Polarità dei composti - Relazione di laboratorio

La polarità dei composti

La polarità di un composto ne influenza diverse caratteristiche tra cui la conducibilità (della sostanza stessa e delle sue soluzioni) e la miscibilità.
Osservando questi fenomeni siamo risaliti ad alcune informazioni sulla struttura chimica della sostanza analizzata.

Materiali:
dispositivo completo di batteria e amperometro;
morsetti;
cavi elettrici;
catodi;
baker;
acqua distillata;
acqua di rubinetto;
olio;
petrolio distillato;
alcol;
acido acetico;
idrossido di sodio;
acido cloridrico;
saccarosio;
cloruro di sodio.

Svolgimento:
Preparazione del circuito:
1. Utilizzando i morsetti abbiamo collegato i cavi elettrici agli estremi del dispositivo fornito;
2. Agli estremi liberi dei cavi abbiamo collegato dei catodi e abbiamo verificato che, una volta uniti, il circuito si completasse.
Per ogni composto analizzato:
1. Abbiamo versato la sostanza in un baker;
2. Vi abbiamo inserito i catodi (non in diretto contatto);
3. Attraverso l’amperometro abbiamo misurato l'intensità della corrente elettrica passante attraverso il circuito.

Per prima cosa viene analizzata l'acqua distillata e partendo dal presupposto che essa non conduca corrente elettrica, il valore qui misurato (0,5 mA), sarà considerato il “bianco”, ovvero lo zero da cui comincieremo a valutare la conducibilità dei diversi liquidi.

Conclusioni (dalle osservazioni in allegato):
Vedendo che l'acqua di rubinetto conduce molto più di quella distillata possiamo concludere che questa diversa caratteristica è riconducibile agli ioni presenti, anche se in minima quantità, nell'acqua dell'acquedotto.
La conducibilità infatti è determinata dalla presenza di molecole cariche nella soluzione, che in essa è più importante, come possiamo osservare nelle seguenti analisi relative all'acqua distribuita dall'acquetto nel comune di Rubano (allegato).

L'acqua distillata, invece, che si ottiene facendo bollire l'acqua di rubinetto e raccogliendone il vapore, in modo da raccogliere solo le molecole di acqua, mentre i sali rimangono sul fondo: essi sono contenuti, quindi, solo in minima traccia.
Abbiamo individuato alcune sostanze – olio ed esano - che non si mescolano all'acqua e che sono caratterizzate anche da una scarsa (se non nulla) conducibilità.
Dato che l'acqua è una molecola polare e che il simile scoglie il simile, questa inmiscibilità tra acqua e oli e acqua e idrocarburi indica che questi composti sono apolari, cosa confermata anche dalla mancanza di conducibilità.
L'alcol e lo zucchero, come l'acqua, sono formati da molecole polari, infatti si discioglono in essa. Le soluzioni formate hanno una scarsa conducibilità, perché sia nell'alcol puro e nel saccarosio, sia nell'acqua non sono numerose le molecole cariche.
Abbiamo incontrato un caso particolare nell'acido acetico, che ha una bassa conducibilità nel suo stato puro, che cresce diminuendone la concentrazione in acqua, il che significa che più si diluisce l'acido acetico più esso si scompone negli ioni idrogeno e acetato.

CH3COOH ↔ CH3COO- + H+

Questa caratteristica è tipica degli acidi deboli.
Un acido forte invece è l'acido cloridrico, che conduce sia nel stato puro sia diluito in acqua perché si dissocia anche ad alte concentrazioni negli ioni idrogeno e cloruro.

HCL → H+ + CL-

Il cloruro di sodio è un composto ionico, ma esso non conduce allo stato puro perché è allo stato solido cristallino e i suoi ioni non hanno la libertà di muoversi. Quando viene sciolto in acqua gli ioni sodio e cloruro vengono circondati dalle molecole dell'acqua e separati gli uni dagli altri, perciò la soluzione conduce.