Capire in che cosa consiste una reazione endotermica
Osservare la reazione del sale a contatto col ghiaccio
Osservare il passaggio di stato della miscela
Sacchetto per surgelati (piccolo)
100 ml di latte
Cilindro graduato (port. 100 ml; s. 1 ml)
2 cucchiai di zucchero
Vaschetta
300 g circa di ghiaccio
Termometro digitale
115 g di sale grosso
Becher
Laccetti
Cucchiaio di plastica
Ciotola di plastica
Barattolo per il ghiaccio
Spacchettare il ghiaccio, 15 minuti prima di iniziare l’esperimento
Pesare 115 g di sale in un Becker e, contemporaneamente, misurare 100 ml di latte nel cilindro graduato
Pesare circa 300 g di ghiaccio
Inserire il ghiaccio nel barattolo, quindi misurare la temperatura
Aggiungere il sale al ghiaccio, shakerare il barattolo e misurare nuovamente la temperatura (notare la diminuzione)
Inserire il latte nel sacchetto refrigerante e aggiungere 2 cucchiai di zucchero
Chiudere il sacchetto facendo uscire l’aria il più possibile
Mettere il sacchetto nel barattolo contenente il ghiaccio e chiudere il tutto (sistema chiuso)
Agitare con le mani finché il contenuto del sacchetto non diventa denso (3,5 min. circa)
Mettere il gelato nella ciotola, tagliando l’estremità del sacchetto.
Generalmente si indica come sistema la zona oggetto di studio nella quale avvengono le trasformazioni; mentre con il termine ambiente si intende tutto ciò che circonda il sistema e che scambia energia con esso.
Esistono tre diverse tipologie di sistemi:
Sistema aperto, che scambia sia materia che energia con l’ambiente;
Sistema chiuso, che scambia solo energia con l’ambiente;
Sistema isolato, che, teoricamente, non scambia né energia né materia con l’ambiente.
Il sistema studiato in questo esperimento è un sistema chiuso dove, infatti, avvengono scambi di energia con l’ambiente, ma non di materia.
Notiamo che la temperatura del ghiaccio prima dell’aggiunta del sale è maggiore rispetto alla temperatura registrata dopo averlo inserito: questa differenza viene chiamata ABBASSAMENTO CRIOSCOPICO ed è dovuta al fatto che il sale abbassa la temperatura di congelamento dell’acqua (infatti viene sparso sulla strada d’inverno per evitare che si formi il ghiaccio).
L’abbassamento crioscopico è una conseguenza del tipo di reazione verificatasi, infatti le reazioni endotermiche acquistano calore dall’ambiente, che per questo risulta raffreddato.
Le reazioni endotermiche sottraggono energia all’ambiente perché l’energia che si sprigiona con la rottura dei legami dei reagenti, in questo tipo di reazione, non è sufficiente per formare i legami dei prodotti; di conseguenza è necessario che il sistema sottragga energia all’ambiente, abbassando la temperatura, provocando di conseguenza un aumento di entalpia.
In particolare il calore sottratto, che è una forma di energia, certo non può “sparire” ma viene usato per far sciogliere il sale nel ghiaccio.