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PS_06 L’obiettivo di questo problema sperimentale è riconoscere se il liquido omogeneo assegnato è una sostanza pura o un miscuglio di più sostanze, tramite la tecnica di distillazione.

Materiale a disposizione:

· liquido a densità nota D = 0,919 g/cm3;

· Sistema di riscaldamento (mantello elettrico);

· sistema per l’evaporazione (pallone da distillazione);

· sistema per la condensazione del vapore (refrigerante ad acqua);

· termometro;

· cilindro graduato (da 25 cm³) per la raccolta e misura della densità del distillato;

· Cronometro.

Conoscenze utili:

· La distillazione richiede l’evaporazione del liquido e poi la condensazione dei vapori.

· I miscugli omogenei non si possono separare tramite filtrazione, centrifugazione o decantazione.

· Una sostanza pura liquida bolle a temperatura costante, fornendo un distillato sempre uguale nel tempo e identico al liquido di partenza.

· Un miscuglio bolle a temperatura gradualmente crescente, fornendo un distillato che possiede diversa composizione nel tempo e differente dal liquido distillato, quindi diverse proprietà.

Completa i seguenti dati:

1.Aspetto del liquido e densità del liquido assegnato: Il liquido assegnato è trasparente, maleodorante inoltre era abbastanza forte. La sua densità è di 0,919 g/cm³.

2. Sistema di riscaldamento, evaporazione e condensazione usati: Abbiamo utilizzato il mantello elettrico, il pallone da distillazione e il refrigerante ad acqua.

3. Massa cilindro vuoto: 33,40 g.

4. Temperature del liquido o dei vapori condensati (sottolineare ciò di cui si misura la temperatura):

Da questi dati si deduce che il liquido che bolle non è formato da una sola sostanza, poiché altrimenti la temperatura dovrebbe rimanere costante.

5. Aspetto del liquido raccolto: Il liquido che abbiamo raccolto è trasparente, maleodorante.

6. Volume di liquido distillato raccolto nel cilindro: 53 ml

7. Massa cilindro + liquido: 54,14 g

8. Densità del liquido raccolto: 1,20 g

Avete fatto prima un calcolo sbagliato e poi lo avete tolto lasciando il risultato sbagliato. A nessuno dei tanti è venuto in mente che la densità del liquido (un campione) si troverà, come avete diligentemente copiato dal libro ma non saputo applicare, dividendo la massa del liquido per il volume del liquido, e a nessuno è venuto in mente che la massa del liquido doveva essere trovata sottraendo dalla massa cilindro + liquido quella del cilindro vuoto:

massa liquido = 54,14 - 33,40 = 20,74 g

Ora, se dividete la massa del liquido, 20,74 g, per il volume di 53 mL, ottenete un valore di 0,39 g/mL, assurdamente basso. Visto che nel cilindro da voi dichiarato, da 25 mL, che pesava 33,40 g vuoto, non ci potevano entrare 53 mL di liquido, visto che in un cilindro da 100 o da 50 non può pesare così poco (su 54,14 g, se 40 o 50 sono i grammi di liquido, il vetro non può pesare solo 15 o 5 grammi) devo dedurre che la massa di 54,14 deve essere del cilindro piccolo, da 25 mL, e che il volume di 53 mL non corrisponde alla massa di 20,74g in esso contenuta, ma forse a 25 mL raccolti inizialmente.

Sono costretto a fare ipotesi perché voi non avete registrato correttamente i dati, e ciò comporta un punteggio basso nell'attività di laboratorio.

Se l'ipotesi è giusta avreste ottenuto un liquido distillato che aveva inizialmente una densità di 20,74g:25 mL = 0,830 g/mL, un valore ammissibile, più basso cioè DIVERSO da quello del liquido originale. Anche nel vostro calcolo totalmente errato avevate ottenuto comunque un risultato, 1,2 g/mL, DIVERSO dalla densità del liquido iniziale. Quindi in entrambi i casi non potevate assolutamente dedurre che il liquido distillato e il liquido iniziale erano identici. E da ciò non potevate concludere che il liquido iniziale era composto da una sola sostanza, come invece avete fatto.

9. Eventuale temperatura di ebollizione del distillato: 55 C° non l'abbiamo determinata . Come voi stessi avete dichiarato sotto, questa di 55 °C non è la temperatura di ebollizione del distillato, che non avete fatto bollire per vedere a quanti gradi bolliva, ma è la temperatura a cui il liquido da distillare ha iniziato a bollire, e corrisponde a quella della tabella. Avete fatto confusione: tra il liquido che bolle, che sta a destra nella foto qui sotto, e il liquido distillato che si raccoglie a sinistra nella foto.

Altre osservazioni: Abbiamo notato che il liquido raccolto iniziava a bollire intorno ai 55° e si poteva notare che mentre si stava riscaldando la sostanza, essa diventava "offuscata" e non limpida come era inizialmente.

Questo indizio pure doveva farvi capire che né il liquido raccolto né il liquido che bolliva non poteva essere formato da una sola sostanza

Conclusioni ed evidenze che le supportano.

Il liquido omogeneo assegnato era una sostanza pura. L'abbiamo capito perchè era formata da un solo tipo di molecole. Avete capito male. Innanzitutto le molecole non si vedono e voi non le avete né viste né misurate. I valori delle temperature e delle densità invece ce li avevate, per ragionarci sopra. Ma soprattutto avete tralasciato due prove certe (densità del liquido iniziale diversa da quello distillato e temperatura di ebollizione crescente) e un indizio (intorbidamento del distillato) che portavano a concludere che, all'opposto, avevate un miscuglio di liquidi.

Infatti avevate un miscuglio di acqua e acetone e il liquido iniziale era formato inizialmente quasi da solo acetone, che bolle più facilmente dell'acqua, per cui aveva densità e temperatura di ebollizione minori di quelle del miscuglio.

Dovevate capire che si trattava di un miscuglio

STORICO

9-dic prima bozza Andrea con dati, seconda bozza Alessio con conclusioni che non sono conclusioni.

Non approvabile finché non si sistema il dato della densità e non si dà una risposta al problema che tenga conto di tutte le informazioni utili. Preferibile che sia Paolucci a farlo (almeno finché Giori è senza internet).

12-dic seconda bozza a scuola: conclusioni scritte senza aver letto le conoscenze utili, senza aver ragionato sui dati, densità non calcolata.

14-dic: paolucci dimostra di non aver preso i dati durante l'esperimento

17-dic. Stefani aggiunge che il distillato non è stato fatto bollire per vedere la sua temperatura di ebollizione, ma che l'unico liquido di cui hanno preso le misure della temperatura di ebollizione è quello iniziale.

21-dic. Paolucci e Stefani scrivono che "la densità di una sostanza è il rapporto tra la massa e volume di un campione di quella sostanza. D = M:V 54,14g : 53 mm = 1,20" dove 54,14 g è la massa del cilindro + quella del liquido e 53 mm sarebbe il volume del liquido (stranamente misurato in millimetri, mm, un'unità di lunghezza). Ora non si capisce se il campione era il cilindro, il liquido dentro di esso o tutti e due, dato che per la massa usano la somma, per il volume usano solo il liquido. Alla fine 1,2 è la densità di che cosa?

23-dic Ciccotti cancella un po' di cose e cerca di sistemare senza risolvere i problemi fondamentali, tra cui: che tipo di liquido avete distillato?

Approvato col minimo