Concetti Chiave
- L'esperimento mira a capire perché alcune reazioni chimiche sembrano non completarsi, concentrandosi sull'equilibrio chimico.
- I materiali utilizzati includono becker, pipette, provette e soluzioni di tiocianato di potassio e nitrato ferrico.
- Il procedimento prevede la miscelazione delle soluzioni e l'osservazione dei cambiamenti di colore in diversi becker, indicando il raggiungimento dell'equilibrio.
- La reazione raggiunge un equilibrio dinamico quando la velocità della reazione diretta e inversa si equivalgono, con la formazione e scomposizione continua dei reagenti e prodotti.
- Un equilibrio può essere alterato aggiungendo o sottraendo sostanze, influenzando la velocità delle reazioni, e si può determinare la direzione dell'equilibrio calcolando la costante di equilibrio.
Relazione - L’equilibrio chimico
Scopo: verificare per quale motivo alcune reazioni sembrano non portarsi a compimento
Materiali:
-Becker grande;
-4 becker piccoli;
-2 pipette;
-Bacchetta;
-Provette;
-25 ml KSCn ( tiocianato di potassio);
-25 ml Fe(NO₃)₃ ( nitrato ferrico );
-Cristalli di tiocianato di potassio;
-Cristalli di nitrato ferrico;
-Fosfato bisodico;
Procedimento:
Prelevare 25 ml di KSCn utilizzando una pipetta e inserirli nella provetta. Prelevare 25 ml di Fe(NO₃)₃ utilizzando una pipetta e inserirli in un’altra provetta. Prendere un becker e, dopo aver verificato il colore di entrambi, inserirli all’interno e aspettare la reazione. Verificare il colore del prodotto. Dividere poi il contenuto in 4 becker di dimensioni minori e li numero. Tenere il becker numero 4 come campione. Nel becker uno inserire dei cristalli di tiocianato di potassio. Nel becker due inserire dei cristalli di nitrato ferrico. Verificare il colore. Nel becker tre inserire dei cristalli di fosfato bisodico. Verificare il colore.
Reazione 1 :
Fe³⁺ + Scn¯ --> FeSCn²⁺
Reazione 2 ( dopo l’aggiunta del fosfato bisodico) :
Na₂HPO₄ + Fe³⁺ --> FePO₄ + H₂PO₄¯
Osservazioni:
Colori iniziali:
KSCn : trasparente
Fe(NO₃)₃ : giallo
Colore prodotto : rosso
Colore becker 1 : diventa più scuro
Colore becker 2 : diventa più scuro
Colore becker 3 : diventa giallo chiaro
Conclusioni:
Con l’aggiunta dei cristalli la reazione continua, poichè essa non era terminata ed erano avanzati entrambi i reagenti. Questo perchè la reazione ha raggiunta uno stato di equilibrio chimico. Per formare i prodotti, i reagenti subiscono degli urti. Allo stesso modo però, il reagente prodotto si muove e urtando si scompone formando di nuovo i reagenti. Questo stato di equilibrio dinamico vi è nel momento in cui la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa. Nel terzo becker, aggiugendo Na₂HPO₄, Fe³⁺ diminuisce poichè serve per produrre FePO₄. Di conseguenza la velocità della reazione diretta diminuisce mentre aumenta la velocità della reazione inversa. Siamo arrivati alla conclusione che, per potersi instaurare un equilibrio, è necessario un miscuglio omogeneo. Di fatto analizzando alcune reazioni che arrivavano a compimento, ci siamo resi conto che in esse era presente un miscuglio eterogeneo, quindi con fasi solide o gassose ( in caso di gas può esserci equilibrio se ci troviamo in ambiente chiuso ). La condizione di equilibrio può essere modificata se si aggiunge una sostanza che reagendo porta all’aumento di una velocità, oppure sottraendo uno dei reagenti. Per comprendere se l’equilibrio tende verso i reagenti o verso i prodotti si può calcolare la costante di equilibrio utilizzando la seguente formula:
Data una reazione generica:
aA + bB cC + dD
K= ( [C]c [D]d ) / ( [A]a b )
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo principale dell'esperimento descritto nel testo?
- Quali materiali sono stati utilizzati nell'esperimento?
- Cosa si osserva quando si aggiungono cristalli di fosfato bisodico nel becker tre?
- Come si può modificare la condizione di equilibrio di una reazione?
Lo scopo dell'esperimento è verificare perché alcune reazioni chimiche sembrano non portarsi a compimento, analizzando il concetto di equilibrio chimico.
Sono stati utilizzati becker grandi e piccoli, pipette, bacchetta, provette, 25 ml di KSCn, 25 ml di Fe(NO₃)₃, cristalli di tiocianato di potassio, cristalli di nitrato ferrico e fosfato bisodico.
Quando si aggiungono cristalli di fosfato bisodico nel becker tre, il colore diventa giallo chiaro, indicando una diminuzione di Fe³⁺ per la formazione di FePO₄.
La condizione di equilibrio può essere modificata aggiungendo una sostanza che aumenta la velocità di una reazione o sottraendo uno dei reagenti, influenzando così la direzione verso cui l'equilibrio tende.
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