Conducibilità delle soluzioni elettroliti e non elettroliti

Materiali: apparecchio per misurare la conducibilità, becher, acqua distillata, acqua del rubinetto, cloruro di sodio solido, acido cloridrico in soluzione con concentrazione elevata, acido acetico glaciale, zucchero solido, idrossido di potassio in soluzione, solfato di rame solido, alcool etilico, acido cloridrico in soluzione 0,1 N, acido acetico glaciale in soluzione 0,1 N, idrossido di ammonio in soluzione 0,1 N
Procedimento:
1° parte: classificazione delle soluzioni e dei composti

Abbiamo preso sei becher e li abbiamo riempiti all’incirca per metà con le soluzioni ( acqua distillata, acqua del rubinetto, acido cloridrico concentrato, acido acetico glaciale, idrossido di potassio in soluzione, alcool etilico); poi ne abbiamo presi altri tre e abbiamo messo al loro interno alcuni grammi di zucchero solido, cloruro di sodio solido e solfato di rame solido, in questi tre becher abbiamo aggiunto alcuni ml di acqua distillata. Abbiamo posto i nove becher, quattro per volta, nell’apparecchio per misurare la conducibilità, che avevamo in precedenza collegato con un generatore di elettricità. L’apparecchio è costituito da quattro coppie di chiodi (elettrodi), che restando immersi nella soluzione per un paio di centimetri, grazie alla corrente fornita dall’alimentatore, avremo una variazione nelle sostanze e, in alcuni casi, l’accensione delle lampadine, collocate al di sopra della struttura, in corrispondenza con gli elettrodi.

2° parte: confronto tra elettroliti deboli e forti nella stessa concentrazione
Abbiamo preso due becher e nel primo abbiamo messo alcuni ml di acido cloridrico in soluzione 0,1 N, mentre nell’altro alcuni ml di acido acetico glaciale in soluzione 0,1 N; li abbiamo quindi messi sotto il nostro apparecchio per misurare la conducibilità e abbiamo acceso l’alimentatore.
Abbiamo fatto la stessa prova con l’idrossido di potassio e l’idrossido di ammonio, entrambi in soluzione 0,1 N.

3° parte: influenza della diluizione sulla conducibilità di una soluzione
Abbiano preso due becher, nel primo abbiamo messo 35 ml di acido cloridrico in soluzione, mentre nell’altro 35 ml di acido acetico in soluzione e abbiamo anche in questo caso fatto la prova della conducibilità.

Risultati:
1° parte: classificazione delle soluzioni e dei composti
Abbiamo notato che le sostanze reagiscono all’elettricità in modi diversi:

• alcune, come l’acido cloridrico in soluzione molto concentrata e l’idrossido di potassio, conducono l’elettricità, facendo accendere in modo molto spiccato la lampadina e contribuendo alla formazione di bolle nei pressi dell’elettrodo. Ciò dimostra che queste due sostanze sono elettroliti forti, perché liberando molti H⁺ o OH⁻, conducono l’elettricità.
• altre, invece, come l’acqua del rubinetto, il cloruro di sodio, l’acido acetico glaciale, il solfato di rame e l’alcool etilico conducono solo in parte la corrente, tanto che in molti di loro l’elettricità non sarà sufficiente per far accendere la lampadina, ma causerà solo la formazione di piccole bolle in prossimità dell’elettrodo. Queste sostanze sono elettroliti deboli, poiché liberano ioni, ma non a sufficienza per condurre l’elettricità.
• altre ancora, come l’acqua distillata e lo zucchero in soluzione, non conducono l’elettricità, quindi non porteranno né all’accensione della lampadina né alla formazione di bollicine. Questo perché le sostanze non sono elettroliti, in altre parole scindendosi in acqua non producono ioni.

2° parte: confronto tra elettroliti deboli e forti nella stessa concentrazione
Abbiamo notato che anche quando abbiamo due sostanze con la stessa concentrazione, il risultato è lo stesso; in questo caso l’elettrolita forte (acido cloridrico) ha fatto accendere la lampadina, mentre l’elettrolita debole( acido acetico glaciale) è riuscito a imprimere alla lampadina solo una debole luce. Questo perché l’acido cloridrico è un acido forte, che dividendosi in acqua, formerà molti ioni H⁺, mentre l’acido acetico glaciale è un acido debole e quindi dividendosi, formerà pochi ioni H⁺.

La stessa situazione si ha con i due idrossidi; anche in questo caso l’elettrolita forte (idrossido di potassio) ha fatto accendere la lampadina, mentre l’elettrolita debole( idrossido di ammonio) è riuscito a imprimere alla lampadina solo una debole luce. Questo perché l’idrossido di potassio è una base forte, che dividendosi in acqua, formerà molti ioni OH⁻, mentre l’idrossido di ammonio è una base debole e quindi dividendosi, formerà pochi ioni OH⁻.
3° parte: influenza della diluizione sulla conducibilità di una soluzione
Abbiamo notato come la diluizione influisca sulla conducibilità di una sostanza. Abbiamo già detto in precedenza che l’acido acetico glaciale è un elettrolita debole e che l’acido cloridrico è un elettrolita forte, aggiungendo a questi due qualche ml di acqua distillata, abbiamo notato come nel primo la conducibilità aumenti, mentre nel secondo come questa diminuisca notevolmente.

Conclusioni: abbiamo classificato le sostanze in elettroliti forti, deboli e non elettroliti, capendo che la conducibilità di una soluzione è misurabile mediante il passaggio di corrente elettrica che avviene grazie alla presenza di ioni nella soluzione; abbiamo così anche confermato la legge di Arrhenius, che definisce acidi i composti che in soluzione acquosa liberano ioni idrogeno o protoni (H⁺) e basi i composti che liberano ioni idrossido (o ossidrile) (OH−), aggiungendo che non tutti i sali, le basi e gli acidi si ionizzano in eguale misura. Abbiamo inoltre dimostrato come la diluizione influisca sulla conducibilità di una soluzione; infatti, una soluzione che conduce corrente diluita diminuirà la sua capacità di conducibilità, mentre una soluzione debole diluita aumenterà la sua capacità di condurre elettricità.