ESERCITAZIONE DI LABORATORIO N° 1

1. ESERCITAZIONE DI LABORATORIO N° 1 • Log: studente • Pass: aa2010

3. INTRODUZIONE AD ALCUNE TECNICHE ELEMENTARI DI LABORATORIO. Alcune reazioni del rame Questa esercitazione è stata studiata per mostrarvi alcune delle più elementari operazioni di laboratorio (dissoluzione, precipitazione, decantazione e filtrazione), osservando nel contempo una serie di reazioni tipiche dello ione Cu(II) in soluzione acquosa.

4. Punto di partenza: 50 mL di una soluzione diluita (circa 1% in peso) di solfato di rame pentaidrato CuSO4•5H2O. PESATA DEL SALE La bilancia che userete è una bilancia tecnica a lettura diretta con la quale è possibile apprezzare fino ad una massa di 0.01 g. Per determinare la massa del sale è sufficiente poggiare sul piatto della bilancia il becker da 100 mL prima vuoto, azzerare la tara e pesare il sale (circa 500 mg). [Annotare la % in peso della soluzione ottenuta]

5. Punto di partenza: 50 mL di una soluzione diluita (circa 1% in peso) di solfato di rame pentaidrato CuSO4•5H2O. PREPARAZIONE DELLA SOLUZIONE Mediante aggiunte successive di piccoli volumi di H2O distillata nel becker sciogliete il sale. Trasferite tutto nel cilindro graduato da 100 mL, lavate un paio di volte il becker con un po' di H2O distillata che verserete nel cilindro. Aggiungete altra acqua distillata nel cilindro fino a raggiungere il volume finale di 50 mL. Osservate che la soluzione contenente ioni Cu2+ è colorata in azzurro, come il solfato di rame pentaidrato solido. Cu2+ in H2O soluzione azzurra

6. USO DELLA CARTINA INDICATRICE DI ACIDITA’ La cartina indicatrice si colora in rosso quando la soluzione è fortemente acida (cioè c’è un forte eccesso di ioni H+), si colora in arancione quando la soluzione è debolmente acida (lieve eccesso di ioni H+), si colora in giallo-verde quando la soluzione è debolmente alcalina (lieve eccesso di ioni ossidrili OH-), oppure si colora in blu quando la soluzione è fortemente alcalina (forte eccesso di ioni OH-). Blu soluzione basica Rosso soluzione acida

7. REAZIONI REDOX Versate una piccola porzione della soluzione originaria di CuSO4 in una provetta ed aggiungetevi 2-3 pezzetti di zinco metallico. Noterete che lo zinco si ricopre di una polvere scura costituita da rame metallico. Avviene la reazione: Cu2+ (aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+ (aq) Noterete anche che la soluzione si scolora, spiegatene il perchè.

8. FORMAZIONE IDROSSIDO Versate 30 ml, della soluzione preparata, in un becker da 400 ml ed aggiungete altra acqua distillata fino a raggiungere il volume finale di circa 50 mL. Controlate il pH della soluzione acquosa di idrossido di sodio (NaOH) bagnando il contagocce con questa soluzione toccherete un piccolo pezzo di cartina indicatrice, che subito assumerà un colore blu. Versate ora la soluzione di NaOH, goccia a goccia, nel becker grande contenente la soluzione diluita di solfato di rame, testando di tanto in tanto l’acidità della soluzione con pezzetti di cartina indicatrice, fino a quando essa assumerà un colore blu, indicando così la presenza di un eccesso di ioni OH- in soluzione. Noterete che nella soluzione si è formato un corpo solido detto precipitato. Esso è costituito da idrossido rameico Cu(OH)2 che, essendo un composto poco solubile in acqua, precipita. La reazione che avviene è: Cu 2+ (aq) + 2OH- Cu(OH)2(s) Cu(OH)2 poco solubile precipita

9. USO DELLA PIASTRA RISCALDANTE. Ponete ora il becker sulla piastra e cominciate a riscaldare. Agitate la soluzione con la bacchetta di vetro e osservate che man mano che essa si riscalda il precipitato diventa nero. Continuate ad agitare finchè tutto il precipitato che era presente è diventato nero. A questo punto spegnete la piastra! Aggiungete un piccolo volume di acqua fredda (10-30 ml) per agevolare il raffreddamento della soluzione. La reazione che avviene è la seguente: Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O La soluzione, che è incolore, che cosa contiene ?

10. FILTRAZIONE Ora dovete filtrare.

12. FILTRAZIONE Ora dovete filtrare. Per fare ciò usate l’imbuto poggiato sul collo di una beuta da 250 mL. Prendete un disco di carta da filtro, piegatelo in “in due” e poi in “quattro” e, aprendolo a forma di cono, poggiatelo nell’imbuto. Versate adesso un po’ d’acqua distillata dalla spruzzetta sul filtro in modo da farlo aderire alle pareti interne dell’imbuto. Agitate la soluzione e versatela sul filtro facendola scivolare lungo la bacchetta di vetro ed evitando di riempire il filtro fino all’orlo. Lavate infine con acqua distillata il precipitato sul filtro. Ora poggiate l’imbuto su di una provetta pulita e sciogliete il precipitato rimasto sul filtro versandovi sopra, goccia a goccia, una soluzione acquosa di acido cloridrico HCl. Avviene la reazione: CuO(s) + 2H+ Cu 2+(aq) + H2O   La colorazione della soluzione raccolta nella provetta vi dice che è presente lo ione Cu2+. Saggiate l’acidità della soluzione con la cartina indicatrice. Il colore rosso osservato indica questa volta che la soluzione è acida.

13. Il lavaggio della vetreria normalmente sporca: La vetreria utilizzata nel laboratorio va sempre lavata in modo accurato. E' necessario istruire gli alunni con un metodo adeguato. In genere quasi tutta la vetreria utilizzata va lavata con poche gocce di detersivo (molto diluito), utilizzando una scovolino, con molta acqua di rubinetto; poi alla fine bisogna eliminare le tracce di acqua di rubinetto con poca acqua distillata (utilizzando solo e sempre la spruzzetta). Questo consente di avere vetreria pulita priva di tracce di detersivo e un consumo limitato di acqua distillata.