LABORATORIO DI CHIMICA : ESPERIENZA N° 4
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Osservazioni preliminari
Nel corso di una reazione chimica (sistema chiuso) si ha sempre una conservazione della
massa, (Legge di Lavoisier) mentre spesso si verifica una variazione di temperatura dal
momento che alcune reazione sviluppano energia sotto forma di calore (esotermiche) e altre
richiedono energia sottraendo calore (reazioni endotermiche). Questa proposta operativa
intende verificare la capacità di eseguire semplici calcoli stechiometrici sulle reazioni e di
valutare il calore scambiato durante alcune reazioni. Inoltre si intende esercitare la capacità di
utilizzare il rapporto quantitativo espresso in moli tra gli elementi in un composto e tra i
composti in una reazione bilanciata.
TITOLO: Massa ed Energia nelle reazioni chimiche
Materiale occorrente: beuta, cilindro graduato, vetrino d’orologio, bilancia analitica, crogiolo in
ceramica con coperchio, supporto triangolare per crogiolo, becco Bunsen, pinze, reticella,
termomentri, becker, provette
reagenti (cloruro di bario, solfato di potassio, bicarbonato di sodio, acido cloridrico 1M, cloruro
d’ammonio, perossido d’idrogeno, idrossido di sodio 1M, nitrato di ferro o biossido di
manganese, magnesio in nastro, zinco in polvere)
Procedura FASE 1: verifica legge di Lavoisier
a. FORMAZIONE DI UN PRECIPITATO - Si preparano in due provette separate due soluzioni di
cloruro di bario e di solfato di potassio e si procede a determinarne la massa complessiva,
quindi si mescolano e si ridetermina la massa dopo la formazione di un precipitato.
b. FORMAZIONE DI UN GAS - In una beuta si indroduce 1 g di zinco in polvere e una
provettina contenente acido cloridrico 1N, quindi si tappa in modo ermetico e si determina il
peso. Si inclina la beuta per far entrare i reagenti in contatto e si ridetermina il peso
Procedura FASE 2: verifica legge di Proust
Possiamo determinare il rapporto degli elementi di un ossido (formula empirica) attraverso il
riscaldamento all’aria (ossigeno) di un metallo (magnesio): riscaldare in un crogiolo di
porcellana una massa misurata di magnesio in nastro, la reazione sviluppa luce e calore
ATTENZIONE, determinare dalla massa del prodotto per differenza la massa dell’ossigeno
combinato, quindi stabilire il rapporto in moli tra il metallo e l’ossigeno.
Procedura FASE 3: reazione di decomposizione
Riscaldare in una provetta una quantità nota di bicarbonato di sodio per provocarne la
decomposizione, in base al rapporto tra il prodotto solido residuo e il reagente stabilire quale
delle seguenti reazioni (da bilanciare) è avvenuta:
a)
NaHCO3 → Na2O + CO2 + H2O
b)
NaHCO3 → NaOH + CO2
b)
NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
Procedura FASE 4
determinare l’andamento della temperatura – tempo nelle seguenti reazioni:
a. solubilizzazione del cloruro d’ammonio in acqua
in un becker determinare la temperatura iniziale dell’acqua e introdurre una piccola
quantità di cloruro d’ammonio, calcolare la variazione di temperatura a intervalli di alcuni
secondi
b. neutralizzazione acido cloridrico e idrossido di sodio (ATTENZIONE REAGENTI
PERICOLOSI)
determinare la temperatura iniziale di 20cc di acido e di 20cc di idrossido, mescolare i due
reagenti e calcolare la variazione di temperatura a intervalli di alcuni secondi
c. decomposizione catalizzata del perossido d’idrogeno
determinare la temperatura iniziale di 20cc di perossido d’idrogeno, aggiungere il
catalizzatore e calcolare la variazione di temperatura a intervalli di alcuni secondi.
Risultati:
- scrivere e bilanciare tutte le reazioni
- descrivere le procedure e le osservazioni
- indicare la portata e la sensibilità degli strumenti utilizzati
- calcolare le masse molecolari e i rapporti stechiometrici
- rappresentare graficamente l’andamento temperatura-tempo
- illustra il ruolo del catalizzatore
