Concetti Chiave
- Il laboratorio di chimica ha l'obiettivo di osservare variazioni fisiche e chimiche attraverso reazioni di scambio semplice e doppio scambio.
- Le reazioni di scambio semplice coinvolgono elementi come solfato di rame e zinco, con formazione di solfato di zinco e rame solido.
- Le reazioni di doppio scambio includono composti come nitrato di piombo e ioduro di potassio, producendo ioduro di piombo e solfato di potassio.
- Durante gli esperimenti, si osservano fenomeni come effervescenza, precipitazione e cambiamenti di colore, indicando le trasformazioni chimiche in atto.
- Le osservazioni confermano le aspettative teoriche: le variazioni fisiche osservate sono conseguenze dirette delle reazioni chimiche.
Laboratorio di chimica
Reazioni chimiche
Materiale
1) Provette
2) Pipetta
3) Becher
4) Spatola
5) Palloncino
6) Solfato di rame
7) Zinco
8 ) Acido cloridrico
9) Nitrato di piombo
10) Ioduro di potassio
11) Cloruro di bario
12) Solfato di sodio
13) Idrossido di sodio
14) Solfato ferrico
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
- Composti insolubili in acqua:
idrossidi di
Dati
Reazioni:
- Scambio semplice
2 H Cl + Zn \rightarrow Zn Cl + H_2[/math]
- Doppio scambio
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.
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo principale dell'esperimento di laboratorio descritto?
- Quali sono le caratteristiche di una reazione di scambio semplice?
- Quali osservazioni sono state fatte durante la reazione tra solfato di rame e zinco?
- Cosa si nota nella reazione tra acido cloridrico e zinco?
- Quali sono i risultati della reazione tra cloruro di bario e solfato di sodio?
Lo scopo principale è osservare le variazioni fisiche e chimiche relative a varie reazioni chimiche.
Una reazione di scambio semplice coinvolge un elemento libero che sposta un altro elemento da un suo composto, con l'elemento spostato che diventa libero. Il primo elemento deve essere più reattivo del secondo.
Si è osservata la formazione di una sostanza solida grigia, il rame precipitato, depositata sul fondo di un liquido incolore.
Si nota effervescenza e sviluppo di calore a causa del rilascio di idrogeno, testimoniato dal gonfiarsi di un palloncino posto sulla bocca della provetta.
Si forma un precipitato bianco di solfato di bario, mentre il cloruro di sodio rimane in soluzione.
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