9- Gennaio Miscugli e Combinazioni

Data pubblicazione: Jan 10, 2012 12:1:21 AM

1. Sciogliamo del sale in acqua. Quella che abbiamo ottenuto è una nuova sostanza? Con una propria identità?

Quasi tutta la classe sosteneva che si trattasse di una nuova, una terza sostanza diversa dal sale e dall'acqua.

E' vero che l'acqua salata è per certe caratteristiche diversa sia dall'acqua che dal sale. Ma ciò non basta per dimostrare che si tratta di una sostanza.

Le due sostanze che abbiamo mescolato hanno dato luogo ad una porzione di materia con proprietà diverse (densità maggiore dell'acqua e minore del sale, temperature di fusione ed ebollizione diverse ecc.). Ma gli stessi cambiamenti di proprietà avvengono anche quando facciamo un passaggio di stato con una singola sostanza.

L'acqua liquida, ottenuta fondendo un pezzo di ghiaccio, è più densa dell'acqua solida, ma non per questo è una sostanza diversa, con un'identità diversa. La sua identità è sempre la stessa: quella dell' "acqua".

Come avevamo chiarito nella lezione del 25-novembre dopo un mese di lavoro:

La materia ha proprietà osservabili che dipendono sia dall’identità delle sostanze in essa presenti, sia dalle condizioni esterne (temperatura, pressione, presenza di altre sostanze ecc.)

Nelle trasformazioni chimiche queste proprietà subiscono cambiamenti più evidenti perché cambia l’identità delle molecole e delle sostanze, e ciò può accadere anche senza cambiare le condizioni esterne.

Nelle trasformazioni fisiche le proprietà osservate cambiano solo in conseguenza del cambiamento di condizioni esterne e l’identità delle sostanze resta invariata

Unendo il sale la densità e il sapore dell'acqua cambiano, ma non perché l'acqua è diventata un'altra sostanza, ma semplicemente perché è stata cambiata una condizione esterna ad essa, cioè la presenza di una seconda sostanza, il sale sciolto.

Avvicinare le piccole parti di una sostanza alle piccole parti di un'altra sostanza, sciogliere una cosa in un'altra, corrisponde a cambiare la temperatura o la pressione. Sono cambiamenti delle condizioni esterne che causano il cambiamento di qualche proprietà, ma non riescono a causare un cambiamento di identità ad alcuna sostanza e alle molecole di cui questa sostanza è fatta.

Se mettendo il sale nell'acqua ottenessi un liquido dolce allora dovrei per forza concludere che si è formata una sostanza nuova, con una nuova identità, perché nessuna delle sostanze unite era dolce. Ma questa è una cosa impossibile?

No; è più o meno ciò che accadde nel 1937 a Michael Sveda, uno studente dell'università dell'Illinois. Costui, dopo aver mescolato delle sostanze, prese un foglietto per scrivere appunti bagnandosi un dito con la lingua. Sentì che il dito era dolce e così per puro caso aveva scoperto il ciclammato, un dolcificante artificiale. Mettere le dita in bocca non è una buona abitudine, specialmente in laboratorio, pensate che cosa sarebbe successo se avesse scoperto un veleno anche meno potente del botulino!

Se invece uniamo sale ed acqua e otteniamo acqua salata, allora continuiamo ad avere due sostanze, mescolate, e non una sola nuova. Il sale è ancora lì e non ha cambiato identità chimica.

2. Abbiamo un beaker contenente nel fondo una polvere azzurra ed una polvere marrone. Le due polveri possono essere mescolate e formare un unico colore marrone un po' meno rossiccio. Così facendo si ha una nuova sostanza?

Ancora una volta molti dicono di sì anche se dando dei piccoli colpi laterali si vede che in parte si ri-separano piccoli mucchi di polvere marrone rossiccio e azzurra.

Forse pensano ancora che basta vedere un qualunque cambiamento per dire che c'è una nuova sostanza.

O forse fanno riferimento, consapevolmente o no, all'esperimento iodio + zinco, un'unione che in effetti originava una nuova sostanza. E questa pure era ri-separabile in iodio e zinco tramite elettrolisi (invece dei "colpetti").

Ricordando in modo esplicito questo esperimento di un mese fa, abbiamo anche ricordato che non bastava mischiare lo iodio e lo zinco per far sì che essi formassero la nuova sostanza. Mescolando iodio e zinco avevamo semplicemente iodio e zinco mescolati, ma aggiungendo l'acqua questi reagivano ... combinandosi, e formando una nuova identità chimica: lo ioduro di zinco.

mischiarsi è come darsi una stretta di mano: si forma un miscuglio; come si può formare, così si può separare;

combinarsi invece è come sposarsi; si forma una combinazione, meglio chiamata una nuova sostanza composta.

Nel primo video qui sopra non abbiamo la combinazione, ma il semplice mescolamento tra le due sostanze.

Nel secondo video non abbiamo una decomposizione, ma un semplice "smiscelamento" parziale.

combinarsi, combinare, combinazione, si combina, si combinano... sono parole che emergono dalle bocche ancora troppo poco. Sono parole di "chimichese": una lingua nuova.

mischiarsi, mescolarsi, mescolare, miscuglio, si mescola/no ... sono parole già predefinite che fanno parte della lingua di tutti i giorni.

Dividere, separare o meglio decomporre, una sostanza, per rigenerare le due che l'avevano formata, o comunque due sostanze più semplici, non è così facile come dividere o separare le due sostanze di un miscuglio.

Nota bene:

si decompone una sostanza per generarne due (o più);

si separano le due (o più) sostanze di un miscuglio per avere le due (o più) sostanze separate, ma senza generare nulla di nuovo!

La seguente cmap potrebbe aiutare a capire perché non sempre un cambiamento di proprietà corrisponde alla formazione di qualche nuova sostanza.

Torniamo al nostro beaker con le due sostanze. Esso servirà per risolvere il seguente:

Problema sperimentale di lunedì 16:

Un beaker contiene un miscuglio formato dalla mescolanza di una sostanza marrone (rame elementare in polvere) ed una sostanza azzurra composta (solfato rameico idrato).

Entro venerdì 13 scrivere un procedimento per separare in laboratorio il rame secco in meno di 20 minuti e trovare la percentuale delle due sostanze nel miscuglio. Materiale: bilance, stufa, carta da filtro , acqua, ecc.

Suggerimenti: 1. cercare nel libro le procedure di separazione. 2. Il solfato di rame serve per preparare quella che comunemente si chiama "acqua ramata" da dare alle piante della vite. 3. Il solfato rameico idrato se si riscalda si decompone e diventa un'altra sostanza che non è quella che si trovava nel miscuglio assegnato (solfato rameico anidro, di colore grigio chiaro).