GREEN2 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?

Siccome sappiamo la massa atomica e anche che in ogni provetta c'è la stessa quantità di atomi, diciamo che la provetta con meno quantità di sostanza è quella con con gli ioni positivi più piccoli. Pensiamo di confrontare il volume che occupano le 3 sostanze dentro le provette. OK

Osservazioni (se possibile foto dopo l'etichettatura)

le 3 sostanze hanno lo stesso numero di atomi, ma questi hanno volumi diversi e quindi ciascuna occupa uno spazio diverso. OK

Spiegazione delle differenze osservate...

La provetta con più sostanza al suo interno è sarà quella che possiede atomi più grandi,perciò è quella con più elettroni e maggiori masse atomiche. Le 3 sostanze hanno volumi diversi perché pur avendo lo stesso numero di atomi non hanno lo stesso numero di elettroni (infatti il potassio, che ha più elettroni rispetto agli altri due, ha un maggior volume perché avendo più elettroni ha più orbite e quindi l'atomo è più grande) OK

...e criteri di etichettatura:

etichettiamo con Li la provetta che ha... volume minore (minore quantità di sostanza)

etichettiamo con Na la provetta che ha... volume intermedio (Più sostanza del Litio ma minore quantità rispetto al potassio)

etichettiamo con K la provetta...volume maggiore (Più sostanza all'interno)

Colore: rosso carminio Colore: giallo Colore: violetto chiaro

Risultati della conferma tramite saggio alla fiamma:

Colore sostanza etichettata Li --> Rosso carminio.

Colore sostanza etichettata Na --> Giallo.

Colore sostanza etichettata K --> Violetto chiaro.

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, ma non ha più gli elettroni, che sono passati ad altri atomi. L'atomo di sodio è di carica neutra, mentre lo ione di sodio può essere di carica negativa (se prende un elettrone in più) o di carica positiva (se perde un elettrone) OK

2. scrivi i numeri di protoni ed elettroni di K, K⁺, Cl, Cl^-.

K: 19 elettroni / 19 protoni;

K+: 18 elettroni / 19 protoni;

Cl: 17 elettroni / 17 protoni;

Cl: 18 elettroni / 17 protoni;

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

K+ = 3

Cl- = 3

Na+ = 2

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).

35,45(Cl) + 22,99(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.

3:(70,39*10^-24)=0,042*10^-24 =420.000*10^-18 errata equivalenza: 42000·10^-18

STORICO

Bozza 1 12 aprile Compagnucci fa tutta la prima parte e le prime tre domande, mette le foto e le didascalie.

Bozza 2 13 aprile Ivan sistema ipotesi e spiegazioni, corregge la risposta 1 e completa le altre due risposte.

Manca il calcolo corretto nella risposta 5 per l'approvazione.

Pellerino ERA abilitato a farlo...

Ma ora è approvata la bozza 3-4 di Compagnucci-Ciccotti, nonostante la risposta 5 sia ancora sgagliataquindi Pellerino rimane out.