19 Dicembre: Reazione di decomposizione dello ioduro di zinco

Data pubblicazione: Dec 18, 2011 10:24:51 PM

Le sostanze semplici zinco e lo iodio si sono combinate spontaneamente formando la sostanza composta ioduro di zinco.

Lo ioduro di zinco contiene un numero di atomi di iodio doppio degli atomi di zinco, perciò ha formula ZnI₂.

Questo solido bianco è completamente diverso dallo iodio e dallo zinco. E' un'altra sostanza.

Dello iodio e dello zinco, lo ioduro di zinco conserva una sola cosa: gli indistruttibili atomi di iodio e zinco. Ma attenzione: essendo cambiato il modo in cui gli invisibili atomi si sono uniti, cambiando combinazione, cambierà la sostanza: avremo una nuova sostanza, che vedremo come un nuovo materiale (la polvere bianca) e con nuove proprietà (per esempio il colore bianco, la solubilità in acqua, dove né lo iodio né lo zinco erano solubili in acqua).

Con l'esperimento di oggi proveremo che il sale bianco contiene effettivamente gli elementi iodio e zinco (i loro atomi). Riporteremo "allo scoperto" questi due tipi di atomi, rompendo la loro combinazione.

Ovviamente, per separare atomi che si erano uniti spontaneamente, dovremo attuare un processo forzoso, fornire energia.

Prima dimostrazione: lo ioduro di zinco sciolto in acqua è capace di trasportare la corrente elettrica. Lo vediamo perché la lampadina del rivelatore di conducibilità si accende come quando mettiamo un oggetto metallico che collega i due elettrodi. La lampadina non si accende invece immergendo gli elettrodi nell'acqua deionizzata (senza ioni).

Deduzioni: Lo ioduro di zinco in soluzione ha atomi o molecole che sono

a) alcuni dotati di carica positiva e altri di carica elettrica negativa

b) liberi di muoversi (per trasportare l'elettricità).

Impariamo qualcosa di nuovo:

1. Gli atomi o le molecole elettricamente cariche si chiamano ioni.

2. Esistono ioni positivi (detti cationi) e ioni negativi (detti anioni).

3. Le cariche negative e positive devono bilanciarsi esattamente perché se un campione qualunque di materia fosse prevalentemente positivo o negativo, le sue parti si respingerebbero con una forza enorme causando l'esplosione del campione.

4. L'acqua potabile contiene ioni derivanti da sali (composti simili al sale da cucina, cloruro di sodio, e allo ioduro di zinco) presenti nel sottosuolo. Nell'acqua deionizzata, o demineralizzata, questi sali e i loro ioni sono stati tolti. Per questo l'acqua deionizzata non trasporta più così bene l'elettricità.

Seconda dimostrazione:

Lo ioduro di zinco in soluzione acquosa, con una batteria da 9V si decompone riformando lo iodio al polo positivo e lo zinco al polo negativo (vedi foto).

Deduzioni:

lo iodio si forma al polo positivo (filo rosso), quindi è attratto dalla carica positiva.

Nella soluzione allora lo iodio è presente come ioni di carica negativa.

Lo zinco che invece forma dei cristalli metallici, arriva al polo negativo essendo formato da ioni positivi.

Poiché ci sono due atomi di iodio per uno di zinco, i due ioni non possono avere una sola carica positiva e una negativa. Se così fosse avanzerebbe una carica negativa (contrariamente al punto 3):

Zn⁺ I^- I^- , totale -1

Poiché la carica negativa non può essere inferiore a -1, dovrà essere lo zinco ad avere carica doppia, così:

Zn⁺⁺ I^- I^- , totale 0

Quindi lo zinco forma ioni con doppia carica positiva, indicati con Zn⁺⁺ o Zn²⁺.

Possiamo anche rivelare che la formula ZnI₂ è una conseguenza del fatto che lo zinco ha ioni con due cariche positive e lo iodio (ioduro) forma ioni con una sola carica negativa.

Avevamo accennato ad una causa precisa del fatto che gli atomi non si uniscono in base al nostro volere (come quando mescoliamo ingredienti per fare un dolce nelle dosi decise da noi, sapendo che tutti questi ingredienti finiranno a formare il dolce), ma si uniscono in base alla loro natura, a certi meccanismi di funzionamento degli atomi che fanno sì che si combinino in modo preciso e unico. Gli "ingredienti" (atomi) in eccesso semplicemente non si combineranno e avanzeranno.

Il composto tra iodio e zinco sarà sempre ZnI₂. Potremmo mettere molto più iodio, anche cento volte più dello zinco, ma il composto continuerà ad essere ZnI₂. E in questo caso il meccanismo è semplice: lo iodio quando si combina prende una carica elettrica dallo zinco, mentre lo zinco cede facilmente due di queste cariche elettriche. Quindi il primo atomo di iodio diventa ione negativo nel trasformare Zn in Zn⁺; il secondo iodio prende la seconda carica dallo Zn⁺ e lo trasforma in Zn⁺⁺. Ora i tre ioni sono stabili. Lo iodio non riesce a togliere una terza carica allo Zn. Per cui gli ioni si attraggono come nel seguente disegno e formano il composto bianco che conosciamo.

Ed ora godiamoci le foto.

Impariamo qualcosa di nuovo: le trasformazioni provocate dall'elettricità si chiamano elettrolisi.

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