperienza A
2. OSSERVAZIONI sulle CARATTERISTICHE delle SOLUZIONI / MISCELE in ACQUA
SUBITO DOPO IL MESCOLAMENTO
OMOGENEA/
ETEROGENEA
ZUCCHERO
SALE
FARINA
CAFFE'
ALCOOL
OLIO
TE’
SILICE
SE
ETEROGENEA: LIMPIDEZZA/
COLORE
DESCRIZIONE
TORBIDITÀ
DELLE FASI
OSSERVAZIONI SULLA
IDROFILICITA'
Esperienza A
3. OSSERVAZIONI sulle CARATTERISTICHE delle SOLUZIONI / MISCELE in ACQUA
DOPO 10 MINUTI
OMOGENEA/
ETEROGENEA
ZUCCHERO
SALE
FARINA
CAFFE'
ALCOOL
OLIO
TE’
SILICE
SE
ETEROGENEA: LIMPIDEZZA/
COLORE
DESCRIZIONE
TORBIDITÀ
DELLE FASI
OSSERVAZIONI SULLA
IDROFILICITA'
Esperienza A
4. OSSERVAZIONI sulle CARATTERISTICHE delle SOLUZIONI / MISCELE in ACQUA
DOPO 20 MINUTI
OMOGENEA/
ETEROGENEA
ZUCCHERO
SALE
FARINA
CAFFE'
ALCOOL
OLIO
TE’
SILICE
SE
ETEROGENEA: LIMPIDEZZA/
COLORE
DESCRIZIONE
TORBIDITÀ
DELLE FASI
OSSERVAZIONI SULLA
IDROFILICITA'
Esperienza B: solubilità
1.
Solubilità e saturazione
Obiettivo: Fare osservare in dettaglio il processo di scioglimento del sale da cucina
(NaCl) in acqua ed far ricavare sperimentalmente la massima quantità di sale che è
possibile sciogliere in una fissata quantità di acqua, prima di osservare la deposizione del
soluto come corpo di fondo. Generalizzare l'osservazione per concludere che, ad una data
temperatura, i soluti possono sciogliersi nei solventi in quantità definite (solubilità) prima
che la soluzione raggiunga la “saturazione”.
Materiali: bicchieri di plastica; cucchiaini; acqua; sale fino da cucina; bilancia, carta
stagnola per pesare, cilindro graduato.
Descrizione dell'esperimento:

Versare in un bicchiere 100 ml di acqua con un cilindro graduato.

Preparare alcune pesate di 6 g ciascuna di sale. Aggiungere le pesate in successione,
mescolando ogni volta fino a completa dissoluzione. Registrare i tempi necessari per la
dissoluzione e riportarli sulla scheda 1, insieme alle osservazioni sulle caratteristiche
della soluzione ottenuta.

Determinare a quale aggiunta si osserva la formazione di corpo di fondo e da questo
calcolare la solubilità di NaCl in acqua (in g/l) a temperatura ambiente.
2. Cristallizzazione
Obiettivo: Fare osservare che il processo di scioglimento è reversibile. E’ quindi possibile
recuperare il sale da cucina disciolto in acqua, mediante evaporazione del solvente.
Materiali: : bicchieri di plastica; cucchiaini; acqua; soluzione satura di acqua e sale
(dall’esperienza 1); lastrine di vetro; detersivo liquido.
Descrizione dell'esperimento:

Preparare una soluzione di ½ cucchiaino di sapone liquido in un bicchiere d’acqua.
Versare sulla lastrina di vetro inclinandola in modo da bagnarla completamente.
Lasciare asciugare all’aria.

Versare un po’ della soluzione satura di acqua e sale sulla lastrina asciutta. Lasciar
riposare fino al giorno dopo (meglio sul calorifero per favorire l’evaporazione
dell’acqua).

Osservare la cristallizzazione del sale e riportare le osservazioni sulla scheda 2.
3. Effetto della temperatura sul tempo di dissoluzione
Obiettivo: Fare osservare che l’aumento di temperatura favorisce il processo di
dissoluzione e quindi ne riduce i tempi.
Materiali: bicchieri di plastica; cucchiaini; pentolini o bicchieri da laboratorio resistenti al
calore; piastra riscaldante; acqua; sale fino da cucina; bilancia, carta stagnola per pesare,
cilindro graduato.
Descrizione dell'esperimento:

Versare 100 ml di acqua, misurati con un cilindro graduato, in un bicchiere di plastica e
100 ml in un pentolino.

Porre il pentolino d’acqua sulla piastra riscaldante fino all’inizio dell’ebollizione.

Preparare 2 pesate di 10 g ciascuna di sale.

Versare 10 g di sale nell’acqua calda e agitare. Misurare il tempo di dissoluzione.

Versare 10 g di sale nell’acqua fredda e agitare. Misurare il tempo di dissoluzione.
-
Riportare i risultati e le osservazioni sulla scheda 3.
Esperienza B: solubilità
1. Solubilità e saturazione
Volume di
Quantitativo di soluto
solvente
Aggiunta (sale da cucina - NaCl)
(acqua - H2O)
aggiunto
(ml)
(g)
Tempo di
dissoluzione
(min)
Osservazioni sulla
soluzione
1
2
3
4
5
6
7
8
Quantitativo di NaCl aggiunto per arrivare alla saturazione: _________ (g)
Solubilità di NaCl in H2O a temperatura ambiente: _____________ (g/l)
Esperienza B
2. Cristallizzazione
Osservazioni sul supporto di
cristallizzazione preparato
Osservazioni dopo la
deposizione della soluzione
satura di NaCl
Osservazioni sulla
cristallizzazione
3.
Effetto della temperatura sul tempo di dissoluzione
Volume di
Temperatura
solvente
(acqua - H2O)
(ml)
Quantitativo di
soluto (sale da
cucina - NaCl)
aggiunto (g)
Tempo di
dissoluzione
Osservazioni sulla
soluzione
ESPERIENZA C: ACIDITÀ E BASICITÀ
1.
Indicatore naturale
Obiettivo: Portare a riflettere sulle proprietà di acidità / basicità delle sostanze,
associandole inizialmente al sapore (aspro / amaro) e alle caratteristiche osservate per
alcune sostanze nella esperienza quotidiana. Associare alle proprietà osservate per 1
sostanza acida e 1 basica le diverse colorazioni assunte per aggiunta di un indicatore
naturale (estratto di cavolo rosso). Ampliare l'osservazione aggiungendo l'indicatore a una
serie di sostanze liquide, o soluzioni, di uso quotidiano. Sulla base delle colorazioni
osservate, costruire una scala cromatica e ipotizzare una classificazione delle sostanze.
Materiali: pentolini o bicchieri da laboratorio resistenti al calore; piastra riscaldante; acqua;
cavolo rosso; bicchieri e cucchiaini di plastica (oppure provette e pipette); una dozzina di
sostanze liquide o soluzioni acquose.
Descrizione dell'esperimento:

Preparare l'indicatore naturale, portando a ebollizione un pentolino d'acqua contenente
pezzi di cavolo rosso e lasciandolo all'ebollizione per circa 10 minuti. Filtrare l’estratto
e osservarne la colorazione.

Preparare una piccola quantità di una sostanza acida (succo di limone) e una basica
(soluzione di bicarbonato) in due bicchieri (o provette). Aggiungere 1 cucchiaino
(pipettata) di indicatore in ciascun bicchiere. Osservare la colorazione assunta.

Preparare una piccola quantità di ciascun liquido o soluzione da esaminare in un
bicchiere (o provetta), osservarne il colore e riportarlo nella Scheda 1.

Aggiungere 1 cucchiaino (pipettata) di indicatore in ciascun bicchiere. Osservare la
colorazione assunta dopo l'aggiunta e riportarla nella Scheda 1.

Porre le sostanze in una scala cromatica. Ipotizzare una classificazione in sostanze
acide, neutre, basiche e riportarla nella Scheda 1.
2. ACIDITA' e BASICITA': cartine indicatrici e pH
Obiettivo: Associare una scala quantitativa alle proprietà di acidità e basicità osservate
nell’esperienza 1 mediante: l’osservazione della capacità di agire come indicatori delle
cartine al tornasole, la associazione di un valore numerico, il pH, ad ogni gradazione di
colore assunto dalla cartina. La prova è svolta sulle stesse soluzioni dell’esperienza 1, in
modo da rivedere/correggere le ipotesi sulla scala di acidità dedotte dall’analisi qualitativa
con l’indicatore naturale.
Materiali: una dozzina di sostanze liquide o soluzioni acquose (dall’esperienza 1); cartine
al tornasole.
Descrizione dell'esperimento:

Immergere un pezzetto di cartina al tornasole in ciascuna sostanza /soluzione.
Osservare la colorazione assunta dalla cartina e il valore di pH corrispondente e
riportarli nella Scheda 2.

Porre le sostanze in scala crescente di pH e, su questa base, proporre una
classificazione in sostanze acide, neutre, basiche.

Riportare i risultati sulla scheda 2 e confrontarli con quanto riportato nella scheda 1.
ESPERIENZA C – ACIDITA’ e BASICITA'
1. Indicatore naturale
Sostanza
Colore
iniziale
Colore dopo
aggiunta
di indicatore
naturale
Sostanze in
scala
cromatica
Attribuzione
alle categorie:
acido, base,
neutro
ESPERIENZA C – ACIDITA’ e BASICITA'
2.
Sostanza
Cartine indicatrici e pH
Colorazione
della cartina
Valore di pH
Sostanze in
scala
crescente di pH
Attribuzione
alle categorie:
acido, base,
neutro
ESPERIENZA D: REATTIVITÀ
Obiettivo: Introdurre la reattività chimica mediante l’osservazione di alcune proprietà dei
reagenti separati e della loro modificazione dopo il mescolamento, indice delle
trasformazioni chimiche avvenute nella formazione dei prodotti finali. Le proprietà
analizzate sono: l’acidità e basicità, lo stato di aggregazione, il colore.
1.
Reazioni acido - base
Obiettivo: Introdurre la reattività di acidi e basi a dare sali, mediante l’osservazione della
acidità e basicità delle soluzioni dei reagenti isolati e la neutralità della soluzione finale
contenente il sale. Far osservare che in alcune reazioni si formano prodotti in uno stato di
aggregazione diverso da quello dei reagenti. In particolare nella reazione in soluzione tra
acido acetico e bicarbonato di sodio, si formano acetato di sodio, acqua e anidride
carbonica gassosa.
Materiali: bicchieri e cucchiaini di plastica; provette; limone, aceto, ammoniaca,
bicarbonato di sodio; cartine al tornasole; 1 bottiglietta di plastica; 1 palloncino gonfiabile.
Descrizione dell'esperimento:
- Porre in 4 bicchieri il succo di limone, l’aceto, l’ammoniaca e una soluzione di
bicarbonato. Osservare la colorazione di ciascuna soluzione e misurarne il pH mediante
cartina al tornasole. Riportare nella scheda 1.
- Preparare 4 soluzioni mescolando ciascun acido con ciascuna base in 4 provette.
Osservare la colorazione di ciascuna soluzione e misurarne il pH mediante cartina al
tornasole. Riportare sulla scheda 1 e ipotizzare i prodotti che si sono formati.
- Ripetere il mescolamento di aceto e soluzione di bicarbonato (mezzo bicchiere di
ciascuno) all’interno della bottiglietta, chiudendola subito con il palloncino e agitando.
Osservare i fenomeni che avvengono e ipotizzare i prodotti che si sono formati.
2. Reazione tra acido e ossido metallico
Obiettivo: Introdurre la reattività di acidi e ossidi metallici a dare sali, mediante
l’osservazione della colorazione verde del sale (acetato di rame) che si forma per contatto
dell’ossido di rame (CuO) presente sulla superficie di monetine di rame con acido acetico.
Materiali: carta assorbente da cucina; monete di rame; aceto.
Descrizione dell'esperimento: Imbevere di aceto un foglio di carta assorbente da cucina.
Appoggiarvi sopra alcune monete di rame e lasciare riposare per diverse ore. Sollevare le
monete e osservare le superfici delle monete e della carta. Ipotizzare la reazione
avvenuta.
ESPERIENZA D – REATTIVITA’
1. Reazioni tra acido e base
Reagente
Colore
Valore di
pH
Proprietà (acido o base)
Miscela
Colore
Valore di
pH
Prodotti ipotizzati