Fusione dello zolfo
Un esempio di cambiamento di stato da solido a liquido, spiegato dal punto di vista microscopico e termodinamico. La fusione del saccarosio viene citata come esempio di cambiamento della struttura chimica indotto dal calore, per evidenziare la differenza.
La scienza alla base di questo esperimento
La materia assume lo stato solido, liquido e gassoso a seconda della pressione esterna e della temperatura. Un esempio ben noto è l’acqua, che si solidifica al di sotto di 0 °C e vaporizza al di sopra di 100 °C. Cosa accade quando si riscalda una sostanza solida come lo zolfo?
Questo esperimento dimostra che una sostanza può esistere non solo nei tre stati usuali – solido, liquido e gassoso – ma anche in diversi stati solidi. L’esistenza di diversi stati solidi di un composto è detta polimorfismo; quando un elemento è in grado di esistere in diversi stati solidi distinti, il fenomeno è detto allotropia. Le differenze riguardano solitamente solo le proprietà fisiche e una forma particolare è sempre più stabile delle altre.
Attrezzatura utilizzata
- Provette — PLA-007
- Portaprovette — PLA-012
- Portaprovette — PLA-017
- Bruciatore a spirito — CHE-022
- Supporto a treppiede — HEA-014
- Triangolo per crogioli — CHE-033
- Capsula di evaporazione — CHE-012
- Spatola — PLA-024
Sostanze chimiche e reagenti
- Polvere di zolfo — R:11-16 S:41
- Saccarosio
Note sulla sicurezza
- Prestare attenzione durante l’uso del bruciatore e degli oggetti in vetro caldi.
- Se lo zolfo prende fuoco, coprite il piattino di evaporazione.
Domande per gli studenti
- Annota le tue osservazioni, in particolare eventuali cambiamenti di colore.
- Annota ciò che rimane nel piattino di evaporazione. Quali sono le differenze tra lo zolfo iniziale e quello rimasto nel piattino?
- Osserva cosa succede. Perché si riscontrano differenze nel comportamento di queste due sostanze?
Cosa aspettarsi
Lo zolfo si scioglie formando un liquido color miele (se riscaldato eccessivamente, il liquido diventa marrone e viscoso). Lo zolfo rimasto nel piattino forma cristalli aghiformi, di un giallo più scuro rispetto allo zolfo originario. Questa forma di zolfo non è stabile a temperatura ambiente e torna lentamente allo stato originario. I cristalli aghiformi sono zolfo monoclino, mentre lo stato più stabile è lo zolfo rombico. Lo zolfo ha subito un cambiamento di stato, mentre il saccarosio si decompone modificando la propria composizione. Ripetendo l’esperimento con il saccarosio, alla fine si ottiene un solido marrone scuro: il saccarosio si scioglie assumendo un colore marrone chiaro. Il saccarosio ha subito un cambiamento nella propria composizione chimica, decomponendosi a causa del calore.
Smaltimento
Smaltire lo zolfo e il saccarosio nel contenitore dei rifiuti solidi.
Prova a fare questo esperimento in classe
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