Laboratorio di chimica: leggi ponderali

Didattica

Dedicato alla 1° CAT

“… si può porre per principio, che in ogni operazione havvi una quantità eguale di materia (quantité de matiére)avanti e dopo l’operazione; che la quantità e la qualità dei principi è la stessa, e che non vi sono se non che alcuni cambiamenti ed alcune modificazioni” (Lavoisier)

Fino a questo momento le esperienze di laboratorio sono state usate per affinare la vostra capacità di osservazione.

Avete infatti osservato i diversi modi che hanno le reazioni chimiche di rivelarsi, scoprendo gas, coloratissimi precipitati, odori pungenti. E ancora, avete notate che alcune reazioni assorbono energia, mentre altre che ne cedono. Sapete anche su quali fattori agire per influenzare la velocità di una reazione. Insomma, fino a ora l’attenzione è stata volta a osservare, con particolare cura , l’aspetto qualitativo dei fenomeni .

E‘ giunto il momento di fare qualcosa di più chimico, o meglio di più quantitativo, di usare lo strumento che ha trasformato la chimica in una vera scienza e di ripercorre la strada tracciata del padre della chimica, Antoine-Laurent de Lavoisier.

Tranquilli, non seguiremo proprio tutto il percorso! Vi prometto che ci fermeremo molto prima del taglio della ghigliottina!

Per i suoi storici esperimenti Lavoisier usò un pellicano,

pellicano

Non no quello! Questo

pellicano

e una bilancia.

bilancia

Con questi strumenti eseguì gli esperimenti che gli permisero di formalizzare, nero su bianco, (dopo 20 anni dal suo esperimento!) il principio di conservazione della materia, che porta il suo nome.

I nostri strumenti non sono così belli ed evocativi, ma vedremo di trarne il meglio.

Il pellicano è stato sostituito da una provetta e da un palloncino. La reazione utilizzata è quella di combustione di due fiammiferi posti all’interno della provetta e innescata dalla fiamma del bunsen). La bilancia è elettronica e con precisione al centesimo di grammo.

Si parte:

si pesa il sistema chiuso, formato da provetta, fiammiferi e palloncino. Attenzione a sistemare bene il palloncino! Se no …

Si fa partire la reazione La reazione sviluppa un gas che gonfia il pallocino. e si ripesa il sistema.

Le due pesate sono identiche.

Secondo esperimento.

Questa volta l’attrezzatura è decisamente peggiore: una bottiglia di plastica con tappo e una provetta.

I reagenti sono CaCO_{3 ,} carbonato di calcio in polvere e HCl, acido cloridrico.

Si mette il carbonato nella bottiglia, si mette HCl nella provetta e la provetta nella bottiglia. Si tappa il sistema e si pesa.

Con abile mossa si scuote la bottiglia in modo che l’acido entri in contatto con il carbonato dando luogo a una reazione.

Si pesa nuovamente il sistema, poi si stappa la bottiglia e dopo qualche minuto la si ripesa ( e anche il tappo!) Si prende nota del risultato.

Questo video vi mostra l’intero processo ( grazie Samanta!)

Forse le conclusioni di questo esperimento vi sembrano scontate , ma non è così. Non c’è nulla di banale nello sperimentare il fatto che i gas abbiano una massa. Solo quando si sono utilizzati strumenti in grado di fare osservazioni accurate, riuscendo in qualche modo a intrappolare sostanze in questo sfuggente stato della materia, solo allora i gas hanno perso il loro mistero e, svelando le loro proprietà, hanno contribuito alla nascita della Chimica. E questo non è successo migliaia di anni fa, ma meno di tre secoli fa.

Consiglio caldamente la lettura Carnevale della Chimica #28 tutto dedicato ai gas ( e al quale anch’io ho contribuito, con questo articolo: Aria)

Terzo esperimento

‘‘Da un Polo all’altro i composti hanno identica composizione (…) il cinabro del Giappone ha la stessa composizione di quello spagnolo; il cloruro d’argento è identico, sia che provenga dal Perù, sia che provenga dalla Siberia; c’è un solo cloruro di sodio, un solo salnitro (…)’’[J.L.Proust]

J.L.Proust era uno scienziato e un viaggiatore: confrontando ossidi e solfuri provenienti da diverse parti del mondo notò che tutti questi composti avevano una composizione fissa, indipendentemente da come il composto fosse stato ottenuto e da dove fosse stato trovato.

Se pensate che questo sia ovvio è bene che proviamo a riflettere sulla complessità di una formula chimica (e sul valore che la nostra strana società dà alla parola “naturale”). Parliamone, che ne dite?

Vediamo con un esperimento di capire che cosa intendesse dire Proust quando affermava

‘’ Nella formazione di un composto chimico gli elementi si combinano (reagiscono) tra loro secondo un rapporto in massa definito e costante.’’

Gli strumenti questa volta sono quelli tradizionali:

beker da 50 ml, cilindro da 25ml, bilancia .

La reazione da studiare è quella tra zinco e acido cloridrico.

vetreria e reagenti

Le nostre riprese relative a questo esperimento, non erano il massimo, Per fortuna Ho trovato questo video che illustra tutta l’attività alla perfezione, e ho pensato di utilizzarlo.