Esperimenti e esperienze di chimica

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Esperimenti e esperienze di chimica

1° esperimento

Come presentazione dell’argomento , per introdurre il concetto di reazione chimica e per far capire che le sostanze acide reagiscono con quelle basiche.

In mezzo bicchiere d'acqua, versate alcuni cucchiaini di bicarbonato di sodio e mescolate in modo da ottenere una soluzione abbastanza concentrata. Nello stesso bicchiere, versate ora un cucchiaio d'aceto. Come potrete osservare, si svilupperà un'abbondante produzione di bollicine. Che cosa è successo? E' avvenuta una reazione chimica fra il bicarbonato (sostanza basica) e l'aceto (sostanza acida). Queste due sostanze hanno reagito fra loro, producendo un sale, acqua ed anidride carbonica. E' stato proprio questo gas a produrre le bollicine che avete osservato. In generale, le sostanze acide e quelle basiche reagiscono fra loro, producendo un sale ( acetato di sodio)e spesso altre sostanze quali appunto acqua ed anidride carbonica.

In formula: CH3COOH + NaHCO3 = CH3COONa + H2O + CO2

A dimostrazione della abbondante produzione di CO2,si può ripetere l’esperimento utilizzando un matraccio o una bottiglia sul cui collo viene rapidamente infilato un palloncino: questo si gonfierà rapidamente!

DEFINIZIONE DEL pH

Nel mondo esistono milioni di sostanze chimiche. Alcune di esse hanno proprietà acide ed altre basiche.

Se in ragazzi sono di terza e hanno una preparazione di base sulla struttura dell’atomo, la formazione degli ioni e i legami chimici, si può spiegare la caratterizzazione degli acidi e delle basi:

Gli acidi sono sostanze che poste in acqua liberano ioni idrogeno (H+), chiamati anche idrogenioni. Le basi sono sostanze che poste in acqua liberano ioni idrossido (OH-). Questi ioni reagiscono con gli ioni idrogeno formando molecole d'acqua: H+ + OH- = H2O, in questo modo le sostanze basiche fanno diminuire la concentrazione degli ioni idrogeno.

Una soluzione ricca di ioni idrogeno è acida, una sostanza povera di ioni idrogeno è basica.

Alcuni acidi si dissociano solo in parte e vengono chiamati acidi deboli, altri si dissociano completamente, liberando grandi quantità di ioni idrogeno e sono chiamati acidi forti. Nello stesso modo, anche le basi possono essere più o meno forti. Acidi e basi diluite sono meno concentrate e meno aggressive. Il grado di acidità o di basicità delle sostanze è misurato in pH.

Questa scala va da 0 a 14.

Le sostanze con pH inferiore a 7 sono considerate acide, quelle con pH pari a 7 sono considerate neutre e quelle con pH maggiore di 7 sono considerate basiche. Le sostanze con pH basso sono molto acide, quelle con pH alto sono molto basiche. Le sostanze acide o basiche concentrate sono molto corrosive e pericolose.

E’ interessante mostrare accanto alla scala dei riferimenti sostanze note ai ragazzi perché di uso domestico, le stesse che possono essere poi verificate con gli indicatori

LA MISURA DEL pH

Vi sono sostanze che hanno la proprietà di cambiare colore quando vengono a contatto con un ambiente acido o basico. Queste sostanze sono chiamate indicatori di pH. Normalmente, sono sostanze liquide come per esempio la fenolftaleina e il blu di bromotimolo(*). Molto spesso, per misurare il pH, si usano speciali cartine imbevute di indicatori, le quali cambiano colore quando vengono immerse in sostanze acide o basiche. Questo è il caso della famosa cartina di tornasole o di striscette che i ragazzi hanno visto per il controllo delle acque in piscina ecc. Più recentemente, sempre per misurare il pH vengono usati anche strumenti come il pHmetro elettronico.

2° esperimento con la cartina al tornasole

Usare la cartina di Tornasole è semplice. Per prima cosa, bisogna immergerla per pochi secondi nel liquido da esaminare. Il pH del liquido viene determinato confrontando il colore assunto dalla cartina con la scala dei colori che è presente sulla confezione

Poi si può proceder con campioni differenti, soddisfacendo anche le curiosità dei ragazzi, sulla propria saliva, sulla coca cola …ecc.

* Blu di bromo timolo . è un indicatore fantastico per il pH attorno a 7 e permette di verificare differenze, che pure non sono grandi, tra acqua demineralizzata, acqua minerale naturale e acqua minerale frizzante con una notevole variazione cromatica

3° esperimento col sugo del cavolo rosso

Non sarà difficile, chiacchierando coi ragazzi, recuperare la conoscenza che sicuramente hanno della proprietà del te di virare il proprio colore all’aggiunta del limone. Quindi riconosceranno nel te un indicatore naturale. Bene, esiste anche il sugo del cavolo rosso con questa proprietà!

Questo liquido è di colore blu-viola, ma a contatto con sostanze acide diventa rosa e poi rosso, mentre a contatto con sostanze basiche diventa verde e perfino giallo. Vediamo ora come sia possibile usare il sugo del cavolo rosso per misurare il pH delle sostanze.

Per la preparazione è conveniente ( per motivi di tempo e, non ultimo, di odore!) che l’insegnante prepari il sugo a casa il giorno prima.

Tagliate a fettine il cavolo cappuccio ( sempre presente nei supermercati durante i mesi invernali) e metterlo in pentola coprendo con acqua non salata. Bollite il materiale per mezz'ora, e versate il liquido blu-viola in una bottiglia per poterlo conservare al fresco (nota: non dura molto!).

Utilizzo come indicatore allo stato liquido.
Versate alcune gocce di questo liquido su di una superficie bianca ( si sono rivelati ideali i piatti di plastica bianchi ) ed osservate i cambiamenti di colore che esso subisce quando viene mescolato con aceto o con soluzione di bicarbonato.

Noterete che questo liquido diventa rosa- rosso a contatto col succo di limone o con l'aceto, mentre diventa verde a contatto con il bicarbonato.

Se è disponibile in laboratorio una base forte , come l’idrossido di sodio, il colore arriva sino ad accese tonalità di giallo.

Fonte: http://www.scientificamente.net/iss/User_Files/File/Riconoscere%20acidi%20e%20basi(1).doc

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