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Laboratorio di chimica

Reazioni chimiche

Materiale
1) Provette
2) Pipetta
3) Becher
4) Spatola
5) Palloncino
6) Solfato di rame

[math]Cu S O_4[/math]

7) Zinco

[math]Zn[/math]

8 ) Acido cloridrico

[math]H Cl[/math]

9) Nitrato di piombo

[math]Pb(N O_3)_2[/math]

10) Ioduro di potassio

[math]KI[/math]

11) Cloruro di bario

[math]Ba Cl_2[/math]

12) Solfato di sodio

[math]Na_2 S O_4[/math]

13) Idrossido di sodio

[math]Na O H[/math]

14) Solfato ferrico

[math]Fe S O_4[/math]


Scopo
Osservare le variazioni fisiche e chimiche relative a varie reazioni.

Richiami teorici
- Definizione di reazione chimica
Trasformazione che coinvolge una variazione della composizione chimica delle sostanze originarie dette reagenti con formazione di nuove sostanze dette prodotti.
- Definizione di reazione di scambio semplice o spostamento
Reazioni in cui un elemento libero sposta un altro elemento da un suo composto. L’elemento spostato diventa quindi libero. Il primo elemento libero deve essere più reattivo del secondo.
- Definizione di reazione di doppio scambio
- Reazione in cui gli elementi si scambiano gli elementi ad essi associati. Essa comporta la formazione di gas, solidi poco solubili (precipitati) o altri composti molecolari come l’acqua.
- Composti solubili in acqua:
Acidi, nitrati, acetati, perclorati, idrossidi di

[math]Li, Na, K, Ca, Sr, Ba[/math]
, fluoruri (
[math]Ag F, Na F, Li F, K F, N H_4 F[/math]
), quasi tutti i cloruri, quasi tutti i bromuri, quasi tutti gli ioduri, quasi tutti i solfati, i carbonati
[math](N H_4)_2 C O_3, Na_2 C O_3, K_2 C O_3[/math]
, i solfuri
[math]K_2 S, Na_2 S, (N H_4)_2 S, Li_2 S[/math]
, i fosfati
[math]K_3 P O_4, Na_3 P O_4, (N H_4)_3 P O_4[/math]
.

- Composti insolubili in acqua:
idrossidi di

[math]Fe, Pt, Ni, Mn, Cr, Sn, Pb, Ag, Cu, Au, Hg, Mg, Bi, Zn[/math]
, quasi tutti i fluoruri, i cloruri
[math]Ag Cl, Hg Cl, Pb Cl_2, Au Cl, Cu Cl_2, Pt Cl_2[/math]
, i bromuri
[math]Ag Br, Hg Br, Pb Br_2, Cu Br_2, Au Br, Pt Br_2[/math]
, gli ioduri
[math]Ag I, Pb I_2, Cu I, Hg I_2, Hg I[/math]
, i solfati
[math]Pb S O_4, Ba S O_4, Sr S O_4, Ca S O_4[/math]
, quasi tutti i carbonati, quasi tutti i solfuri, quasi tutti i fosfati.


Dati
Reazioni:
- Scambio semplice

[math]Cu S O_4 + Zn \rightarrow Zn S O_4 + Cu\\
2 H Cl + Zn \rightarrow Zn Cl + H_2[/math]


- Doppio scambio

[math]Pb (N O_3)_2 + 2 K I \rightarrow Pb I + 2 K N O_3\\
Ba Cl_2 + Na_2 S O_4 \rightarrow Ba S O_4 + 2 Na Cl\\
Cu S O_4 + 2 Na O H \rightarrow Cu (O H)_2 + Na_2 S O_4\\
Fe S O_4 + 2 Na O H \rightarrow Fe (O H)_2 + Na_2 S O_4[/math]


Procedimento
Dopo aver contrassegnato le provette con i numeri dei reagenti (1A;1B;2A;2B…) le abbiamo riempite con una quantità libera delle rispettive sostanze in soluzioni acquose (eccetto lo zinco), già poste nei becher, servendoci della pipetta e della spatola. Abbiamo fatto reagire le sostanze opportune e abbiamo osservato i risultati, servendoci anche di un palloncino per testimoniare il rilascio di gas.

Osservazioni
1) Prima reazione: da solfato di rame (azzurro) e zinco (grigio chiaro) otteniamo solfato di zinco e rame. Alla vista appare una sostanza scura che poi si trasforma: notiamo una sostanza solida grigia depositata sul fondo di un liquido incolore. La sostanza solida è il rame precipitato.
2) Seconda reazione: da acido cloridrico (incolore) e zinco (grigio chiaro) otteniamo cloruro di zinco e idrogeno. A causa del rilascio di idrogeno, notiamo effervescenza e sviluppo di calore. Questo rilascio è ulteriormente testimoniato dal palloncino posto sulla bocca della provetta, che si gonfia. Lo zinco resta sulla superficie abbastanza a lungo.

3) Terza reazione: da nitrato di piombo (incolore) e ioduro di potassio (incolore) otteniamo ioduro di piombo e solfato di potassio. Notiamo un’iniziale sostanza di colore giallo chiaro, che poi si evolve in una sostanza trasparente contenente un precipitato giallo, lo ioduro di piombo.
4) Quarta reazione: da cloruro di bario (incolore) e solfato di sodio (incolore) otteniamo solfato di bario e cloruro di sodio. La sostanza appare bianca; si forma un precipitato del medesimo colore (solfato di bario).
5) Quinta reazione: da idrossido di sodio (incolore) e solfato di rame (azzurro) otteniamo idrossido di rame e solfato di sodio. Notiamo un precipitato blu in un liquido sempre più incolore: il precipitato è l’idrossido di rame, composto poco solubile formato dagli ioni Cu2+ per aggiunta di NaOH. Notiamo degli elementi verdi sconosciuti.
6) Sesta reazione: da solfato ferrico (giallo aranciato con residui rossastri) e idrossido di sodio (incolore) otteniamo idrossido di ferro e solfato di sodio. La sostanza, inizialmente quasi nera, si rivela una sostanza incolore contenente un precipitato verde molto scuro, con alcuni residui solidi marroni. L’idrossido di ferro è il precipitato.

Conclusioni
Notiamo come le aspettative nei confronti dei differenti tipi di reazioni chimiche corrispondono ai risultati dell’esperimento: abbiamo potuto osservare varie precipitazioni e repentini cambiamenti di proprietà fisiche, quali il colore o la temperatura. Queste variazioni fisiche sono, tuttavia, dovute alle variazioni chimiche derivate dalle reazioni.

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