Dimostrazione sperimentale delle leggi massali e ponderali

Materie:	Altro
Categoria:	Chimica
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Data:	13.11.2006
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30/10/2006 mmimkia® MATTIA MUSIO

LEGGI MASSALI E PONDERALI

FINALITÀ DELL’ESPERIENZA
- dimostrazione sperimentale delle leggi massali e ponderali, ossia:
1. Legge di conservazione della massa (o di Lavosier)
2. Legge delle proporzioni definite (o di Proust)
3. Legge delle proporzioni multiple (o di Dalton)

RICHIAMI TEORICI
Le tre leggi sopra elencate sono leggi fondamentali della chimica. La prima è una legge MASSALE, la seconda e la terza( conseguenza della legge di Proust) sono leggi PONDERALI, ossia leggi che definiscono i rapporti tra le quantità di sostanze che partecipano alle reazioni.
La legge di Lavosier afferma che la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti. Antoine-Laurent Lavosier la scoprì nel 1789, dopo migliaia di misurazioni e di sperimentazioni su moltissime reazioni. Per esempio, riscaldò un recipiente in vetro sigillato con dell’ossido di mercurio (precedentemente pesato) e fece avvenire la reazione. Una volta terminata pesò il mecurio e l’ssigeno ottenuti e sperimento che la massa non era cambiata.
La legge di Proust dice che durante una reazione chimica, quantità precise di una sostanza reagiscono con quantità precise di una o più altre sostanze, per dare precise quantità di un certo composto. Questa legge fu dimostrata da Joseph Louis Prous (un chimico francese) nel 1799.
La legge di Dalton dichiara che (qualora due elementi possono reagire fra loro formando diversi composti) facendo reagire quantità variabili di uno dei due con quantità fisse dell’altro, si possono ottenere i divesri composti possibili. Questa legge fu enunciata nel 1803, questa volta da un chimico inglese, John Dalton.

MATERIALE NECESSARIO
• Per la dimostrazione della legge di Lavosier:
- Una bilancia elettronica di preciosione
- Una beuta
- Una provetta
- Cloruro di sodio
- Nitrato d’argento
- Acqua distillata

- Una pastiglietta effervescente
- Un matraccio molto piccolo
- Un palloncino
- Acqua distillata

• Per la dimostrazione della legge di Proust:
- Una capsula munita di pestello
- Polvere di zolfo
- Limatura di ferro
- Crogiuolo
- Treppiede
- Triangolo refrattario
- Becco Bunsen

• Per la dimostrazione della legge di Dalton
- Acido acetico
- Acqua ossigenata
- Lamina di rame
- Provetta
- Becco Bunsen
- Pinze

ESECUZIONE DELL’ESPERIMENTO
• LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
1. Per verificare la veridicità di questa legge, si testerà la conservazione della massa nella reazione:
NaCl(aq) + AgNO3 AgCl(s) + NaNO3(aq)
(precipitato)
Mettere nella beuta cloruro di sodio e acqua distillata in quantità tali da ottenere una soluzione molare. Nella provetta, invece, introdurre la soluzione di nitrato d’argento. Pesare le due sostanze (insieme a beuta e provetta) e registrare per il confronto dopo la reazione. La prima pesata è di
(89.4 ± 0.1) grammi. Versare il contenuto della provetta nella beuta per far avvenire la reazione. Si noterà che da due liquidi che reagiscono si otterranno un precipitato bianco caseoso (solido), il cloruro d’argento e una soluzione acquosa di nitrato di sodio. A reazione avvenuta, pesare i prodotti (comprendendo anche questa volta la provetta e la beuta). La seconda pesata è di (89.4 ± 0.1) grammi.
2. Un'altra reazione per la dimostrazione può essere sperimentata con lo sciolglimento di una pastiglietta effervescente in acqua, con la produzione di anidride carbonica.
Pesare il matraccio con l’acqua distillata, insieme al palloncino e al pezzetto di pastiglietta effervescente (essendo il matraccio molto piccolo, non si potrà utilizzare l’intera compressa). La prima pesata è di (33.1 ± 0.1) grammi. Inserire il frammento di compressa nel matraccio e chiudere tempestivamente quest’ultimo con il palloncino per evitare perdite. Aspettare che la pastiglietta sisciolga completamente e pesare nuovamente il tutto (senza togliere il palloncino!) La seconda pesata è di (33.1 ± 0.1) grammi.

• LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE
Per la dimostrazione diquesta legge, si sfrutterà la reazione:
Fe + S FeS
In base al rapporto tra i pesi atomici dei due elementi, sappiamo che questi reagiranno secondo il rapporto di combinazione 1.742, che sarà invariato qualora si prendano multipli o sottomultipli dei valori del peso atomico.
Immetto nella capsula la polveredi zolfo e la limatura di ferro in quantità arbitrarie. Mescolare con l’aiuto del pestello, trasferire nel crogiuolo. Porre quest’ultimo sul triangolo refrattario, opportunamente sistemato sul treppiede, il quale sarà posizionato sulla fiamma del becco Bunsen. Attendere che la reazione avvenga. Il ferro che non partecipa alla reazione rimarrà separato dopo l’azione del calore, mentre lo zolfo reagirà con l’ossigeno dell’aria, generando anidride solforosa, con il curioso fenomeno dei fuochi fatui, fiammelle di un blu abbastanza vivace, che scaturiranno direttamente nel crogiuolo.

• LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE
Per la dimostrazione di questa legge, verrà sfruttato il ciclo del rame, una serie di reazioni che avvengono quando una lamina di rame (sfrangiata ad un’estremità) reagisce, con l’azione del calore con un miscuglio di acido acetico al 20% e acqua ossigenata al 5%, dando come prodotti acetato di rame, un sale di colore azzurro vivace, e lo specchio del rame, di colore rossiccio, che si depositerà sulle pareti della provetta.
Immettere nella provetta la soluzione di acido acetico e acqua ossigenata e sottoporre il tutto all’azione del becco Bunsen. Intanto, pulire l’estremità sfrangiata della lamina di rame con l’aiuto di una striscia di carta vetrata. Introdurre la lamina nella soluzione acqua-acido riscaldata, mantenedola sulla fiamma. Si noterà che la soluzione comincia a prendere un colore di un tenuo azzurrino; mantenere ancora sulla fiamma e aspettare che la soluzione diventi azzurro vivace. Rimuovere la lamina di rame e lasciare la provetta sul fuoco. Ad essiccazione avvenuta, si noterà l’acetato di rame sul fondo e lo specchio del rame sulle pareti. Si è visto, quindi, che da due elementi, si possono ottenere due composti diversi.

CONCLUSIONI
Le tre leggi formulate dagli illustri scienziati oltre trecento anni fa, grazie alla dimostrazione in laboratorio, si sono rivelate veritiere, mostrando il grande ingegno e le geniali intuizioni che i padri della chimica hanno avuto.