Data pubblicazione: Nov 28, 2011 11:44:55 AM
Oggi abbiamo ripetuto l'esperimento del 25 novembre in condizioni controllate e usando una bilancia al centesimo.
Osservazioni
In un crogiolo di porcellana con coperchio, avente complessivamente il peso di 27,09 grammi abbiamo introdotto 37 centesimi di grammo di magnesio (0,37 g) come pezzetti di nastro di circa un centimetro l'uno di lunghezza. La massa complessiva (magnesio + crociolo + coperchio) doveva essere perciò di 27,46 g.
Abbiamo messo il crogiolo chiuso a riscaldare alla fiamma su un triangolo refrattario che, dopo pochi secondi, è divenuto rosso incandescente (circa 600 °C), come anche la base del recipiente che stavamo riscaldando.
Provando a sollevare il coperchio si vedevano fuoriuscire i fumi bianchi, per cui il magnesio è stato mantenuto chiuso fino a quando non si vedevano più uscire i fumi sollevando il coperchio.
A questo punto il recipiente è stato maggiormente inclinato per favorire l'ingresso dell'aria e anche permettere di osservare cosa stava succedendo al magnesio.
Il seguente frammento di video mostra il formarsi di scintille e bagliori in zone in cui la temperatura doveva arrivare a valori di mille e più gradi, visto che il colore non era rosso, ma bianco.
Abbiamo girato di 180 ° il crogiolo ed abbiamo continuato a riscaldare fino a scomparsa delle scintille e dei bagliori, per essere certi che il magnesio si fosse completamente trasformato. Quindi abbiamo lasciato il tutto raffreddare per la pesata finale.
Il peso complessivo era risultato di 27,65 g, quindi avevamo avuto un aumento di 19 centesimi di grammo, poco più della metà del peso del magnesio iniziale, di 37 centesimi.
Guardando bene il prodotto della reazione si è notato che, mentre i fumi addensati sul coperchio avevano formato una patina perfettamente bianca, il residuo rimasto sul fondo era bianco-grigio con molti puntini neri.
Per concludere abbiamo aggiunto un po' di acqua distillata a tale residuo. Abbiamo, in conseguenza di ciò, osservato lo sviluppo di un'effervescenza, un ribollire che produceva anche rumore, e che emanava un gas dall'inconfondibile odore di ammoniaca.
La produzione di questa sostanza, generata da questa ulteriore trasformazione chimica, era confermata mettendo vicino all'orlo una cartina indicatrice di acidi e basi, che da gialla è diventata istantaneamente blu
Interpretazioni
La sostanza semplice magnesio, formata esclusivamente da atomi di magnesio, ha potuto originare nuove sostanze, nella trasformazione chimica, solo grazie alla combinazione con altre sostanze presenti nell'aria. Tra queste conosciamo bene l'azoto, l'ossigeno e l'anidride carbonica.
Riscaldando il magnesio in assenza di aria, o con un gas inerte come l'argon, avremmo ottenuto al massimo la sua fusione, una trasformazione fisica, ma senza produrre alcuna nuova sostanza.
L'aumento di massa di 19 centesimi è risultato, come avevamo previsto, in gran parte alla combinazione con gli atomi di ossigeno, mentre i punti neri erano probabilmente costituiti da carbonio. Mentre nel precedente esperimento il carbonio proveniva dalla materia plastica con cui il magnesio era venuto a contatto mentre ancora bruciava, nel nostro caso la presenza di carbonio era spiegabile solo in base al contenuto di anidride carbonica prodotta dalla fiamma e penetrata nel crogiolo durante la combustione.
Rimane da spiegare l'origine dell'ammoniaca, sostanza aeriforme e basica (ecco il perché della cartina blu), avente formula NH3, quindi costituita da azoto e idrogeno.
Poiché l'acqua (H2O) aggiunta alla polvere grigia non contiene azoto, questo elemento (cioè i suoi atomi), doveva essere presente nella miscela dei prodotti, combinato con l'elemento (con gli atomi) del magnesio.
Concludiamo che la sostanza semplice magnesio nel bruciare all'aria, ha reagito chimicamente con le sostanze semplici ossigeno e azoto formando rispettivamente le sostanze composte ossido di magnesio (MgO) ed una sostanza costituita da azoto e magnesio che con l'acqua ha sviluppato ammoniaca. Inoltre il magnesio ha sottratto atomi di ossigeno dalla sostanza composta CO2, lasciando piccole quantità di sostanza semplice carbonio nera.
Le cose che ancora non sappiamo sono:
a) la formula e il nome della sostanza formata da magnesio e azoto (anche se possiamo supporre che il suo colore sia bianco),
b) i prodotti della reazione tra questa sostanza e l'acqua (non può essersi formata solo l'ammoniaca),
c) il perché dell'aumento osservato di peso di un po' più del 50%.