Dispensa di Laboratorio

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Istituto d’Istruzione Statale Superiore
“Luigi Des Ambrois”
Oulx (TO), Italia
Dispensa di laboratorio di
Chimica
(a cura di Alessio Sillo)
Studente
Cognome:
Nome:
Classe:
Anno Scolastico:
Docente di Chimica (teoria):
Docente di Chimica (laboratorio):
1
1- Norme di comportamento in laboratorio di chimica
2- La sicurezza nel laboratorio di chimica – Pittogrammi - Frasi R e frasi S
3- Vetreria e materiali
4- Determinazione della densità di alcuni materiali
5- Tecniche di separazione: filtrazione e cristallizzazione
6- Tecniche di separazione: distillazione
7- Tecniche di separazione: estrazione con solvente
8- Tecniche di separazione: cromatografia su carta o cromatografia su strato sottile (TLC)
9- Struttura dell’atomo: saggi alla fiamma
10- Verifica sperimentale della legge di Lavoisier
11- Sintesi di un sale (Ossido + acido)
12- Sintesi di un sale (Idrossido + anidride)
13- Preparazione di una soluzione
14- Velocità di una reazione
15- Equilibri di reazione
16- Esperienze sul pH
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La sicurezza nei laboratori di chimica e biologia.
- L’accesso ai laboratori è consentito solo nell’orario di lezione e in presenza degli
insegnanti
- seguire sempre le indicazioni degli insegnanti o dei tecnici
- non utilizzare autonomamente le prese di corrente elettrica e consultare l’insegnante
prima di collegare apparecchiature alle prese elettriche
- informarsi preventivamente sull’eventuale pericolosità delle sostanze usate (leggere le
etichette dei prodotti)
- indossare il camice (guanti e occhiali protettivi) per proteggersi da sostanze corrosive,
tossiche o coloranti
- svolgere sotto cappa le operazioni che comportano lo sviluppo di vapori tossici o irritanti
- usare le pinze per maneggiare oggetti caldi
- raccogliere i capelli con un elastico o delle pinze ed evitare d’indossare collane,
braccialetti o orecchini che potrebbero impigliarsi o prendere fuoco
- dedicarsi strettamente alle attività previste restando al proprio posto di lavoro
- riferire immediatamente agli insegnanti situazioni anomale o d’infortunio anche lieve
- è vietato fumare, far rumore, mangiare, bere e masticare gomme (chewing gums)
- non lasciare reagenti e vetreria sparsi per il laboratorio
- lasciare in ordine il proprio posto di lavoro
- evitare di correre e scherzare con i compagni o di lasciare lo zaino per terra in mezzo ai
banconi
- non toccare o annusare gli strumenti, i materiali e i reagenti predisposti sul bancone, fino
a che l’insegnante non abbia autorizzato a farlo
- non toccare apparecchiature elettriche con le mani bagnate
- non lasciare fiamme libere incustodite
- evitare di spostare arbitrariamente i contenitori dei reagenti utilizzati
- non scaricare nel lavandino sostanze, sia liquide che solide, senza previo consenso
dell’insegnante, che fornirà di volta in volta le indicazioni per il loro corretto smaltimento.
- lavarsi accuratamente le mani al termine di ogni attività
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Il laboratorio, o determinate aree del laboratorio, possono essere contrassegnate dai
seguenti simboli:
Simboli di rischio specifico
Pericolo generico
Radiazioni ionizzanti
Radiazioni non ionizzanti
Rischio Biologico
Alto voltaggio
Campo magnetico
Laser
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Radiazioni ottiche
I reagenti chimici.
I reagenti chimici non sono mai del tutto innocui e possono spesso essere pericolosi per
noi e per l’ambiente. E’ quindi necessario manipolare questi materiali con precauzione e
leggere sempre attentamente quanto riportato sull’etichetta di ciascun contenitore.
Fra l’altro, sull’etichetta sono indicati:
-
il tipo di pericolosità
il grado di pericolosità
le precauzioni da adottare.
Il tipo di pericolosità è indicato da uno dei simboli grafici, o pittogrammi, convenzionali
stabiliti nel 1965 dal Consiglio d’Europa di Strasburgo (vedonsi i pittogrammi tradizionali di
seguito riportati). Recentemente i simboli sono stati riveduti, ma i pittogrammi tradizionali
sono ancora ampiamente utilizzati (vedonsi i pittogrammi aggiornati di seguito riportati).
Il grado di pericolosità è riportato nel codice R, ovvero nel codice dei rischi, costituito da
un elenco di possibili inconvenienti opportunamente numerati. Sull’etichetta del prodotto,
compare la lettera R seguita da uno o più numeri che fanno riferimento alle frasi del
codice. Ad esempio:
R11 indica un reagente facilmente infiammabile
R23 indica un reagente tossico per inalazione
R24 indica un reagente tossico a contatto con la pelle
Le precauzioni da adottare nei singoli casi, sono elencate e opportunamente numerate nel
codice S, anch’esso disponibile in laboratorio per la consultazione. Ad esempio:
S7 significa: conservare il recipiente ben chiuso
S15 significa: conservare lontano da fonti di calore
S16 significa: conservare lontano da fiamme e scintille
S24 significa: evitare il contatto con la pelle
S37 significa: usare i guanti adatti
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Pittogrammi tradizionali:
Esplosivo (E)
Pericolo: Questo simbolo indica prodotti che possono esplodere in
determinate condizioni.
Precauzioni: Evitare urti, attriti, scintille, calore.
Comburente (O)
Pericolo: Sostanze ossidanti che possono infiammare materiale
combustibile o alimentare incendi già in atto rendendo più difficili le
operazioni di spegnimento.
Precauzioni: Tenere lontano da materiale combustibile.
Estremamente infiammabile (F+)
Pericolo: Liquidi con punto di infiammabilità inferiore a 0°C e con
punto di ebollizione/punto d’inizio dell’ebollizione non superiore a
35°C.
Precauzioni: Conservare lontano da qualsiasi fonte di accensione.
Pericolo: Sostanze gassose infiammabili a contatto con l’aria a
temperatura ambiente e pressione atmosferica.
Precauzioni: Evitare la formazione di miscele aria-gas infiammabili e
tenere lontano da fonti di accensione.
Facilmente infiammabile (F)
Pericolo: Sostanze autoinfiammabili. Prodotti chimici infiammabili
all’aria.
Pericolo: Prodotti chimici che a contatto con l’acqua formano
rapidamente gas infiammabili.
Precauzioni: Evitare il contatto con l’umidità o acqua.
Pericolo: Liquidi con punto di infiammabilità inferiore a 21°C.
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Precauzioni: Tenere lontano da fiamme libere, sorgenti di calore e
scintille.
Pericolo: Sostanze solide che si infiammano facilmente dopo breve
contatto con fonti di accensione.
Molto tossico (T+) e Tossico (T)
Pericolo: Sostanze molto pericolose per la salute per inalazione,
ingestione o contatto con la pelle, che possono anche causare
morte. Possibilità di effetti irreversibili da esposizioni occasionali,
ripetute o prolungate.
Precauzioni: Evitare il contatto, inclusa l’inalazione di vapori e, in
caso di malessere, consultare il medico.
Nocivo (Xn)
Pericolo: Nocivo per inalazione, ingestione o contatto con la pelle.
Possibilità di effetti irreversibili da esposizioni occasionali, ripetute o
prolungate.
Precauzioni: evitare il contatto, inclusa l’inalazione di vapori e, in
caso di malessere, consultare il medico.
Corrosivo (C)
Pericolo: Prodotti chimici che per contatto distruggono sia tessuti
viventi che attrezzature.
Precauzioni: Non respirare i vapori ed evitare il contatto con la pelle,
occhi e indumenti.
Irritante (Xi)
Pericolo: Sostanze che possono avere effetto irritante per pelle,
occhi e apparato respiratorio.
Precauzioni: Non respirare i vapori ed evitare il contatto con pelle.
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Pericoloso per l’ambiente (N)
Pericolo: Sostanze nocive per l’ambiente acquatico (organismi
acquatici, acque) e per l’ambiente terrestre (fauna, flora, atmosfera)
o che a lungo termine hanno effetto dannoso.
Precauzioni: Non disperdere nell’ambiente.
Nuovi pittogrammi (dal 1 dicembre 2010):
Esplosivo
Infiammabile
Comburente
Gas sotto pressione
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Corrosivo
Nocivo
Irritante
Tossico
Dannoso a lungo termine
Cancerogeno
Mutageno
Tossico per la riproduzione
Dannoso per l'ambiente
9
STRUMENTI DI LABORATORIO
Becco (di) Bunsen:
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Misura e prelievo di volumi:
Cilindri graduati
Matracci tarati
Beute
Becher
11
Bottiglie di Ranvier
Bottiglie di Mariotte (o spruzzette)
Pipette
Palla di Peleo
(o propipetta)
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Strumenti per le polveri:
Vetrini da orologio
Capsula
Mortaio e pestello
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(annotare e/o completare a matita)
Esercitazione n. ….. del .…./.…./..……
Determinazione della densità di sostanze diverse
1) Che cos’è una grandezza fisica?
2) Che cos’è una grandezza fisica fondamentale?
3) Quante e quali sono le grandezze fisiche fondamentali?
4) Che cos’è una grandezza fisica derivata?
5) Qual è la formula della densità?
Denso. 1) Che ha grande massa in un volume relativamente piccolo.
2) Che contiene qualcosa in gran numero o in gran quantità.
Viscoso. Si dice di sostanza appiccicosa come quella estratta dal vischio.
Definizioni tratte dal dizionario Garzanti della lingua italiana, 1965
Scopo: determinare la densità dell’acqua, dell’etanolo e di un olio alimentare mediante
metodo indiretto, cioè misura della massa e del volume.
Materiale:
3 cilindri da 50 ml o 3 becher da 100 ml
Bilancia tecnica
Acqua deionizzata
Olio alimentare
Etanolo (alcool etilico)
Carta scottex
Procedimento:
Controllato che tutto il materiale a disposizione sul posto di lavoro sia pulito e integro in
ogni sua parte procedere nel seguente modo:
Fase 1.
- versare 25 ml circa di acqua deionizzata in un becher da 100 ml
- aggiungere 25 ml circa di olio alimentare
- mescolare con una bacchetta di vetro
- lasciare riposare per alcuni minuti
- osservare
Fase 2.
- prelevare 25 ml di acqua deion. e pesarli su una bilancia tecnica
- annotare la massa
-
ripetere lo stesso procedimento per l’etanolo e per l’olio
completare la tabella dei risultati
Ipotesi:
1) Che cosa ci si aspetta dall’unione dell’acqua e dell’olio?
2) Acqua e olio sono miscibili l’uno nell’altro?
3) Quale dei 3 liquidi ci si aspetta sia il più denso? E quale il meno denso?
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Risultati:
Acqua deionizzata
Misurazione
Massa del
numero:
contenitore
(g)
1
Volume
dell’acqua
(ml)
Massa
dell’acqua
(g)
Densità
dell’acqua
(g/ml)
Densità media
(g/ml)
Volume
Massa
dell’etanolo dell’etanolo
(ml)
(g)
Densità
dell’etanolo
(g/ml)
Densità media
(g/ml)
Densità
dell’olio
(g/ml)
Densità media
(g/ml)
2
3
4
Etanolo (o alcool etilico)
Misurazione
Massa del
numero:
contenitore
(g)
1
2
3
4
Olio alimentare
Misurazione
Massa del
numero:
contenitore
(g)
1
Volume
dell’olio
(ml)
Massa
dell’olio
(g)
2
3
4
Conclusioni:
1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché?
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Filtrazione e cristallizzazione
1) Che cos’è una miscela?
2) Che cos’è una miscela omogenea? (fare anche un esempio)
3) Che cos’è una miscela eterogenea? (fare anche un esempio)
4) Che cos’è una soluzione? Quali sono i suoi componenti?
5) Che cos’è una sospensione?
6) Che cos’è la filtrazione?
7) Che cos’è la cristallizzazione?
8) Come si possono separare i componenti di una sospensione?
9) Come si può purificare un soluto?
Scopo: Purificare un sale (nitrato rameico) a partire da una sospensione mediante
filtrazione e cristallizzazione, ovvero sfruttando la sua solubilità in acqua.
Materiale:
nitrato rameico, Cu(NO3)2
Sabbia o carbone
2 spatole
2 becher 250 ml
Acqua deionizzata
1 bacchetta di vetro
Asta metallica e pinza ad anello
Imbuto
Filtro di carta
Bunsen, treppiede, reticella spargi-fiamma
Cristallizzatore (oppure una piastra Petri o un becher)
Procedimento:
-
mettere una spatola di sabbia (o carbone) e una di nitrato rameico, Cu(NO3)2, in un
becher da 250 ml
portare a 50 ml con acqua distillata e mescolare fino a completa dissoluzione del
nitrato rameico
montare l’apparecchiatura per filtrare
filtrare la sospensione (se il filtrato non fosse limpido, eseguire una seconda
filtrazione)
scaldare il filtrato fino a che non rimangono pochi ml di liquido
versare il tutto in un unico cristallizzatore (oppure in una piastra Petri)
lasciare cristallizzare sotto cappa chimica per 10 -15 giorni.
Ipotesi:
1) Qual è la situazione iniziale?
2) Che cosa ci si aspetta di ottenere alla fine dell’esperimento?
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Risultati:
1) Quali sono i risultati ottenuti al termine dell’esercitazione?
2) Di che colore è la sostanza trattenuta dal filtro? Di che sostanza si tratta?
3) Di che colore è la sostanza chiamata “filtrato” che è passata attraverso il filtro? Di che
sostanza si tratta?
4) Che cosa si ottiene al termine della cristallizzazione? Di che colore è la sostanza
ottenuta? Di che cosa si tratta?
Conclusioni:
1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché
2) Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché?
3) Si è riusciti a purificare il sale? Mediante quale/quali processi?
4) Perché una delle due sostanze è trattenuta dal filtro?
5) Perché l’altra sostanza no?
6) Perché si riottenono i cristalli di sale?
Esercizio:
Associare per ogni termine la propria definizione (scrivere a matita).
A. Soluzione → definizione n.
B. Sospensione → definizione n.
C. Filtrazione → definizione n.
D. Cristallizzazione → definizione n.
1. Tecnica di purificazione di una sostanza cristallina disciolta in soluzione mediante
evaporazione del solvente
2. Miscela omogenea in cui uno o più soluti sono completamente disciolti un un
solvente
3. tecnica di separazione che prevede l’uso di filtri i cui pori permettono il passaggio
dei liquidi, ma trattengono le particelle di grandezza superiore al proprio diametro
4. Miscela eterogenea costituita da particelle solide intersperse in un liquido
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Distillazione semplice e frazionata
1) Che cosa e quali sono i passaggi di stato di aggregazione?
solido
liquido
(completare lo schema a matita)
gassoso o aeriforme
2) Che cos’è l’ebollizione e che differenza c’è fra l’ebollizione e l’evaporazione?
3) Che cos’è il punto di ebollizione?
4) Che cos’è la condensazione?
Scopo dell’esperimento: separare il soluto dal solvente di una soluzione mediante
distillazione semplice o frazionata sfruttandone il diverso punto di ebollizione
Materiale:
Pallone codato
tubo di vetro ad angolo con gomma
Pinza di Mohr
Termometri
Mantello riscaldante
Tubo di refrigerazione
Tubo di frazionamento (o di rettifica)
Beuta 1000 ml
Raccordo in gomma
Asta metallica
Nitrato rameico, Cu(NO3)2
Etanolo
Permanganato di potassio, KMnO4
Acqua deionizzata
Procedimento:
Distillazione semplice
- Montare l’apparecchiatura come indicato in figura;
- Preparare una soluzione acquosa al 5% di nitrato rameico, Cu(NO3)2;
- Riempire per due terzi il pallone codato con la soluzione di Cu(NO3)2;
- Eseguire la distillazione.
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Distillazione frazionata
- Preparare 150 ml di una miscela acqua-etanolo al 50%;
- Aggiungere 5 ml di soluzione di permanganato di potassio KMnO4 al 10%;
- Montare l’apparecchiatura per distillazione;
- Introdurre la miscela nel pallone codato;
- Eseguire la distillazione fino a raccogliere 10 ml di distillato.
Ipotesi:
2) Che cosa ci sia aspetta di ottenere al termine della distillazione?
Risultati:
Quante sostanze sono state ottenute mediante distillazione semplice? E quante con
quella frazionata?
Conclusioni:
Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché?
Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché?
Sono state separate delle sostanze? Si o no? Perché? Come?
Glossario
Stato di aggregazione della materia
Punto di ebollizione
Distillazione semplice
Distillazione frazionata
Esercizio
Dei prodotti di seguito elencati, indicare quali sono stati ottenuti mediante distillazione:
- whisky
- birra
- acqua per il ferro da stiro
- vino
- benzina
- grappa
- metano
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Approfondimenti
Processo di raffinazione del petrolio.
20
Estrazione con solvente
3) Che cos’è la solubilità?
Scopo: estrarre la clorofilla (pigmento vegetale) dalle foglie di spinaci sfruttando la
maggiore affinità di tale sostanza per i solventi apolari.
Materiale:
Asta metallica
Pinza ad anello
Imbuto
2 becher
Mortaio e pestello
spinaci (o qualsiasi foglia larga verde scuro)
acqua deionizzata
etere di petrolio (o cicloesano)
miscela 1:1 etanolo:acetone
Procedimento:
Estrazione della clorofilla dalle foglie di spinaci.
- sminuzzare le foglie di spinaci in un mortaio
- aggiungere alcuni ml di miscela etanolo:acetone 1:1 e continuare a pestare con un
pestello
- filtrare il tutto
- mettere alcuni ml di estratto in una provetta
- aggiungere del etere di petrolio o cicloesano
- agitare per 5-10 secondi e lasciare riposare per 5-10 minuti
Risultati:
Che cosa succede quando si aggiunge l’etere di petrolio all’estratto di clorofilla?
Conclusioni:
1) Le ipotesi precedentemente formulate sono state verificate? Si o no? Perché
2) Lo scopo è stato raggiunto? Sì o no? Perché?
3) Motivare il fenomeno osservato dopo aggiunta dell’etere di petrolio all’estratto di
clorofilla
Glossario
Solubilità
Soluzione
Soluto
Solvente
Estrazione (con solvente)
Pigmento
Colorante
Clorofilla
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Cromatografia
3) Che cos’è una soluzione? Quali sono i suoi componenti?
Scopo: estrarre e separare i coloranti degli inchiostri di penne e/o pennarelli
Materiale:
1 becher
1 coperchio
1 striscia di carta da cromatografia
Soluzione 1:1 etanolo/acetone
Procedimento:
-
Disegnare un punto con una penna o un pennarello a un centimetro di una estremità
di una striscia di carta da cromatografia e lasciare asciugare per qualche minuto
Versare una soluzione 1:1 di etanolo:acetone sul fondo di un becher in modo da
coprire il fondo del becher
mettere la cartina in una camera da cromatografia usando la stessa miscela
etanolo:acetone come fase mobile
togliere la cartina quando il fronte di avanzamento della fase mobile sarà giunto a
pochi mm dal bordo superiore
Ipotesi:
2) Che cosa ci si aspetta di ottenere alla fine dell’esperimento?
Risultati:
1) Quali sono i risultati ottenuti al termine dell’esercitazione?
Conclusioni:
1) Che cosa è stato separato dei vari inchiostri?
2) Perché le varie macchie si separano in tempi diversi?
Glossario
Miscela omogenea
Solubilità
Cromatografia
Fase fissa
Fase mobile
Colorante
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Struttura dell’atomo - Saggio alla fiamma
1) Che cos’è la luce?
2) Che cos’è un’onda elettromagnetica?
3) Che cos’è un fotone?
4) Che cos’è lo spettro della luce?
5) Che cos’è un atomo?
6) Che cosa sono gli elettroni, i protoni e i neutroni?
7) Come sono distribuiti gli elettroni in un atomo?
8) Che cos’è un orbitale?
9) Che cosa s’intende per livello energetico?
10) Com’è organizzato l’atomo secondo Bohr?
11) Che cosa s’intende per stato fondamentale e stato eccitato di un elettrone?
Il modello atomico di Bohr afferma che gli
elettroni di un atomo non hanno tutti la stessa
energia, ma si dispongono su livelli energetici
differenti. Quindi, se si fornisce dell’energia
agli elettroni di un atomo, essi si eccitano e
passano ad un livello energetico superiore.
L’elettrone al livello energetico superiore però
è instabile e tende a ritornare al suo livello
energetico originario di partenza. L’energia in
eccesso è quindi ceduta sotto forma di luce.
In questo saggio, l’energia è fornita dalla
fiamma ossidante del becco di Bunsen, o
semplicemente, Bunsen. Questo strumento è
un bruciatore (una specie di fornellino) che
può produrre una fiamma riducente gialla di
circa 700-800°C, oppure una fiamma
ossidante blu trasparente di circa 1500°C.
Scopo dell’esperimento: indagare la natura ondulatoria e corpuscolare della luce;
verificare il modello di Bohr; identificare alcuni cationi tramite saggio alla fiamma.
Materiale:
Filo di nichel-cromo
Vetrini da orologio
Becco Bunsen
Sali di calcio, sodio, bario, rame, litio, potassio
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Procedimento:
-
Pulire il filo di nichel-cromo immergendolo nel acido cloridrico e mettendolo alla
fiamma
Ripetere l’operazione precedente finché il filo colora la fiamma
Immergere il filo nell’acido cloridrico
Prelevare una piccolissima quantità di sale con il filo
Porre il filo sulla fiamma ossidante
Ipotesi:
Che cosa succederà alla fiamma ossidante quando gli si metterà sopra dei sali?
Risultati:
- riportare in tabella le corrispondenze fra i cationi e il colore della fiamma:
Catione
Colore assunto dalla fiamma
Sodio
Calcio
Litio
Bario
Rame
Potassio
Conclusioni:
1) Sono state verificate le ipotesi? Si o no? Perché?
3) Perché la fiamma si colora? E perché ogni catione conferisce colori diversi?
4) Come può il saggio alla fiamma verificare il modello di Bohr?
Glossario e concetti chiave
Luce
Onda elettromagnetica
Fotone
Spettro della luce
Atomo
Elettroni, i protoni e i neutroni
Orbitale
Livello energetico
Modello atomico di Bohr
Stato fondamentale e stato eccitato di un elettrone
Becco Bunsen
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Legge di Lavoisier
o legge di conservazione della massa
1) Che cosa dice la legge di Lavoisier?
2) La legge di Lavoisier è sempre valida? O ci sono delle eccezioni?
3) Le reazioni che sviluppano gas – sottoforma di effervescenza - o producono precipitati
sottostanno alla legge di Lavoisier?
Scopo dell’esperimento: verificare la legge di Lavoisier
Materiale per ogni reazione:
2 provette
Acido cloridrico, HCl
1 portaprovette
Carbonato di calcio, CaCO3 (marmo)
1 palloncino
Cloruro d’alluminio, AlCl3
1 becher 250 ml
Idrossido di sodio, NaOH
1 matraccio da 50 ml
Idrossido di bario, Ba(OH)2
Acido solforico, H2SO4
Procedimento:
Reazione A:
-
Preparare 50 ml di AlCl3 0,1 M e 50 ml di NaOH 0,1 M
Mettere 5-6 ml di AlCl3e di NaOH in due provette differenti
Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti
Unire il contenuto delle due provette e osservare il risultato della reazione
Ripesare le due provette.
Reazione B:
-
AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 ↓ + 3 NaCl
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2 H2O
Preparare 50 ml di Ba(OH)2 0,1 M e 50 ml di H2SO4 0,1 M
Mettere 5-6 ml di Ba(OH)2 e di H2SO4 in due provette differenti
Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti
Unire il contenuto delle due provette e osservare il risultato della reazione
Ripesare le due provette.
Reazione C:
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ↑
- Mettere alcuni pezzetti di marmo, CaCO3, in un matraccio e alcuni ml di HCl concentrato
in una provetta;
- Pesare sulla bilancia tecnica i due reagenti;
- Versare l’acido cloridrico nel matraccio e chiuderlo immediatamente con un palloncino;
- Ripesare il tutto.
Reazione D:
- Ripetere la reazione C senza chiudere il matraccio con il palloncino.
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Ipotesi:
1) La massa dei reagenti e dei prodotti di una reazione è sempre uguale?
2) Quando in una reazione si produce un precipitato, i prodotti pesano di più dei reagenti?
3) Quando in una reazione si libera un gas, i prodotti sono più leggeri?
Risultati:
Riportare i risultati in tabella:
Reazione
1) AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 ↓ + 3 NaCl
2) Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2 H2O
3) CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ↑
Massa reagenti (g)
Massa prodotti (g)
(con palloncino)
4) CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ↑
(senza palloncino)
Conclusioni:
La legge di Lavoisier è stata verificata? Si o no? Perché?
Le ipotesi si sono verificate? Sì o no? Perché?
Giustificare il risultato ottenuto quando è stato tappato o meno il contenitore in cui è
avvenuta la reazione tra il carbonato di calcio e l’acido cloridrico.
Glossario
Reazione chimica
Precipitato
Legge di conservazione della massa
Verifica di una legge
Bilancia
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Reazioni di preparazione di sali
Ossido + acido
2 Cu
+
O2
(colore: ……………)
CuO
+
H2SO4
→
2 CuO
→
CuSO4
+
H2O
Reagenti: Cu in polvere (rame elementare), H2SO4 0,5M (acido solforico)
Materiale
1 Capsula di porcellana
1 bacchetta di vetro
1 paio di pinze
1 Bunsen, treppiede, reticella
1 becher da 100 ml
1 cilindro da 50 ml
1 asta metallica,
1 anello con morsetto
1 imbuto
1 filtro di carta
1 piatra Petri
Procedimento
-
-
Pesare in una capsula di porcellana 0,7 g di Cu in polvere;
Riscaldare su fiamma ossidante per almeno 15 minuti mescolando con una
bacchetta di vetro in modo da favorire la reazione tra il rame e l’ossigeno
atmosferico, aiutarsi nell’operazione con una pinza metallica (anche se il rame
diventa quasi subito nero e importante proseguire il riscaldamento per il tempo
indicato);
Lasciare raffreddare un po’ (per evitare schizzi), quindi trasferire la massa solida in
un becher da 100 ml;
aggiungere direttamente nella capsula 20 ml di H2SO4 0,5M e portare
all’ebollizione il miscuglio;
lasciare raffreddare, separare per filtrazione, raccogliere il filtrato, osservare;
trasferire la soluzione in una capsula Petri o in un becher, lasciare evaporare sotto
cappa, osservare dopo qualche giorno l’aspetto fisico del sale ottenuto.
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Reazioni di preparazione di sali
Idrossido + anidride
Ba(OH)2
+
CO2
→
BaCO3 ↓
+
(precipitato di colore: ……………)
2 H2O
Reagenti: Idrossido di bario, Ba(OH)2 , blu di bromotimolo (indicatore di pH)
Materiale:
1 becher da 100 ml
1 beuta da 100 ml
1 cannuccia
Procedimento
-
Preparare una soluzione satura di idrossido di bario (solubilità del Ba(OH)2 : 5,6 g
in 100 ml a 25°C) e filtrarne 20 ml in una beuta da 100 ml appena prima dell’uso;
Soffiare con una cannuccia nella soluzione (l’aria espirata è ricca di CO2);
Osservare i cambiamenti di aspetto della soluzione;
Ripetere l’esperimento aggiungendo alla soluzione di idrossido alcune gocce di blu
di bromotimolo;
Soffiare fino al viraggio dell’indicatore di pH.
28
Preparazione di una soluzione a concentrazione nota
Reagenti: permanganato di potassio (KMnO4), H2O deion.
Materiale:
- 1 vetrino da orologio
- 1 becher da 300 ml
- 1 matraccio da 100 ml
- 1 bottiglia di Mariotte
- 1 imbuto
- bilancia tecnica
Procedimento:
-
Pesare la quantità di polvere calcolata mediante un vetrino da orologio e una
spatola;
Versare la polvere in un becher da 100 ml e scioglierla con circa 20-30 ml di acqua
deionizz.;
Trasferire la soluzione in un matraccio da 100ml aiutandosi con un imbuto e una
bottiglia di Mariotte;
Portare a volume con acqua deionizzata.
Gruppo di lavoro
1
2
3
4
Concentrazione della
soluzione di KMnO4 da
preparare:
Grammi di KMnO4 da
sciogliere in 100 ml di
soluzione finale:
0,50 %
0,25 %
0,15 %
0,05 %
Etichettare infine il contenitore della soluzione con: classe, gruppo, formula del soluto,
concentrazione.
29
Fattori che influiscono sulla velocità di una reazione
Qual è la cinetica di una reazione chimica? Quali sono i fattori che influiscono sulla
velocità di una reazione? E per quale/i motivo/i tali fattori alterano la velocità di una
reazione?
Reazione:
Na2S2O3 + 2 HCl → SO2 + S↓ + 2 NaCl + H2O
Materiale
1 cilindro da 50 ml
3 beute da 250 ml
3 burette da 50 ml
2 aste di metallo + 2 pinze a ragno
Tiosolfato di sodio, Na2S2O3 0,5 M
Acido cloridrico, HCl 2 M
Procedimento
A) Preparare del Na2S2O3 0,5 M e del HCl 2 M
B) Tracciare un segno a croce sul fondo di 3 beute da 250 ml e porle su 3 fogli di carta
bianca (o carta scottex bianca)
C) Numerare le 3 beute e riempirle con:
1) 10 ml Na2S2O3 0,5 M + 40 ml di H2O
2) 25 ml Na2S2O3 0,5 M + 25 ml di H2O
3) 50 ml Na2S2O3 0,5 M
D) Avvinare (risciacquare internamente) 3 burette e riempirle con 50 ml di HCl 2M
E) Lasciar gocciolare nelle beute l’ HCl 2M dalle 3 burette, cronometrando il tempo
occorrente affinché guardando dall’alto non si riesca più a distinguere la croce disegnata
sul fondo a causa della formazione di zolfo
F) A fine esperimento lavare il tutto con H2O di fonte e poi con H2O deionizzata
30
L’ equilibrio chimico e il principio di Le Chatelier
Che cos’è un equilibrio chimico? Quali sono i fattori che influiscono su un equilibrio
chimico?
Cu(H2O)42+ + 4 Cl- ↔ CuCl42- + 4 H2O
(blu)
Materiale:
4 provette
1 pipetta da 5 ml
1 palla di Peleo
2 contagocce
1bottiglia di Mariotte
(giallo)
HCl conc.
0,1 M CuCl2
Procedimento:
- Preparare una soluzione 0,1 M di CuCl2 (azzurro)
A.
- Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl2 (azzurro) in una provetta, dopodichè
aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da rosa non diventa
verde
- scaldare e raffreddare la provetta e osservare il cambiamento di colore
Reazione esotermica:
Reazione endotermica:
+E
Cu(H2O)42+
(blu)
-
+ 4Cl →
CuCl42(giallo)
-E
+ 4 H2O
CuCl42(giallo)
+ 4 H2O → Cu(H2O)42+ + 4Cl(blu)
B.
-
-
Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl2 (azzurro) in una provetta, dopodichè
aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da azzurra non diventa
verde
Aggiungere H2O dist. fino al completo cambiamento di colore
C.
-
-
Versare 2 ml della soluzione 0,1 M di CuCl2 (azzurro) in una provetta, dopodichè
aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino a che la soluzione da azzurra non diventa
verde
Aggiungere alcune ggt di HCl conc. fino al completo cambiamento di colore
31
Esperienze sul pH
Materiale
Vetrini di orologio
Becher
Bacchette di vetro
Indicatore blu di bromotimolo
Cartina indicatore universale
pH-metro
Sostanze da analizzare (come da tabella)
Procedimento
Alcune delle sostanze da analizzare devono essere disciolte in acqua, mentre altre
possono essere utilizzate direttamente.
- Identificare le sostanze in ciascun contenitore.
- Prelevare una piccola quantità di ciascuna sostanza e depositarla su un vetrino di
orologio. Aggiungervi alcune gocce (2 o 3) di blu di bromotimolo. L’indicatore assume
colore giallo in ambiente acido, verde in ambiente neutro e blu in ambiente basico.
- Bagnare con una goccia di liquido della sostanza da analizzare una cartina
dell’indicatore universale e controllare il colore della scala cromatica per ottenere il valore
di pH.
- Controllare alcuni valori ottenuti con il pH-metro dopo averlo tarato con una soluzione a
pH noto. Ricordare di pulire lo strumento prima di immergerlo in una nuova sostanza.
Sostanze in soluzione acquosa o allo stato Colore assunto dal blu di pH misurato
bromotimolo
con
puro
Indicatore
pH
(acido, basico o
neutro?)
The
Succo di limone
Acqua distillata
Ammoniaca
Aceto
Latte
Acido cloridrico 1N
Bicarbonato di sodio
Carbonato di sodio
Candeggina per pulizia
Detersivo
Coca cola
32

Dispensa di Laboratorio

Transcript

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