Saggi alla fiamma

Al seguente link un video sui saggi alla fiamma: 

Titolazione acido-base

Al seguente link un estratto del testo "chimica facile" dell'editore Zanichelli: 

Titolazione acido-base

Legge di Lavoisier

La legge di Lavoisier nota anche come legge di conservazione della massa afferma che nel corso di una reazione chimica la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti. In altre parole, nel corso di una reazione chimica la materia non si crea e non si distrugge ma si trasforma. 

IN LABORATORIO

Per dimostrare la legge di Lavoisier si conduce una reazione chimica in un sistema chiuso, misurando la massa prima e dopo la trasformazione.

La reazione che si vuole osservare è la seguente:

NaHCO3(s)+ HCl(aq) --> NaCl (aq)+ H2O + CO2 (g)

Bicarbonato di sodio + Acido Cloridrico    -->    Cloruro di sodio          + Acqua +   Anidride carbonica

In una beuta codata si inserisce del bicarbonato di sodio. 

In una provetta si inserisce dell'acido cloridrico. 

Si trasferisce la provetta, delicatamente, nella beuta. 

Si collega un palloncino all'imboccatura della coda della beuta e si tappa il tutto per ottenere un sistema chiuso. 

Si misura la massa prima della reazione.

Si capovolge la beuta per far avvenire la reazione. Si misura nuovamente la massa.

Infine, si toglie il tappo e si ripesa il sistema aperto (lasciando anche il tappo tolto sul piatto della bilancia).

Prima e dopo la reazione la massa non cambia (al massimo ci può essere una piccola diminuzione a causa di eventuali perdite di gas). 

Durante la reazione si sviluppa effervescenza ed il palloncino si gonfia per lo sviluppo di anidride carbonica. 

Quando si toglie il tappo la massa diminuisce perché l'anidride carbonica sviluppata, essendo un gas, viene liberata. 

Fenomeni che accompagnano le trasformazioni chimiche

IN LABORATORIO:

Si effettuano le seguenti reazioni chimiche:

MgCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) --> MgCO3 (aq)+ 2NaCl (aq)

cloruro di magnesio + carbonato di sodio --> carbonato di magnesio + cloruro di sodio

Si mescolano le due sostanze (entrambe liquidi trasparenti) all'interno di una provetta e si ottiene una sospensione di colore bianco caseoso che è il carbonato di magnesio.

Pb(NO3)2 (aq) + 2KI (aq) --> PbI2 (s) + 2KNO3 (aq)

nitrato di piombo + ioduro di potassio --> ioduro di piombo di nitrato di potassio

All'interno di una provetta si inserisce un po' di soluzione di nitrato di piombo (incolore) e un po' di soluzione di ioduro di potassio (incolore). Si forma un precipitato giallo che è lo ioduro di piombo.

NaHCO3 (s)+ HCl (aq) --> NaCl (aq) + H2O + CO2 (g)

bicarbonato di sodio + acido cloridrico --> cloruro di sodio + acqua + anidride carbonica

In una provetta si inserisce dell'acido cloridrico (soluzione incolore) ed in un palloncino del bicarbonato di sodio (polvere bianca). Si pone il palloncino sull'imboccatura della provetta e si capovolge. Dalla reazione si forma un gas, l'anidride carbonica, che fa gonfiare il palloncino e sviluppa effervescenza. 

Trasformazioni chimiche e fisiche

IN LABORATORIO:

Si vuole osservare cosa accade effettuando delle manipolazioni con ferro e zolfo. 

Il ferro si presenta come dei granuli grigi. Lo zolfo come una polvere gialla. Si pesa una certa quantità dell'uno e dell'altro e si mettono insieme in una capsula. Si ottiene un miscuglio eterogeneo. Avvicinando una calamita il ferro ne viene attratto. Poiché ogni sostanza conserva le proprie proprietà questa è una trasformazione fisica.

Il miscuglio viene posto sulla fiamma del becco bunsen, sotto cappa aspirante. Dopo qualche minuto si forma una sostanza dal colore grigio-nero, il solfuro ferroso (o pirite). Avvicinando la calamita non accade nulla perché ferro e zolfo sono stati trasformati in una nuova sostanza dall'aspetto e dalle proprietà diverse da quelle di partenze. E' avvenuta una trasformazione chimica. 

Durante la trasformazione parte dello zolfo reagisce con l'ossigeno dell'aria formando anidride solforosa, perciò si può avvertire un odore pungente. 

S + O2 --> SO2

Sintesi di sali

I sali sono composti ionici, formati dall'insieme di più ioni tenuti insieme all'interno di un reticolo cristallino. Essi possono essere:

- binari: costituti da un metallo legato ad un non metallo;

- ternari: costituiti da metallo,non metallo e ossigeno;

- quaternari costituti da metallo, idrogeno, non metallo ed ossigeno.

IN LABORATORIO:

Le reazioni con cui si possono formare i sali sono diverse. Tra queste:

metallo + acido --> sale + idrogeno 

(come già descritto nel post al seguente link)

acido + base --> sale + acqua

HCl + NaOH --> NaCl + H2O

acido cloridrico + idrossido di sodio --> cloruro di sodio + acqua

 

All'interno di una provetta si inseriscono 5 mL di NaOH e qualche goccia di fenolftaleina. La soluzione è viola (perché è basica). Si aggiungono 5 mL di HCl. La soluzione diventa incolore. Tale reazione viene detta di neutralizzazione. 

anidride + base --> sale + acqua

CO2 + 2 NaOH --> Na2CO3 + H2O

anidride carbonica + idrossido di sodio --> carbonato di sodio + acqua

 

All'interno di una beuta si inserisce un poco di idrossido di sodio e qualche goccia di fenolfatleina. La soluzione è viola (perché è basica). Si soffia all'interno dell'altra beuta, collegata alla prima tramite dei tubicini. L'anidride carbonica reagisce con l'idrossido di sodio per formare un sale e l'acqua. La soluzione diventa incolore. 

acido 1 + sale 1 --> acido 2 + sale 2

H2SO4 + BaCl2 --> 2HCl + BaSO4 

acido solforico + cloruro di bario --> acido cloridrico + solfato di bario

All'interno di una provetta si inserisce un po' di soluzione di cloruro di bario (incolore) e un po' di acido solforico (incolore). Si forma una soluzione bianca lattiginosa che è il solfato di bario. 

sale 1 + sale 2 --> sale 3 + sale 4 

Pb(NO3)2 + 2KI --> PbI2 + 2KNO3 

nitrato di piombo + ioduro di potassio --> ioduro di piombo di nitrato di potassio

All'interno di una provetta si inserisce un po' di soluzione di nitrato di piombo (incolore) e un po' di soluzione di ioduro di potassio (incolore). Si forma un precipitato giallo che è lo ioduro di piombo.

metallo + non metallo --> sale 

Fe + S --> FeS

ferro + zolfo --> solfuro ferroso (pirite)

All'interno di una capsula si inseriscono 2,8 g di ferro (granuli grigi) e 1,6 di zolfo (polvere gialla). Si pone il tutto sulla fiamma del becco bunsen. Si ottiene il solfuro ferroso, un sale di colore grigio-nero. 

Sintesi di cloruro di zinco

I sali sono composti ionici, formati dall'insieme di più ioni tenuti insieme all'interno di un reticolo cristallino. Essi possono essere:

- binari: costituti da un metallo legato ad un non metallo;

- ternari: costituiti da metallo,non metallo e ossigeno;

- quaternari costituti da metallo, idrogeno, non metallo ed ossigeno.

Le reazioni con cui si possono formare i sali sono diverse. Tra queste:

metallo + acido --> sale + idrogeno

IN LABORATORIO:

Si vuole ottenere il cloruro di zinco con la reazione:

Zn + 2HCl --> ZnCl2 + H2

La reazione verrà ripetuta due volte: con lo zinco in granuli e con quello in limatura.

All'interno di una beuta codata, a cui è stato collegato un palloncino, si inseriscono 3 g di zinco. In una provetta si inseriscono 25 mL di acido cloridrico. Si inserisce la provetta nella beuta, si tappa e si capovolge la beuta per far avvenire la reazione.

Si osserva che si forma effervescenza ed il palloncino si gonfia a causa dello sviluppo del gas (idrogeno). La beuta si riscalda perché la reazione è esotermica. Il palloncino della reazione condotta con la limatura di ferro si gonfia molto più velocemente rispetto a quella con lo zinco in granuli. Questo accade perché la superficie di contatto tra reagenti è maggiore con lo zinco in limatura. 

Il gas formato è idrogeno perché reagendo con l'ossigeno dell'aria (per ottenere acqua), attraverso una reazione di combustione, si libera una grande quantità di energia.