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Legge delle proporzioni definite costanti

Strumenti e materiali: - zolfo (

[math]S[/math]
)
- limatura di rame (
[math]Cu[/math]
)
- capsula di porcellana con coperchio
- bacchetta di vetro
- becco bunsen
- pinzette
- bilancia
- cartina tornasole
- acido nitrico

Procedimento: Innanzitutto con l’ausilio di una bilancia si pesa la capsula di porcellana con coperchio che fungerà da tara, successivamente si versano nel contenitore e si pesano rispettivamente

[math]1,2\ g[/math]
di polvere di zolfo ed
[math]1,2\ g[/math]
di limatura di rame avendo cura di calcolare le dosi al centigrammo. Con una bacchetta in vetro si mescolano accuratamente le due polveri, si chiude con il coperchio la capsula e la si poggia sul becco bunsen precedentemente acceso e posto a fiamma bassa. Si lascia qualche minuto il composto delle due polveri sul fuoco che nel frattempo avrà sviluppato una reazione al calore producendo un residuo ed un gas. A questo punto con l’aiuto delle pinzette si solleva il coperchio e con la cartina tornasole si verifica il ph del gas emesso. Nel caso in cui la cartina viri verso il rosso il gas è acido, mentre nel caso in cui viri verso il blu è basico; nel nostro caso la cartina umida diventa rossa indicandoci l’acidità del gas.Successivamente si spegne il becco bunsen e si lascia la capsula a raffreddare.Dopo che si è raffreddata si pesa nuovamente e si osserva la differenza. Per effettuare un’ulteriore verifica è possibile versare dell’acido nitrico all’interno della capsula contenente i residui: se l’acido vira verso il blu significa che l’esperimento non è riuscito, mentre nel caso in cui rimanga incolore

L’esperimento è riuscito.

Osservazioni: Il peso iniziale del composto è di

[math]26,960\ g[/math]
mentre dopo essere stato riscaldato è di
[math]26,240\ g[/math]
. Il peso diminuisce in quanto nel composto
[math]Cu S[/math]
lo zolfo da noi aggiunto eccede. Lo zolfo in eccesso reagisce quindi con l’ossigeno (
[math]O[/math]
) e si trasforma in anidride solforosa (
[math]SO_2[/math]
), un gas irritante ed acido (lo dimostra infatti l’esperimento con la cartina tornasole).

Si può quindi calcolare la dose di zolfo in eccesso evaporata

[math] 26,960-26,240= 0,72\ g[/math]
di
[math]S[/math]

Da ciò si può calcolare lo zolfo che è stato utilizzato per la reazione con il rame

[math]1,2-0,72= 0,48\ g[/math]

è inoltre possibile calcolare il rapporto tra

[math]S[/math]
e
[math]Cu[/math]
nella reazione chimica
[math]Cu : S = 1,2 : 0,48[/math]

il rapporto è quindi pari a

[math]1 : 2,25[/math]

A questo punto si confronta il risultato ottenuto con quello dello stesso esperimento che è però stato effettuato con diverse dosi di

[math]Cu[/math]
e
[math]S[/math]
:
[math] Cu= 1,075\ g[/math]
e
[math]S= 1,138\ g[/math]

La massa totale iniziale è pari a

[math]24,834\ g[/math]
e quella finale è di
[math]24,079\ g[/math]

Con una differenza di
[math]S[/math]
di
[math]0,383[/math]

Si può perciò calcolare il rapporto

[math]Cu:S = 1:2,807[/math]


Conclusioni: Osservando i rapporti

[math]Cu/S[/math]
di entrambi gli esperimenti e confrontandoli è possibile notare che i numeri sono simili benché le quantità siano diverse. Nel primo caso il rapporto è infatti patri a
[math]2,25[/math]
mentre nel secondo caso è pari a
[math]2,807[/math]
. Questo dimostra la veridicità della legge ponderale di Proust detta anche legge delle proporzioni definite e costanti: la legge afferma infatti che in un composto chimico gli elementi che lo costituiscono sono sempre presenti in rapporti di massa costanti e definiti. Ciò significa che in una determinata reazione chimica, due elementi devono avere sempre massa in proporzione e nel caso di un eccesso di uno dei due elementi esso non reagisce ma rimane inalterato.

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