Ossidi acidi e basici

Bruciando lo zolfo (che è naturalmente presente nei combustibili fossili come il carbone e il petrolio) si formano ossidi di zolfo, gas che si disperdono in atmosfera, dove si sciolgono nelle goccioline d'acqua delle nubi per formare acido solforico, e provocano così le piogge acide.
Viceversa, quando i metalli si ossidano si formano ossidi e idrossidi che, in acqua, impartiscono un carattere basico alla soluzione.
In questa esperienza ricreeremo questi fenomeni in laboratorio, per mostrare come dai metalli si ottengano ossidi basici, mentre dai non metalli si ottengano ossidi acidi.

Durata: 30 min

Scopo:

Dimostrare come i metalli formano ossidi basici e i non metalli formano ossidi acidi.

Teoria:

Scaldando lo zolfo a contatto con l'aria, avvengono la fusione dello zolfo, l'ossidazione ad anidride solforosa e la successiva ossidazione di questa ad anidride solforica:
S_{8 (s)} + 8O_{2 (g)} → 8SO_{2 (g)}
2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2SO_{3 (g)}
(le anidridi solforosa e solforica sono tossiche per inalazione, occorre operare sotto cappa aspirante)
L'anidride solforica si scioglie in acqua producendo acido solforico:
SO_{3 (g)} + H₂O _(l) → H₂SO_{4 (aq)}
L'acido solforico è un acido forte, e in acqua si dissocia liberando protoni:
H₂SO_{4 (aq)} → H⁺ + HSO₄^-


Il magnesio reagisce con l'ossigeno dell'aria bruciando con notevole emissione di luce e con produzione di ossido di magnesio:
2Mg _(s) + O_{2 (g)} → 2MgO _(s)
L'ossido di magnesio, a contatto con acqua, produce idrossido di magnesio:
MgO _(s) + H₂O _(l) → Mg(OH)_{2 (s)}
L'idrossido di magnesio è una base forte, e in acqua si dissocia liberando ioni OH^-:
Mg(OH)_{2 (s)} → Mg²⁺ + 2OH^-

Materiale:

• Zolfo (irritante per la pelle)
  
• Magnesio
  
• Ossido di calcio 
• Acqua distillata
  

Strumenti:

• Indicatore universale in cartina
  
• Spatola
  
• Pinza
  
• Crogioli
  
• Triangolo refrattario
  
• Treppiede
  
• Becco bunsen
  
• Cappa aspirante
  
• Vetrini d'orologio

Procedimento:

1. Zolfo (lavorare sotto cappa aspirante)
   
   1. Mettere una abbondante punta di spatola di zolfo nel crogiolo
      
   2. Mettere il crogiolo sopra il triangolo refrattario, sul treppiede.
      
   3. Inumidire di acqua un pezzo di cartina universale, e tenerlo con le pinze sopra il crogiolo
      
   4. Accendere il Bunsen e scaldare il crogiolo
      
   5. Osservare lo zolfo e la cartina universale.
      
2. Magnesio
   
1. Tagliare un piccolo pezzo di striscia di magnesio
   
2. Tenendolo con le pinze sopra un crogiolo pulito, infiammarlo con un accendino, un fiammifero o il Bunsen. Non guardare direttamente la fiamma: la luce intensa può danneggiare gli occhi.
   
3. Depositare la striscia bruciata nel crogiolo e aggiungere poche gocce di acqua distillata
   
4. Immergere la cartina universale nel crogiolo e osservare.
   
3. Ossido di calcio (lavorare con guanti)
1. Mettere una punta di spatola di CaO in un vetrino d'orologio
2. Aggiungere qualche goccia di acqua distillata
3. Immergere la cartina universale nel vetrino e osservare.

Risultato:

Lo zolfo prima fonde, poi brucia con fiamma azzurra. La cartina, avvolta dai vapori di ossidi di zolfo, si colora di rosso. Se non si colora, probabilmente si sta usando troppo poco zolfo.
Il magnesio brucia con fortissima luce bianca, lasciando un solido bianco. Quando questo viene immerso nell'acqua, e in questa viene immersa la cartina, questa si colora di blu. Anche in questo caso, se la cartina non si colora si sta usando poco magnesio o troppa acqua.

L'ossido di calcio con acqua forma l'idrossido di calcio, la carina si colora di blu per le sue caratteristiche fortemente basiche.