PROBLEM SOLVING 14
Il bicarbonato di sodio (idrogenocarbonato di sodio, NaHCO3) è un sale che si decompone a temperature superiori a 270 °C.
1. Realizzate dei test per riconoscere le tre sostanze formate dalla reazione: due gassose e un residuo solido.
2. Determinate per via sperimentale la percentuale di residuo rispetto al bicarbonato iniziale.
3 Sulla sostanza residua e sulla sostanza prima della decomposizione effettuate i seguenti test per accertarne la diversa natura:
a) reazione con soluzione di fenolftaleina (incolore -> fucsia anche con basi di media forza)
b) reazione con soluzione di timolftaleina (incolore ->blu solo con basi forti)
4. Sulla base dell'equazione di reazione bilanciata determinate la percentuale teorica del residuo rispetto al bicarbonato di sodio iniziale e confrontate questo dato con quello effettivamente ottenuto dalla decomposizione.
CONOSCENZE RILEVANTI CHE SI HANNO PRIMA DI EFFETTUARE L'ESPERIMENTO!!!!!!
Il bicarbonato di sodio è una sostanza bianca, una volta decomposta, il residuo solido è anch' esso bianco, ma è di meno rispetto al bicarbonato perché l' acqua e l' anidride carbonica sono evaporati.
l' anidride carbonica emessa dalla decomposizione del bicarbonato è acida.
La fenolftaleina reagisce diventando fucsia anche con le basi di media forza.
La timolftelaina reagisce diventando blu solo con le basi forti.
Si riconosce che la decomposizione ha finito solo quando si pesa la capsula di porcellana durante la reazione due volte a distanza di cinque minuti e il peso non cambia.
IDEE 1
Pesare il bicarbonato di sodio, effettuare la decomposizione e pesare il residuo solido rimasto, fare la proporzione tra il bicarbonato e il carbonato rimasto e fare il calcolo in percentuale.
IDEE 2
Effettuata la decomposizione riconoscere le sostanze formate dalla reazione, raccogliere il residuo solido e fare i test con la fenolftaleina e la timolftaleina sul residuo e sul bicarbonato per confermare se sono basi forti o basi medie.
ABBOZZO DI PIANO DI LAVORO A BLOCCHI 1
Pesata --> decomposizione --> pesata residuo --> calcolo percentuale.
ABBOZZO PIANO DI LAVORO A BLOCCHI 2
Decomposizione --> riconoscimento sostanze --> raccolta residuo solido --> test residuo solido e bicarbonato iniziale.
DATI IN INGRESSO E OSSERVAZIONI
Peso capsula porcellana = 23,04g.
Peso capsula porcellana con bicarbonato = 25,04g.
Peso capsula porcellana con carbonato = 24,28g.
Peso bicarbonato = 2g.
Peso carbonato = 1,24g.
Il B.T.B. a contatto con il gas della decomposizione è diventato giallo, è presente anidride carbonica oltre all' acqua vista dalla condenza su un vetrino messo sopra la capsula.
Il bicarbonato con la fenolftaleina è diventato rosa e con la timolftaleina è diventato azzurrino, è quindi una base di media forza.
Il carbonato con la fenolftaleina è diventato rosa e con la timolftaleina è diventato blu, quindi è una base forte.
ELABORAZIONI, INTERPRETAZIONI
2NaHCO3 --> Na2CO3 + CO2 + H2O
2 * (84) (106)
peso formula 2 pesi formula
2g:168=xg:106
x=(106*2)/68=1.26g
IL residuo di carbonato teorico su 2g di bicarbonato iniziale è di 1,26g.
Il residuo di carbonato sperimentale su 2g di bicarbonato iniziale è 1,24g.
La percentuale teorica di residuo rispetto al bicarbonato è:(106/168) * 100 = 63,1%
La percentuale sperimentale di residuo rispetto al bicarbonato è: (1,24/2) * 100=62%
Quando il bicarbonato si decomponeva, tra le due sostanze gassose era presente il vapore acqueo perchè questo a contatto con un vetrino freddo ha fatto condensa e l' anidride carbonica perchè il B.T.B. a contatto con questa è diventato giallo perchè l' anidride carbonica è acida.
Il residuo solido del bicarbonato di sodio è il carbonato di sodio.
Il bicarbonato di sodio è di basicità medio-forte perché con la fenolftaleina è diventato rosa e invece con la timolftaleina è diventato azzurrino.
Il carbonato di sodio è una base forte perché con la fenolftaleina è diventato rosa e con la timolftaleina è diventato blu.
DOMANDE & RISPOSTE
- Perché il bicarbonato di sodio diminuisce di peso quando viene riscaldato?
Risposta: diminuisce di peso perché si decompone in tre sostanze; carbonato di sodio, acqua, anidride carbonica, di cui solo una solida.
- Perché è impossibile farlo diminuire di peso ulteriormente, anche se lo si riscalda per ore?
Risposta: perché il bicarbonato ha finito la sua decomposizione e non si decompone più.
- Cosa succede al bicarbonato come conseguenza del riscaldamento?
Risposta: si decompone in tre sostanze, due gassose, l' anidride carbonica e l' acqua, e una solida, il carbonato di sodio, bianco.
- Quali evidenze sperimentali ci sono a riprova della risposta data alla precedente domanda?
Risposta: il peso del residuo solido è minore rispetto al bicarbonato iniziale. + il comportamento è più basico.
- Quali sono le prove sperimentali che una delle sostanze gassose formate nella reazione sia CO2?
Risposta: Il B.T.B. a contatto con il gas della decomposizione è diventato giallo, segno che il gas è acido, dato dalla presenza di anidride carbonica.
- Anche SO2 (anidride solforosa) è un gas acido, Come potete escludere che si sia formato tale gas?
Risposta: perché il bicarbonato (2NaHCO3) si decompone in carbonato, anidride carbonica e acqua (Na2CO3 + CO2 + H2O).
- Il bicarbonato di sodio contiene la sostanza acqua e la sostanza CO2?
Risposta: no.
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