CLASSE III A LICEO SCIENTIFICO TECNOLOGICO
(Prof.ssa Laura CHIOVITTI)
(Assistente: Adriano PETRONE)
Alcune reazioni acido-metallo sviluppano idrogeno in quantità più o meno elevata. Considerata l’infiammabilità dell’idrogeno, bisogna porre attenzione al volume di idrogeno che si sviluppa. Bastano, ad esempio, 8 g. di Allumino e pochi millilitri di acido solforico per sviluppare 11,28 l. di idrogeno secondo la reazione (alla P=740 torr, T= 28°C):
2Al + 3 H2SO4
Al2(SO4)
+ H2
Inoltre l’idrogeno è una gas molto leggero (molto più dell’aria che respiriamo) per cui stratifica in alto.
L’acido cloridrico e lo Zinco reagiscono in modo blando, sviluppando un modico volume di idrogeno. Per tal motivo questa reazione è tranquillamente eseguibile in laboratorio senza rischi di incendio.
In una provetta si pongono alcuni pezzetti di Zinco e 3-4 ml di acido cloridrico: si svilupperanno numerose bolle di gas. Si tratta di idrogeno generato dalla reazione tra l’acido e lo zinco secondo la reazione:
2HCl + Zn Zn Cl2
+ H2
dove: HCl è l’acido cloridrico;
Zn Cl2 è il cloruro di zinco.
Poniamo sopra la provetta la seconda provetta capovolta, cioè con l’apertura rivolta verso il basso. L’idrogeno si raccoglierà in questa seconda provetta.
Dopo 5-6 minuti allontaniamo la seconda provetta, sempre tenendola capovolta, da quella in cui si genera l’idrogeno ed accostiamo all’imboccatura un fiammifero acceso: se si osserva con attenzione si vedrà una fiamma all’interno della provetta mentre lo spostamento d’aria di un leggerissimo scoppio spegnerà il fiammifero.
Infine l’idrogeno reagisce con l’ossigeno dell’aria producendo vapore d’acqua (dopo la reazione sulle pareti interne della provetta si formeranno goccioline di condensa):
ESPERIENZA CLASSE VB
(Prof.ssa Laura CHIOVITTI)
(Assistente: A. PETRONE)
-RICONOSCIMENTO DELL’AMIDO CON LO IODIO-
Materiale occorrente:
Provette
Bruciatore con reticella
Bicchiere da 250 ml con provette per bagnomaria
Iodio solido
Ioduro di potassio
Un polisaccaride (amido, fecola ...)
Acqua distillata
Spatolina metallica
Esecuzione:
In una provetta si introducono una piccola quantità di amido (una spatola) e alcuni millilitri di acqua distillata.
Si scalda il contenuto a bagnomaria agitando per alcuni minuti. Quindi si lascia raffreddare.
In un’altra provetta si pongono una spatola di Iodio solido e due di Ioduro di Potassio. Si scioglie la miscela con una minima quantità di acqua distillata e si filtra per ottenere lo ione I3 -.
In una terza provetta si mescolano le due soluzioni e si osserva all’istante una colorazione blu dovuta alla formazione di un complesso assorbimento tra l’amido e lo Ione I3 -.
REAZIONE ALTAMENTE ESOTERMICA
(OVVERO COME REALIZZARE I FUOCHI D’ARTIFICIO)
(a cura di Adriano Petrone)
Le reazioni che presentano, in condizioni adiabatiche, un’entalpia standard molto negativa (∆H° << 0) sono fortemente esotermiche (cessione di calore all’esterno). Nell’ambito di queste reazioni si collocano le forti ossidazioni che arrivano all’innesco della fiamma.
A titolo non esaustivo, si annoverano, quali elementi fortemente ossidanti, i metalli alcalini (Litio, Sodio, Potassio…) che arrivano a reagire violentemente con l’acqua: immergendo, infatti, del Sodio metallico o del Potassio in un contenitore stretto con poca acqua si darà luogo all’innesco di fiamma!! Se poi il contenitore è sufficientemente stretto si assisterà alla deflagrazione: l’energia che si libera dalla reazione con l’acqua brucia l’idrogeno che si sviluppa.
Arriviamo, dunque, all’esperienza eseguita in laboratorio che è facilmente ripetibile da parte del lettore ma altamente sconsigliata per la pericolosità dell’innesco!
In una conchiglia di terracotta (resistente alla fiamma) si pongano pochi grammi di clorato di potassio ( KClO3 ) possibilmente in polvere e della polvere di alluminio in proporzione tripla rispetto alla quantità di clorato di potassio introdotta. Il clorato di potassio è reperibile in farmacia (è stato usato a lungo contro il mal di gola, in pillole da mezzo grammo), l’alluminio in polvere lo trovi presso un qualsiasi produttore di infissi in alluminio oppure te lo fai frullando la carta alluminio!
Dopo aver miscelato ben bene il clorato e la polvere di alluminio, si versano due o tre gocce di acido solforico: tanto basta per innescare una violenta reazione che culminerà nella combustione dell’alluminio con produzione di fiamma viva di discrete dimensioni. Se si esagera nelle quantità del sale di cloro immesse nella miscela, si assisterà alla deflagrazione che manderà in pezzi la ciotola di terracotta!
Che cosa accade?
Il clorato di potassio non reagisce direttamente con l’alluminio: è l’acido da cui deriva, l’elemento fortemente ossidante. Infatti una volta che il sale di cloro entra in contatto con l’acido solforico, si genera l’acido clorico (HClO3) secondo la seguente reazione:
2KClO3
+ H2
SO4 2HClO3
+ K2SO4
L’acido clorico ossiderà repentinamente l’alluminio con una seconda reazione talmente esotermica da dar luogo alla produzione di fiamma.
LABORATORIO DI CHIMICA
CLASSE IV A LICEO SCIENTIFICO TECNOLOGICO
(A cura di Adriano PETRONE)
L’esperienza effettuata in laboratorio con i dovuti accorgimenti, è risultata entusiasmante per lo spettacolare effetto della combustione dell’idrogeno all’interno della campana di vetro.
Considerata la facile emulazione dell’esperienza, si avverte il lettore dell’alto rischio di deflagrazione che può derivare dall’imperizia. Se ne sconsiglia, quindi, la riproduzione diniegando ogni responsabilità.
In una beuta si introducono 100 cc di una soluzione al 20% di NaOH (l’idrossido di sodio lo trovi nei supermercati sotto il nome di “Mr Muscolo” in granuli, il famoso disgorgante concentrato) e dell’alluminio (va benissimo la comune carta alluminio usata in cucina).
Bisogna porre attenzione a non toccare con le mani l’idrossido di sodio perché è una base fortemente caustica! Tanto più bisogna evitare di far cadere la soluzione su scarpe e su vestiti (rimarranno macchiati!).
Se si utilizza il famoso disgorgante, si abbia cura di far sciogliere bene i granuli: solo dopo di ciò si possono introdurre i pezzetti di carta alluminio.
L’alluminio reagirà immediatamente e violentemente con la soluzione di idrossido di sodio tanto da sviluppare una notevole quantità di calore (reazione esotermica: non tenere la beuta in mano!).
A questo punto la reazione libera un copioso volume di idrogeno e di vapor acqueo: ponendo una campana di vetro capovolta sull’imbocco della beuta, si imprigionerà buona parte del gas volatile.
Basta distanziare la campana dalla beuta (avendo cura di tenerla sempre capovolta) ed accostarvi sotto un fiammifero acceso per poter ammirare la grande fiammata che avverrà al suo interno (combustione dell’idrogeno).
Attenzione: non bisogna eccedere nella quantità di idrogeno che si intende imprigionare all’interno della campana di vetro (proporzionale al tempo di sovrapposizione della campana sulla beuta), poiché c’è il rischio di deflagrazione del volume di idrogeno innescato dalla fiamma che manderà in pezzi la campana di vetro!
Che cosa avviene?
L’alluminio reagisce con l’idrossido di sodio liberando idrogeno e formando un sale, l’alluminato di sodio:
2Al + 2 NaOH + 2 H2O
2 NaAlO2
+ 3H2
Avendo a disposizione una provetta ed un palloncino, è possibile gonfiare di idrogeno quest’ultimo. Basta applicare il palloncino all’imbocco della provetta soltanto dopo aver riempito la provetta, con la soluzione di NaOH, il palloncino, con palline di alluminio: in tal modo le palline di alluminio cadranno nella soluzione di idrossido di sodio sviluppando immediatamente il gas. Se si introducesse l’alluminio nella provetta prima ancora di applicarvi il palloncino, non si farebbe in tempo ad effettuare quest’ultima operazione poiché la reazione si innescherebbe con un impeto pericoloso per le mani (fuoriuscita abbondante di sostanza caustica).
