UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI CAMERINO SCUOLA DI SCIENZE E TECNOLOGIE
Corso di Laurea in CHIMICA (Piano Lauree Scientifiche)
Esperienza n. 5
Influenza della concentrazione dei reagenti e dei prodotti sull’equilibrio chimico.
Influenza della temperatura sull’equilibrio chimico.
Materiali occorrenti
una provetta da saggio,
porta provette,
spruzzetta con acqua distillata,
cilindro da 10 ml,
carta da filtro e phon.
Reagenti
cobalto dicloruro esaidrato CoCl2∙6H2O,
acido cloridrico concentrato,
acqua distillata,
2 becher da un litro, uno con acqua calda (70-80 °C) ed uno con acqua fredda.
Reazione chimica
[CoCl4]2− + 6H2O
Blu
[Co(H2O)6]2+ + 4Cl−
Rosa
Obiettivo dell’esperienza
Osservare e comprendere la reversibilità di una reazione all’equilibrio.
Aspetti microscopici
[CoCl4]2−
[Co(H2O)6]2+
Co
Co
Rosa
Blu
Metodica
Si pesano in una navicella 0,100 g di cobalto cloruro esaidrato CoCl2∙6H2O, si trasferisce il solido in
una provetta e si aggiungono 3 gocce di acido cloridrico concentrato, agitando per favorire la
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completa solubilizzazione del CoCl2∙6H2O. In tal modo si ottiene una soluzione blu. Alla soluzione
blu si aggiunge poi goccia a goccia acqua distillata, fino ad osservare la variazione del colore da blu a
viola e poi a rosa (cioè verso una maggiore concentrazione di [Co(H2O)6]2+). A questo punto è
possibile far retrocedere l’equilibrio aggiungendo di nuovo acido cloridrico goccia a goccia fino a
colorazione blu persistente (cioè corrispondente ad una maggiore concentrazione di [CoCl4]2-).
Si aggiunge di nuovo acqua goccia a goccia fino a colorazione rosa della soluzione, a questo punto è
possibile valutare l’effetto della variazione di temperatura sull’equilibrio chimico. A tal fine
immergiamo la provetta con la soluzione rosa nel becher contenente acqua calda, si osserverà il
viraggio verso la colorazione blu. Successivamente, raffreddando si può di nuovo tornare alla
condizione originaria (colore rosa). Nel primo caso una temperatura elevata favorisce lo spostamento
della posizione dell’equilibrio verso una maggiore concentrazione di [CoCl4]2-, mentre un
abbassamento della temperatura fa nuovamente aumentare la concentrazione di [Co(H2O)6]2+
riportando la soluzione al colore rosa.
Aspetti microscopici
[CoCl4]2−
[Co(H2O)6]2+
Co
Co
70 °C
0 °C
Rosa →
← Blu
Scrittura invisibile
Utilizzare la soluzione rosa come un inchiostro, per scrivere il proprio nome su un pezzetto di carta da
filtro e lasciare asciugare. La scritta risulterà pressoché invisibile, ma scaldando con un phon si
osserva la comparsa della scritta con colorazione blu. Raffreddando, la scritta tornerà a scomparire ma
potrà essere rigenerata ogni volta semplicemente riscaldando la carta.
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Corso di Laurea in CHIMICA (Piano Lauree Scientifiche)
Esperienza n. 6
Incompletezza di una reazione chimica all’equilibrio
Materiali occorrenti
4 provette da saggio,
porta provette,
Reagenti
soluzione satura di Fe3+NH4+(SO42−)2,
soluzione di potassio tiocianato K+SCN− 0,5M.
Reazione chimica
Fe3+ + SCN−
Fe(SCN)2+
giallo pallido
rosso
Obiettivo dell’esperienza
Osservare e comprendere l’incompletezza di una reazione all’equilibrio.
Metodica
Riempire con acqua distillata una provetta fino a metà volume ed aggiungere 3 gocce della soluzione
di Fe3+NH4+(SO42−)2, successivamente aggiungere 3 gocce della soluzione di K+SCN−, ed agitare la
miscela. La soluzione così ottenuta avrà una colorazione rosso pallido. Versare circa un terzo del
contenuto della provetta in altre due provette in modo da avere tre provette (che chiameremo provetta
A, B e C) tutte con la stessa quantità di soluzione. La provetta A viene tenuta da parte come confronto.
Alla provetta B si aggiungono 2 gocce della soluzione di Fe3+NH4+(SO42−)2: si osserverà un aumento
dell’intensità della colorazione rossa. Alla provetta C si aggiungono invece due gocce della soluzione
di K+SCN−: anche in questo caso si verifica un incremento dell’intensità della colorazione rossa, come
facilmente verificabile avvicinando le provette B e C alla provetta A di confronto.
Da tale comportamento sperimentale si può desumere che la reazione di equilibrio è una reazione non
completa, in quanto aggiungendo uno dei due reattivi si osserva un aumento dell’intensità della
colorazione rossa dovuta alla formazione di altro prodotto Fe(SCN)2+. Questo può avvenire solo se,
quando aggiungiamo uno dei due reattivi, l’altro è presente, non essendosi trasformato tutto nei
prodotti. Dal fatto che all’equilibrio persiste ancora una certa quantità di reagente, si deduce che una
reazione all’equilibrio è una reazione incompleta.
Dividere il contenuto
in tre provette
A
B
Aggiungere 2 gocce di
Fe3+NH4+(SO42−)2 in B e
2 gocce di K+SCN− in C
C
Soluzione rosso pallido
ottenuta dopo aver aggiunto
i due reattivi alla provetta
contenente acqua distillata.
A
B
C
Soluzioni di colore rosso
più intenso rispetto alla
provetta A di confronto.
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Esperienza n. 7
Reazione fotochimica reversibile
Materiali occorrenti
becher da 50 ml,
cristallizzatore da 2 litri,
due cilindri graduati uno da 10 ml ed uno da 100 ml,
puntatore laser di colore verde o normale lampada da tavolo.
Reagenti
soluzione di ferro(II) solfato eptaidrato FeSO4 ∙7H2O,
soluzione di acido solforico H2SO4 2M,
soluzione di tionina acetato 0,001M (0,023 g in 100 ml di H2O distillata).
Reazione chimica
luce intensa
(tionina)+ + 2Fe2+ + 2H+
blu-porpora
(tioninaH2)+ + 2Fe3+
incolore
Obiettivo dell’esperienza
Osservare l’effetto della luce su particolari tipi di reazioni fotochimiche all’equilibrio.
Metodica
Due millilitri della soluzione di tionina acetato 0,001M vengono versati in un becher da 100 ml, si
aggiungono poi 50 ml di acqua distillata e 3 ml di H2SO4 2M. Infine si aggiungono 0,200 g di
FeSO4∙7H2O precedentemente pesato in una navicella, agitando la miscela fino a completa
dissoluzione. A questo punto il becher viene posto sotto la luce di una lampada o di un puntatore laser
di colore verde. Dopo alcuni secondi si osserva la decolorazione della soluzione. Spegnendo la fonte
di luce dopo qualche minuto ricompare la colorazione porpora.
La specie (tionina)+ impartisce la colorazione blu-porpora alla soluzione. Tale specie ha la capacità di
assorbire energia sotto forma di luce intensa, passando ad un livello energetico eccitato in cui è molto
più reattiva e, in presenza di ioni H+ e ioni Fe2+, diventa (tioninaH2)+ (soluzione incolore). Una luce
intensa favorisce quindi la reazione diretta verso la formazione di una maggiore quantità della specie
(tioninaH2)+ incolore. Al contrario, in assenza di luce intensa, l’equilibrio retrocede verso una
maggiore concentrazione della specie (tionina)+ e la soluzione ritorna al colore blu-porpora originario.
In assenza di luce
intensa la soluzione
torna ad essere blu
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Esperienza n. 8
Reazione di ossidoriduzione
Materiali occorrenti
becher da 50 ml,
imbuto e carta da filtro,
anello di sostegno,
Reagenti
rame cloruro CuCl2,
acqua distillata,
fogli di alluminio.
Reazione chimica
2Al + 3Cu++ 2Al3+ + 3Cu
Semireazioni:
- Reazione di riduzione (consuma elettroni)
- Reazione di ossidazione (produce elettroni)
3Cu++ + 6e− 3Cu(metallico)
2Al(metallico) 2Al3+ + 6e−
Obiettivo dell’esperienza
Osservare una reazione di ossidoriduzione, che avviene grazie allo scambio di elettroni in soluzione,
tra gli atomi di alluminio e gli ioni rame.
Metodica
Disciogliere circa 0,400 grammi di rame cloruro CuCl2 in 50 ml di acqua distillata posti nel becher da
100 ml. Successivamente aggiungere alcuni pezzetti di carta di alluminio di peso totale non superiore
a 0,080 grammi. Si osserverà la progressiva formazione di una sostanza marrone-rossastra costituita
da rame elementare in forma spugnosa, mentre l’alluminio va progressivamente scomparendo ed
anche la colorazione della soluzione da azzurrina tenderà a divenire incolore. Filtrare la soluzione per
separare il solido (rame elementare).
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