Calore di cristallizzazione
Per dimostrare uno scambio di calore tra un sistema e l’ambiente circostante — in questo caso il processo opposto alla dissoluzione di un sale.
La scienza alla base di questo esperimento
I cambiamenti di stato comportano un trasferimento di energia tra una sostanza e l’ambiente circostante. Durante la fusione, le sostanze assorbono calore e l’attrazione tra le molecole o gli ioni si indebolisce. Questo esperimento esamina il comportamento di una soluzione concentrata calda mentre si raffredda fino a raggiungere la temperatura ambiente.
Come già osservato nell’esperimento sulla dissoluzione di un soluto in acqua, un cambiamento di stato è un fenomeno termodinamico che comporta sia variazioni di entalpia che variazioni di entropia.
Quando il soluto cristallizza, si verifica una diminuzione della sua entropia che contrasta con la diminuzione dell’entalpia, ma non è sufficiente a impedire la cristallizzazione spontanea del sale fuso.
Attrezzatura utilizzata
- Portaprovette — PLA-017
- Spatola — PLA-024
- Termometro — HEA-005
- Bruciatore a spirito — CHE-022
- Supporto in ferro — CHE-037
- Morsetto universale — HEA-010
- Morsetto ad angolo retto — PLA-016
Sostanze chimiche e reagenti
- Acetato di sodio
Note sulla sicurezza
- Prestare attenzione durante l’uso del bruciatore e degli oggetti in vetro caldi. Utilizzare sempre un supporto per provette quando si riscaldano le provette sulla fiamma.
Domande per gli studenti
- Descrivi cosa succede quando si inserisce il termometro nel liquido.
- Registrare la temperatura durante la cristallizzazione.
- Indicare se la cristallizzazione è esotermica o endotermica.
- Sciogliendo l’acetato di sodio in acqua si sprigiona o si assorbe calore?
Cosa aspettarsi
Si verifica una cristallizzazione improvvisa (l’agitazione o il movimento del liquido favorisce la cristallizzazione). Se la cristallizzazione non avviene, l’aggiunta di alcuni cristalli può favorire il processo. Si sprigiona calore e il processo è quindi esotermico. Secondo questo esperimento, sciogliere l’acetato di sodio in acqua dovrebbe provocare un abbassamento della temperatura. Ciò si conferma facilmente aggiungendo acetato di sodio a una piccola quantità di acqua distillata. Questo perché è necessaria più energia per superare l’attrazione tra gli ioni di quanta ne venga prodotta quando gli ioni si coordinano con le molecole d’acqua.
Smaltimento
Smaltire l’acetato di sodio nel contenitore per i rifiuti solidi.
Prova a fare questo esperimento in classe
Questo esperimento fa parte di ATP Volta, un laboratorio scientifico mobile autonomo che trasforma una normale aula in un vero e proprio laboratorio STEM, con oltre 200 esperimenti di fisica, chimica, biologia, robotica e ingegneria. Gali, il tutor basato sull’intelligenza artificiale integrato in ATP Connect, guida gli studenti in ogni fase e risponde alle loro domande direttamente al banco di lavoro.
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