Concetti Chiave
- Lo scopo dell'esperimento è verificare perché alcune reazioni non sembrano concludersi, analizzando l'equilibrio chimico tra reagenti e prodotti.
- La procedura coinvolge l'uso di due soluzioni, KSCn e Fe(NO₃)₃, e il monitoraggio dei cambiamenti di colore durante le reazioni.
- Le osservazioni indicano che l'aggiunta di cristalli aiuta a prolungare la reazione, mostrando un equilibrio dinamico tra reagenti e prodotti.
- L'equilibrio chimico è influenzato dalla concentrazione dei reagenti, come dimostrato dall'aggiunta di Na₂HPO₄ che riduce Fe³⁺.
- Per raggiungere un equilibrio, è necessaria una miscela omogenea, e l'equilibrio può essere modificato alterando le concentrazioni dei reagenti.
Materiali e preparazione
Scopo: verificare per quale motivo alcune reazioni sembrano non portarsi a compimento
-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;
Procedura sperimentale
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¯
Quali sono le osservazioni sui colori?
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
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.
Conclusioni sull'equilibrio
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 dell'esperimento descritto?
- Quali materiali sono necessari per la procedura sperimentale?
- Cosa si osserva riguardo ai colori durante l'esperimento?
- Qual è la conclusione riguardo all'equilibrio chimico?
Lo scopo dell'esperimento è verificare perché alcune reazioni sembrano non portarsi a compimento, analizzando il comportamento dei reagenti e dei prodotti in condizioni di equilibrio chimico.
I materiali necessari includono becker di diverse dimensioni, pipette, provette, KSCn, Fe(NO₃)₃, cristalli di tiocianato di potassio, cristalli di nitrato ferrico e fosfato bisodico.
Si osservano colori iniziali trasparenti per KSCn e giallo per Fe(NO₃)₃, mentre il prodotto della reazione risulta rosso. Con l'aggiunta di cristalli nei becker, i colori cambiano, evidenziando l'andamento della reazione.
Si conclude che per instaurare un equilibrio è necessario un miscuglio omogeneo e che l'equilibrio può essere influenzato dall'aggiunta o sottrazione di sostanze, modificando le velocità delle reazioni diretta e inversa.
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