DIARIO DI BORDO

DOCENTE PIERA FERRARIO

SCUOLA MEDIA STATALE

“A. DE FERRARIIS”

GALATONE

MISCUGLI E SOLUZIONI

La trattazione di questo argomento è

avvenuta nell’ambito dello studio

dell’ acqua e

delle sue proprietà fisico - chimiche.

Sono stati analizzati i seguenti aspetti:

• Differenza tra miscugli eterogenei ed omogenei.

• Conservazione della massa .

• Separazione dei componenti di una soluzione.

• Soluzioni sature.

• Fattori che influenzano la solubilità dei soluti.

• Proprietà colligative di una soluzione.

Partendo dalla loro esperienza di vita

e dalle conoscenze pregresse

i ragazzi hanno risposto :

�“L’acqua non scioglie tutto”.

�L’acqua scioglie bene le sostanze liquide.

(il vino, l’aceto , l’olio …)

�“L’acqua scioglie più facilmente le sostanze

fini rispetto a quelle grosse.”

� il sale grosso non si scioglie come quello fino

� il latte non scioglie il cioccolato in pezzi ma

� solo quello in polvere …..

�“L’ acqua calda scioglie meglio di quella

fredda.”

� il latte caldo scioglie prima il nesquik

� il tè bollente scioglie lo zucchero più rapidamente

dalle osservazioni effettuate i ragazzi

dimostravano di intuire le relazioni esistenti tra

• temperatura e solubilità

• granulometria del materiale e solubilità.

•

Le loro affermazioni hanno fornito lo spunto

per avviare l ’indagine sperimentale

Ho messo a disposizione dei ragazzi dell’acqua

e varie sostanze: alcool, olio, vino, aceto

e ho proposto loro di verificare le loro ipotesi.

I ragazzi hanno miscelato

alcune sostanze in fase liquida

alcool, olio, aceto, vino

con acqua

ed altre in fase solida con acqua

sabbia, farina, sale fino, sale grosso,

zucchero, solfato di rame

per verificare

l’influenza della

temperatura sulla

Solubilità,

hanno riscaldato

in un becher dell’acqua

con sale grosso

Dall’osservazione delle miscele ottenute i

ragazzi hanno colto analogie e

differenze nel comportamento delle

varie sostanze

e le hanno riportate sul diario di bordo.

Il sale fino, il sale grosso, lo zucchero, l’ alcool denaturato, il solfato di rame,

si sciolgono completamente

lasciando l’acqua limpida o leggermente colorata

La sabbia e la farina non si sciolgono e

rimangono ben visibili.

il sale grosso si scioglie più lentamente

rispetto a quello fine

l’olio non si scioglie ma rimane in superficie

• Questa esperienza ha permesso ai ragazzi di confermare o smentire le ipotesi e di comprendere

• la differenza tra un miscuglio eterogeneo, soluzione, emulsione.

• il significato dei termini specifici quali soluto e solvente .

• L’ influenza della temperatura sulla velocità di solubilizzazione.

A conclusione dell’ attività i ragazzi hanno

riportato nel diario di bordo esperienze familiari collegate a quanto sperimentato.

Caterina ha detto che fa' una soluzione quando scioglie il bicarbonato nell’acqua.

Martina ha scritto che si fa' una soluzione quando si scioglie nell’acqua una bustina di medicinale e quando si sala l’acqua per cucinare.

OSSERVAZIONE QUANTITATIVA

LA CONSERVAZIONE DELLA MASSA NEI MISCUGLI E NELLE

SOLUZIONI

I ragazzi hanno preparato dei miscugli con 100 ml di solvente e 10 g di soluto

Pesando i miscugli ottenuti e riportando i dati in una tabella

• I ragazzi hanno preparato dei miscugli con 100 ml di solvente e 10 g di soluto

• pesando i miscugli ottenuti e riportando i dati in tabella

hanno verificato il principio di

conservazione delle masse.

Massa Soluto (g)

Massa Solvente (g)

Massa totale (g)

Acqua cloruro

sodio

10 g 100 g 110 g

Acqua alcool 10 g 100 g 110 g

Acqua olio 10 g 100 g 110 g

Acqua sabbia 10 g 100 g 110 g

SEPARAZIONE

DEI COMPONENTI DEI

MISCUGLI

I ragazzi hanno facilmente intuito che

potevano separare i componenti dei

miscugli attraverso semplici procedure

quali

• la sedimentazione

• la filtrazione

• la decantazione del miscuglio.

Con l’uso di un becher

e di un colino hanno

separato e recuperato

la sabbia già sedimentata

sul fondo del recipiente .

Per filtrazione, utilizzando

carta da filtro appoggiata

su un imbuto, inserito in un

cilindro graduato, hanno

recuperato la farina

in sospensione .

Comprendere se e come è possibile separare i

componenti delle soluzioni è stato meno

immediato.

• La maggior parte degli alunni riteneva di non

poter effettuare la separazione.

• Alcuni pensavano di riuscirci ricorrendo ai

metodi meccanici utilizzati in precedenza .

• Solo un’ alunna ha intuito che attraverso

l’evaporazione dell’acqua avrebbe potuto

separare il cloruro di sodio.

Leidy ha motivato la sua risposta individuando

un‘analogia tra la situazione esaminata e

l’ evaporazione dell’ acqua di una pozzanghera

che lascia il fango sul fondo.

Con l’ausilio di un fornellino elettrico,

si è proceduto all’ evaporazione

dell’ acqua ottenendo la cristallizzazione

del sale.

Durante lo svolgimento dell’esperienza

Luca ha osservato che questo stesso fenomeno è

visibile in natura

sui litorali

rocciosi dove l’acqua

del mare evaporando

deposita il sale

sul fondo delle

conche .

Tonio ha ricordato che dopo un bagno in mare,

quando ci asciughiamo,rimangono delle

tracce di sale sulla

nostra pelle e

sul costume.

I ragazzi grazie alle esperienze effettuate hanno

compreso che

• è possibile recuperare i componenti di un

miscuglio eterogeneo utilizzando metodi

meccanici.

• è possibile recuperare i componenti di una

soluzione attraverso i passaggi di stato.

• Il fenomeno esaminato si chiama

cristallizzazione del sale.

SOLUZIONI SATURE

CONCENTRAZIONE DI UNA SOLUZIONE

• La maggior parte dei ragazzi ha risposto che si può sciogliere tutto il sale aggiunto, continuando a mescolare la soluzione.

• Altri non erano del tutto convinti di questa possibilità.

Li ho invitati a verificare le loro ipotesi.

I ragazzi partendo dalla soluzione contenente

100 g di H2O e 10 g di NaCl

hanno aggiunto quantità note di sale

mescolando ogni volta fino al completo

scioglimento del soluto.

I dati relativi alle aggiunte sono stati riportati nella seguente tabella :

AGGIUNTE

MASSA SALE

MASSA SOLVENTE MASSA SALE/ MASSA

SOLVENTE

10 g 100 g 10g/100g

+ 5g 15 g 100 g 15g/100g

+ 5g 20 g 100 g 20g/100g

+ 5g 25 g 100 g 25g/100g

+3g 28 g 100 g 28g/100g

+3g 31 g 100 g 31g/100g

I ragazzi hanno potuto

osservare e verificare

che dopo ogni aggiunta

occorreva mescolare la

soluzione più a lungo

per sciogliere il soluto.

All’ultima aggiunta

quando la soluzione

conteneva 31 g di NaCl

nonostante il loro

impegno

è stato

impossibile sciogliere

completamente il sale

che si è depositato

sul fondo del becher.

Durante lo svolgimento dell’esperienza ho spiegato ai ragazzi che

• ad ogni aggiunta di sale la soluzione diventava più CONCENTRATA , rispetto a quella di

partenza più DILUITA.

• all’ultima aggiunta quando si forma il

CORPO DI FONDO la SOLUZIONE è SATURA.

• la CONCENTRAZIONE di una soluzione si indica come grammi di soluto in 100 g di soluzione.

• A conclusione dell’ attività i ragazzi hanno osservato che anche nella vita quotidiana si utilizzano soluzioni diluite, concentrate o sature .

• durante i pasti si possono fare

soluzioni diluite di acqua e vino.

• se si versa troppo zucchero nella

tazzina di caffè si fa una soluzione

concentrata.

• l’acqua del mare ha una concentrazione

di sali maggiore dell’acqua dei fiumi e

dei laghi.

• nella produzione dei liquori casalinghi

si fanno delle soluzioni sature di acqua

e zucchero.

INFLUENZA DELLA TEMPERATURA

SULLA SOLUBILITA’ DI UN SOLUTO

Ilaria basandosi su un’ esperienza di vita

quotidiana ha suggerito di scaldare la

soluzione.

L’alunna aveva infatti osservato che quando

la mamma prepara i liquori per sciogliere

grandi quantità di zucchero, riscalda l’ acqua.

Con l’ausilio

del fornellino

elettrico abbiamo

quindi scaldato la

soluzione fino a

far sciogliere

tutto il sale

Gli alunni grazie a questa esperienza hanno compreso che la temperatura della soluzione

influisce anche sulla solubilità del soluto.

PROPRIETA’COLLIGATIVE

DELLE SOLUZIONI

I ragazzi hanno

preparano una soluzione

con 150 ml di H2O e

25 g di Na Cl.

Riscaldandola sul fornello

elettrico hanno rilevato

la temperatura ad

intervalli di tempo

regolari.

Le misurazioni

effettuate sono

state riportate

nella seguente

tabella .

Dalla quale i

ragazzi hanno

costruito un

grafico.

l

TEMPO TEMPERATURA

1’ 35°

2’ 60°

3’ 90°

4’ 104°

5’ 105°

6’ 105°

7’ 105°

8’ 105°

9’ 105°

10’ 106°

11’ 107°

12’ 109°

13’ 109°

14’ 111°

15’ 112°

Questa esperienza ha permesso di verificare

• che l’ebollizione di una soluzione avviene ad una temperatura superiore a quella dell’acqua pura .

• che è necessario fornire più calore per ottenere il passaggio di stato.

• che dopo la sosta termica la temperatura della soluzione riprende nuovamente a salire perché la

soluzione diventa via via più concentrata.

La comprensione di questi fenomeni non è risultata semplice ed immediata per i ragazzi.

E’ seguita quindi una discussione guidata che ha consentito di richiamare conoscenze pregresse utili

alla loro comprensione.

• Risponde subito Andrea perché quando èandato in montagna il papà gli ha detto che serve ad evitare che si formi il ghiaccio.

Ma perché il sale evita la formazione del

ghiaccio?

• Luca ed altri comprendono che come la presenza del sale aumenta la temperatura di ebollizione dell’acqua così può modificare la temperatura di fusione del ghiaccio.

Decidiamo di provare.

• I ragazzi triturano due cubetti di ghiaccio e li pongono in un recipiente.

• Con un termometro misurano la temperatura

di fusione del ghiaccio essa è di 0°C.

• Successivamente aggiungono nel contenitore due cucchiaini di sale fino, miscelano il tutto e misurano la temperatura di fusione della soluzione

• i ragazzi rilevano un brusco abbassamento

della temperatura fino a – 13 °C.

- Con questa esperienza i ragazzi verificano che anche questa

volta la presenza del sale modifica la temperatura di fusione

del ghiaccio.

- Una soluzione salina fonde ad una temperatura molto

inferiore a quella dell’acqua pura pertanto la solidificazione di

una soluzione richiede la sottrazione di una maggiore

quantità di calore rispetto a quella del solvente puro.

- Il sale gettato sulle strade riduce il pericolo di formazione di

ghiaccio a temperature prossime allo zero.

Le misurazioni effettuate sono state riportate

nella seguente tabella dalla quale i ragazzi hanno

costruito un grafico.