RED2 tre cloruri
12 aprile 2011
Al gruppo sono assegnati, in tre provettine, tre sostanze che differiscono solo per lo ione positivo: cloruro di litio (LiCl), cloruro di sodio (NaCl) e cloruro di potassio (KCl), prive di etichette.
Le tre sostanze sono polveri cristalline bianche, quindi non riconoscibili a vista. Fortunatamente sono state preparate quantità delle tre sostanze che contengono lo stesso numero di ioni positivi.
I tre cloruri dovranno essere riconosciuti senza usare la bilancia e, solo una volta etichettate le tre provette con Li, Na e K, i loro contenuti dovranno essere confermati tramite saggio alla fiamma.
Poiché gli atomi di litio hanno massa atomica relativa 6,94, quelli di sodio 23,0 e quelli di potassio 39,1, essendo gli ioni cloruro in numero uguale in tutti e tre i campioni, si avrà un peso nettamente diverso di un ugual numero di atomi. Ma, dato che non possiamo usare la bilancia, come risolveremo il problema?
Un suggerimento: consideriamo che i tre atomi possiedono un numero molto diverso di protoni (3, 11, 19), quindi avranno un numero altrettanto diverso di elettroni da sistemare nelle orbite esterne...
Ipotesi di risoluzione del problema:
Che cosa pensate di misurare o confrontare, nei tre campioni, per capire dove ci sono atomi di litio, di sodio e di potassio?
sapendo la massa atomica, e sapendo che in ogni provetta c'è la stessa quantità di atomi, sappiamo che la provetta con meno massa quantità di sostanza in volume è quella con con gli ioni positivi più piccoli. OK
Osservazioni (se possibile foto dopo l'etichettatura)
le 3 sostanze avevano una diversa quantità OK ma (pur contenendo lo stesso numero di atomi)
Il numero non potevate osservarlo, ma solo "saperlo"
Spiegazione delle differenze osservate:
la provetta con più sostanza al suo interno, sarà quella che ha gli atomi più grandi, quindi quella con più elettroni e maggiori massae atomicahe OK
...e criteri di etichettatura:
etichettiamo con Li la provetta che ha volume minore (minor quantità di sostanza)
etichettiamo con Na la provetta che ha volume medio (più sostanza del Litio ma minor quantità di sostanza rispetto al potassio)
etichettiamo con K la provetta volume maggiore (più sostanza al suo interno)
OK
Risultati della conferma tramite saggio alla fiamma:
Colore sostanza etichettata Li rosso scarlatto
Colore sostanza etichettata Na giallo arancio
Colore sostanza etichettata K violetto
OK
Questionario
1. Che differenza c'è tra l'atomo di sodio e lo ione sodio? lo ione di sodio è l'atomo di sodio, che però ha perso elettroni, che sono passati ad altri atomi. OK
2. scrivi i numeri di protoni ed elettroni di K, K+, Cl, Cl-.
K = 19 protoni ed elettroni
K+ = 19 protoni, 18 elettroni
Cl = 17 protoni ed elettroni
Cl- = 17 protoni, 18 elettroni
OK
3. sapendo che le orbite elettroniche sono divise a strati aventi "posti limitati" per gli elettroni: 2 elettroni nel primo strato, 8 elettroni nel secondo strato, 8 elettroni nel terzo ecc. dire quanti sono i gusci di elettroni occupati dagli ione Li+, Na+, K+, Cl-.
Li+ = 1
Na+ = 2
K+ = 3
Cl- = 3
OK
4. Calcola la massa relativa (in unità di massa atomica) di una coppia di ioni NaCl (cloruro di sodio), formata da uno ione Cl- e da uno ione Na+. La massa così calcolata è chiamata anche "peso formula" (non si può parlare di peso molecolare poiché in questo caso non ci sono molecole ma di ioni aggregati).
22,99 (Cl) +35,45 (Na) =58,44 (peso formula) OK
5. Dal risultato del punto 4 calcola la massa della coppia NaCl in grammi (tenendo conto che un'unità di massa atomica vale 1,6605·10-24 grammi). Quindi calcola quanti miliardi di miliardi di queste coppie (ioni sodio e ioni cloruro) ci sono nei 4,1 g di cloruro di sodio assegnati.
(4,1/58,44 x 1,6605 )x1024 = (4,1/97,03962)x1024 =0,0422507 x 1024 = 422507x1018 OK!!!!! Guai a chi copia da questo modo di calcolare (lo stesso risultato si può ottenere anche in altri modi)
FOTO DELL'ESPERIMENTO
Cloruro di Litio(LiCl) verificato con il saggio alla fiamma.
Cloruro di sodio(NaCl) verificato con il saggio alla fiamma.
Cloruro di potassio(KCl) verificato con il saggio alla fiamma.
STORICO
Bozza 1 del 12-apr. Giacomo e Riccardo: ipotesi, osservazioni, spiegazione e conclusioni, alcune risposte
Bozza 2 del 13-apr. Riccardo completa risposta n° 5 e Giacomo lo aiuta a sbagliare. Alessandro inserisce foto e didascalie.
La bozza 3 di Giacomo e Riccardo del 15 aprile, completa tutto ed è approvata.