PROBLEMA SPERIMENTALE n. 07 REPORT IDEALE

Ricavare sperimentalmente la composizione elementare, come percentuale di rame (%Cu) e cloro (%Cl), nel cloruro rameico anidro. Da questi dati ricavare la formula della stessa sostanza composta.

A disposizione per ogni gruppo: circa 2 grammi di cloruro rameico anidro e un blocchetto di alluminio.

CONOSCENZE UTILI

Composizione = la composizione indica gli elementi della tavola periodica che formano una sostanza e le percentuali o il rapporto numerico degli atomi di ciascuno.

Formula = la formula chimica è una sintesi di quanti e quali atomi formano una molecola. Se la sostanza non fosse fatta da molecole, ma da aggregati continui, la formula ci dà lo stesso il rapporto numerico tra gli atomi dei diversi elementi.

Massa Atomica Relativa = la massa di un atomo di un elemento, relativa a un'unità di massa molto piccola (1 u.m.a. = 1 unità massa atomica = 1,66×10²⁴ grammi). La massa atomica relativa del cloro vale 35,45 u.m.a., quella del rame è 63,55 u.m.a.) Quella dell'idrogeno, che è l'elemento con atomi più leggeri di tutti, è 1,01 u.m.a. perciò in prima approssimazione la m.a.r. di un atomo ci dice quante volte quell'atomo pesa più dell'atomo di idrogeno. Vediamo ad esempio che l'atomo di rame pesa quasi il doppio dell'atomo di cloro e quasi 64 volte l'atomo di idrogeno.

Reazione chimica di scambio = L'elemento di una sostanza elementare (A) prende il posto di un altro elemento (B) nella combinazione con un terzo elemento (C) che rimane sempre combinato. L'elemento che è stato sostituito (B) diventa sostanza elementare. In sintesi: A + BC --> AC + B

IPOTESI DI LAVORO IN SINTESI

Si può sfruttare la reazione tra il cloruro rameico e l'alluminio, in cui si ricava come un solido tutto il rame prima combinato, e il cloruro di alluminio (solubile in acqua). 

PIANO PARTICOLAREGGIATO DI LAVORO

1. Pesare il sale contenuto nella vaschetta;

2. Sciogliere il sale in acqua distillata;

3. Aggiungere l'alluminio;

4. Pesare il filtro;

5. Filtrare il miscuglio per separare il rame solido dalla soluzione

6. Lavare il rame spruzzando l'acqua sul filtro;

7. Asciugare il filtro;

8. Pesare il filtro asciutto col rame.

RELAZIONE = DATI E OSSERVAZIONI RICAVATI DALL'ESPERIMENTO

Cloruro di rame anidrido= massa: 2,81 g

massa filtro = 1,26 g

Cloruro rameico idrato

(quello anidro, da noi usato, era marrone)

Immersione del blocchetto di alluminio:

dà inizio alla reazione

Conclusione della reazione 

Separazione del miscuglio tramite filtrazione

Asciugamento della sostanza filtrata e conclusione del punto 7 dell' esperimento,

in attesa della pesata.

Pesata finale filtro più rame = 2,58 g 

Calcoli, DEDUZIONI, CONCLUSIONI

Schema della reazione chimica che si è prodotta con i nomi delle sostanze elementari e composte 

Alluminio + Cloruro rameico --> rame  + cloruro di alluminio

Massa di Cu = 2,58 g - 1,26g = 1,32 g

Massa Cl = 2,81 g - 1,32 g = 1,49 g

atomi Cl =massa del cloro : massa atomica relativa del cloro 1,49 : 35,45 = 0,042 atomi Cl

atomi di Cu = massa Cu : mar Cu = 1,32 : 63,55 = 0,020 atomi Cu

(ovviamente questi numero sono solo proporzionali al vero numero di atomi, che sono ben più numerosi.

Ciò perché nel fare la divisione non abbiamo utilizzato la massa degli atomi in grammi.

Ma poiché ci interessa fare il rapporto tra i numeri di atomi, per avere la composizione e la formula non ci interessa ricavare i veri numeri di atomi: il rapporto che otterremo sarà comunque esatto, come dire che il rapporto tra 4 e 2 è uguale a due come il rapporto tra 4 miliardi e 2 miliardi).

atomi di Cl per ogni atomo di Cu (arrotondare a un numero intero) = COMPOSIZIONE = 2:1

Formula: CuCl₂ Questa formula dice quanto abbiamo trovato: Gli atomi di cloro sono il doppio di quelli di rame.  

Domande & Risposte

Domanda 1. La sostanza composta assegnata contiene le sostanze rame e cloro ?

Risposta 1. No, c'erano solo gli elementi rame e cloro, cioè i loro atomi

Domanda 2. Il cloruro rameico contiene più rame o più cloro come quantità di elementi?

Risposta 2. Leggermente maggiore la massa di cloro

Domanda 3. Il cloruro rameico contiene più rame o più cloro come numero di atomi?

Risposta 3. più atomi di cloro

Domanda 4. Come si potrebbe risalire alla quantità di alluminio combinato?

Risposta 4.  bastava pesare il blocco di alluminio prima di immergerlo e a fine reazione

Domanda 5. La presenza di qualche piccolo frammento di alluminio nel filtro provoca un risultato più alto o più piccolo nella % di Cu?

Risposta 5. più alta, poiché l'alluminio viene scambiato per del rame in più che nella realtà non c'era.

Domanda 6. Avete avuto qualche indizio osservativo della presenza contemporanea di una reazione diversa da quella prevista?

Risposta 6. si formavano anche bollicine e l'odore non era di cloro, quindi c'era un'altra reazione che interessava l'acqua.

Domanda 7. Come vi siete assicurati che tutto il rame si fosse ottenuto e la reazione completata? 

Risposta 7.  Quando la soluzione non era più blu, ciò significava che tutto il cloruro di rame era finito e la reazione era completa.