Effetti della temperatura sulla solubilità
Analizzare il processo di dissoluzione delle sostanze e introdurre il concetto di solubilità.
La scienza alla base di questo esperimento
Come e perché una sostanza disciolta si scioglie nell’acqua? Avete mai notato che l’acqua calda pulisce meglio? Questo esperimento analizza cosa succede a diverse sostanze quando vengono mescolate con l’acqua e quale effetto ha la temperatura sul processo di dissoluzione.
Quando un sale cristallino viene immerso nell’acqua, le molecole d’acqua circondano gli ioni, indeboliscono i legami che tengono uniti gli ioni nello stato solido e consentono agli ioni di passare in soluzione.
La solubilità di una sostanza determina la tendenza delle sue particelle a dissolversi in una soluzione ed è definita come la massa di soluto necessaria a saturare 100 g di solvente. Quando il solvente è l’acqua, spesso 100 g vengono sostituiti da 100 ml, ma questa pratica non è raccomandata.
Le sostanze si dissolvono fino al punto in cui la soluzione raggiunge la saturazione e non è più possibile dissolvere altro solido.
In alcuni casi, la solubilità può essere molto elevata e una grande quantità di sostanza solida si dissolverà prima che la soluzione raggiunga lo stato di saturazione.
La solubilità di vari soluti in acqua varia in un intervallo molto ampio.
Alcuni sali altamente solubili si sciolgono molto facilmente, come nel caso del nitrato di potassio, del solfato di rame e del saccarosio.
Altri sali sembrano non dissolversi affatto (1×10–15 g in 1 kg di acqua), a prescindere dalla temperatura. La definizione “molto solubile” indica generalmente una solubilità sufficiente a formare soluzioni acquose da 0,1 a 1,0 molari. I sali che a temperatura ambiente presentano una solubilità in acqua inferiore a tale valore sono detti sali leggermente solubili.
Attrezzatura utilizzata
- Provette — PLA-007
- Portaprovette — PLA-012
- Portaprovette — PLA-017
- Spatola a doppia estremità — PLA-024
- Bruciatore a spirito — CHE-022
- Supporto a treppiede — HEA-014
- Supporto in ferro — CHE-037
- Rete metallica — HEA-015
- Bicchiere da laboratorio da 250 ml — HEA-002
- Termometro — HEA-005
- Bastoncino di vetro — PLA-004
Sostanze chimiche e reagenti
- Carbonato di calcio — R:37/38-41 S:26-36/37/39
- Solfato di rame — R:22-35/38-50/53 S:22-60-61
- Cloruro di sodio
- Saccarosio
- Acqua distillata
Note sulla sicurezza
- Prestare attenzione durante l’uso del bruciatore e degli oggetti in vetro caldi.
Domande per gli studenti
- Quale sostanza si è dissolta?
- Che effetto ha l’acqua sulle sostanze?
- Cosa succede quando si aumenta la temperatura?
- Perché il carbonato di calcio non si scioglie?
Cosa aspettarsi
Il cloruro di sodio si dissolve, il solfato di rame si dissolve, il saccarosio si dissolve. Le molecole d’acqua circondano gli ioni del sale, indebolendone l’attrazione. Poiché l’acqua è una molecola polare, tende a orientarsi attorno agli ioni in base al loro segno. A temperature più elevate, il cloruro di sodio, il solfato di rame e il saccarosio si dissolvono più rapidamente. Il carbonato di calcio non si dissolve ancora in modo apprezzabile. A temperature più elevate, il movimento delle particelle nella soluzione è più veloce e quindi la dissoluzione risulta più agevole. Il carbonato di calcio è un sale molto poco solubile.
Smaltimento
Smaltire le soluzioni nel contenitore per i rifiuti liquidi.
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