19-Febbraio-2011 PROBLEMA SPERIMENTALE n. 17 GRUPPO D

Avendo a disposizione 1 g dei seguenti idrossidi: LiOH, NaOH, KOH, una bombola contenente anidride carbonica, provette e palloncini di gomma, bilancia, dovete determinare quale di tali idrossidi si combina più rapidamente con l'anidride carbonica a parità di peso.

1. Conoscenze utili

a. Gli idrossidi sono sostanze basiche per la presenza dello ione idrossido, OH¯, capace di catturare ioni H+ provenienti dagli acidi.

b. L'anidride carbonica, CO₂, è un ossido acido gassoso che con l'acqua forma acido carbonico e con gli ioni idrossido forma ioni carbonato. La reazione tra anidride carbonica e idrossido alcalino è quindi: CO_2(g) + 2MeOH_(s) --> Me₂CO_3(s) + H₂O_(l)

c. Una mole di qualunque gas (quindi anche di CO2) a 20 °C a pressione atmosferica ha un volume di circa 24,0 litri.

d. Il volume massimo di anidride carbonica che potrebbe essere teoricamente fissato, a temperatura ambiente, da 1 g di LiOH, 1 di NaOH e 1 g di KOH. 

1 g LiOH= 0,5 L

1 g NaOH= 0,3 L

1 g KOH= 0,21 L 

2. Procedura operativa scelta

per vedere la variazione di volume del palloncino dobbiamo immergerlo in un becker con 500 mL di acqua e vedere il livello che raggiunge l'acqua.

Se vogliamo calcolare l'anidride carbonica che ha regito dobbiamo pesare la provetta con il sale prima e dopo la reazione; la differenza di peso è CO₂ assorbita, che ha formato il carbonato, formatosi nella reazione con l'anidride carbonica.

Se vogliamo dimostrare che l'anidride carbonica si sia effettivamente combinata aggiungiamo una goccia di HCL HCl e se vediamo che forma delle bollicine significa che ha si era creato un carbonato.

3. Descrizione dell'esperimento

1. prendiamo 3 provette e in ognuna mettiamo un grammo di sale diverso. Riempiamo un  palloncino di CO2, lo immergiamo in un becker con dell'acqua e guardiamo l'aumento di livello. Facciamo reagire l'anidride carbonica nel palloncino con un sale idrossido collegandoli tra loro e lasciarceli 5 minuti; scaduto il tempo misuriamo di nuovo il volume del palloncino per trovare il volume di CO₂ che ha reagito, misurare il peso della provetta per trovare la massa dell'anidride carbonica per misurarne conoscerne la quantità che ha reagito.

Ripetiamo il procedimento anche con gli altri due sali.

Tabella dati (facoltativa)

non abbiamo avuto abbastanza tempo per misurare il peso della provetta 

4.  Spiegazione dei dati ottenuti e conclusioni

4.1. Come si può calcolare la velocità di reazione dalle misure? Quali sono i tre risultati?

si può fare dividendo il peso dell'anidride carbonica che ha reagito con il tempo oppure la variazione di volume diviso il tempo.

non possiamo mettere i dati causa mancanza peso ALLORA BASATEVI SUI VOLUMI!!

4.2 Nel caso in cui c'è stata una reazione significativa, quali sono state le evidenze di tale reazione?

si sentiva che la provetta scottava e lo sgonfiamento del palloncino. + condensa

4.2. Quali sono le prove sperimentali della formazione/non formazione di carbonati? Scrivete la relativa reazione.

Se aggingiamo una goccia di HCL HCl  e si forma delle bollicine vuol dire che c'è del carbonato.

Li₂CO₃  +  2HCL HCl ---->  2LiCl + CO₂ + H₂O

Domande & Risposte

1.  Come fecero i tre astronauti dell'Apollo 13 a risolvere il problema degli assorbitori di anidride carbonica? (vedere film o wikipedia o tradurre la descrizione di questo link)

2. Perché è indispensabile un assorbitore (scrubber) di anidride carbonica nei sottomarini e nelle navi spaziali?  perchè non si possono aprire finestrini o portelloni per far cambiare l'aria OK

3. Come si fa a ripristinare l'idrossido alcalino dopo che si è combinato con l'anidride carbonica? Scrivi le reazioni

4. Perché non ha molto senso la soluzione di usare grandi quantità di idrossidi alcalini per eliminare l'eccesso di anidride

carbonica dell'atmosfera e limitare l'effetto serra?

5. Come sappiamo anche l'idrossido di calcio, in tempi sufficientemente lunghi, si combina con l'anidride carbonica formando carbonato di calcio. Stabilire se può essere catturato un maggior volume di CO₂ da 1 g di Ca(OH)₂ o da un grammo di LiOH.

6. Quali fattori potrebbero modificare la velocità di cattura la CO₂ oltre alla quantità di idrossido alcalino aggiunto?