Un chimico, assorto, aggiunge goccia a goccia acqua ad un'ampolla contenente un liquido azzurro, poi, soddisfatto, chiude l'ampolla e con lenti movimenti la capovolge più e più volte, rimescolando il suo contenuto misterioso.
Non è nulla di trascendentale o occulto: semplicemente, una delle procedure più usate in un laboratorio di chimica, cioè la preparazione di una soluzione a molarità nota. Vedremo in questa esperienza di svelarne e spiegarne i passaggi.
Durata: 1 ora
Scopo:
Preparare una soluzione a molarità nota.
Teoria:
La molarità è il
rapporto tra il numero di moli del soluto e il volume della
soluzione:
M =
nsoluto / Vsoluzione
Quindi
è possibile calcolare il numero di moli di soluto da sciogliere in
un certo volume di soluzione per ottenere una soluzione a molarità
nota:
nsoluto
= M ·
Vsoluzione
Conoscendo
la massa molare del soluto, è possibile ricavare la massa di soluto
da pesare:
msoluto
= nsoluto
· MMsoluto
= M · Vsoluzione
· MMsoluto
Materiale:
- Soluto
- Acqua distillata
Strumenti:
- Matraccio tarato con capacità corrispondente al volume desiderato
- Becher con la stessa capacità del matraccio tarato
- Imbuto
- Bacchetta di vetro
- Spatola
- Spruzzetta
- Bilancia tecnica
Procedimento:
- Calcolare la massa di soluto necessaria ad ottenere il volume desiderato di soluzione alla concentrazione desiderata.
- Pesare nel becher la massa calcolata di soluto.
- Aggiungere acqua distillata sufficiente a sciogliere tutto o quasi tutto il soluto, ma senza raggiungere il volume desiderato.
- Mescolare con la bacchetta di vetro, in modo da sciogliere il soluto.
- Versare la soluzione nel matraccio tarato, attraverso l'imbuto e aiutandosi con la bacchetta di vetro.
- Lavare due o tre volte il becher, la bacchetta di vetro e l'imbuto, raccogliendo l'acqua nel matraccio, ma senza avvicinarsi alla tacca.
- Portare a volume con acqua distillata, facendo attenzione a non superare la tacca (procedere goccia a goccia verso la fine).
- Chiudere il matraccio con il tappo e capovolgerlo alcune volte.
Commenti:
Se questa esperienza viene fatta per spiegare agli studenti come si può preparare una generica soluzione a concentrazione nota, ci sono diversi soluti che si possono scegliere, ad esempio:
- Cloruro di sodio: innocuo, ma si ottiene una soluzione incolore; per verificare il titolo della soluzione si può misurarne la densità, oppure si può titolare per precipitazione.
- Bicarbonato di sodio: innocuo, ma si ottiene una soluzione incolore: per verificare il titolo della soluzione si può fare una titolazione acido-base.
- Solfato rameico: irritante (maneggiare con guanti e occhiali), ma si ottiene una soluzione colorata. La soluzione ottenuta si può conservare in laboratorio per essere usata in altre esperienze, oppure si può tirare a secco per recuperare il sale. Non va smaltita nel lavandino.
Per ragionare sul concetto di concentrazione, si possono preparare volumi diversi di soluzione ad uguale concentrazione, e volumi uguali di soluzioni a concentrazioni diverse, o ancora soluzioni contenenti la stessa quantità di soluto ma aventi volume diverso, e quindi concentrazioni diverse.
L'esperienza può proseguire poi con la diluizione di una soluzione.
L'esperienza può proseguire poi con la diluizione di una soluzione.
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