Reazioni acido-base
Illustrare le principali proprietà degli acidi e delle basi e introdurre il concetto di acidi e basi, nonché alcuni indicatori.
La scienza alla base di questo esperimento
Gli acidi e le basi costituiscono due importanti gruppi di composti, comunemente definiti rispettivamente come donatori o accettori di protoni. Sono facilmente individuabili grazie alla loro interazione con gli indicatori di pH, che cambiano colore a seconda della presenza di un acido o di una base.
Secondo la definizione di Brönsted, le sostanze acide sono donatrici di ioni idrogeno e, in soluzione acquosa, formano ioni ossonio.
HCl + H₂O → Cl⁻ + H⁺ + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.
Le basi reagiscono rilasciando ioni idrossido in soluzione acquosa, sia per semplice dissoluzione, nel caso degli idrossidi dei metalli alcalini.
Un’altra definizione di acidi e basi è stata fornita da Lewis, il quale ha definito un acido come una sostanza in grado di accettare una coppia solitaria di elettroni e una base come una sostanza in grado di cedere una coppia solitaria di elettroni.
L’acidità o l’alcalinità delle soluzioni viene misurata mediante la scala del pH, secondo la quale pH = – log10[H₃O⁺].
Alcune sostanze organiche subiscono cambiamenti reversibili a contatto con acidi o basi e, nel farlo, cambiano colore. Per questo motivo,
Attrezzatura utilizzata
- Carta tornasole — CHE-036
- Bicchiere da laboratorio da 100 ml — HEA-001
- Bastoncino di vetro — PLA-004
- Pipetta a goccia — PLA-003+PLA-019
- Provette — PLA-007
- Portaprovette — PLA-012
- Set per dissezione — BIO-007
- Supporto a treppiede — HEA-014
- Bruciatore a spirito — CHE-022
- Supporto in ferro — CHE-037
- Rete metallica — HEA-015
Sostanze chimiche e reagenti
- Acqua distillata
- Acido cloridrico — R:34-37 S:26-45
- Idrossido di sodio — R:35 S:26-37/39-45
- Cloruro di sodio
- Ammoniaca — R:34-50 S:26-36/37/39-45-61
- Ossido di magnesio
- Nastro di magnesio
- Acido acetico
- Aceto
- Succo di limone fresco
- Succo di cavolo rosso
Note sulla sicurezza
- Questo esperimento deve essere effettuato in una cappa aspirante o all’aperto.
- Non lasciare le bottiglie di acido cloridrico e di ammoniaca senza tappo.
Domande per gli studenti
- Annota le tue osservazioni su ciò che accade.
- Annota le tue osservazioni e confronta i risultati con quelli ottenuti utilizzando la carta indicatrice.
- Confronta i risultati di tutti questi test.
Cosa aspettarsi
La cartina tornasole cambia colore nel modo seguente: acido cloridrico: rosso; cloruro di sodio: non cambia colore = NEUTRO; soluzione di ammoniaca: blu; ossido di magnesio: blu; acido acetico: rosso; aceto: rosso; Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2. Il succo di cavolo rosso è un indicatore di pH naturale. Contiene sostanze chimiche chiamate antociani, che sono pigmenti che reagiscono in modo diverso agli acidi e alle basi. Molte sostanze chimiche che cambiano colore in soluzioni con diversi valori di pH sono presenti in numerosi fiori, frutti e ortaggi. I valori di pH e i colori dell’estratto di cavolo rosso.
Smaltimento
Smaltire le soluzioni nel contenitore per i rifiuti liquidi.
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