10 in Chimica

Liceo Scientifico “G.B. Scorza” di Cosenza

PON C-4-FSE-2009-74

Anno 2009/2010

Dirigente Scolastico

Prof. Rodolfo Luciani

Esperto esterno:

Prof. Andrea Checchetti

Tutor:

Prof.ssa Concetta De

Simone

10 in Chimica

10 in Chimica Anno 2009/2010

L i c e o S c i e n t i f i c o “ G . B . S c o r z a ” C o s e n z a

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Liceo Scientifico “Scorza” di Cosenza

PON C-4-FSE-2009-74

Dirigente Scolastico Prof. Rodolfo Luciani

Esperto esterno: Prof. Andrea Checchetti

Tutor: Prof.ssa Concetta De Simone

I corsisti:

Algieri Natale Pagliaro Manuela Barbarossa Annalisa Pantisano Alessandra Ciardullo Maria Letizia Panza Andrea Cosentino Serena Santoro Fabio Cozza Concetta Scarpino Alfonso D'Agostino Marianna Siciliani Francesca Gallo Manuela Soriano Elvira Gallo Marta Venneri Debora Grandinetti Francesco Zuccarelli Eleonora Imbrogno Vanessa Kaljca Dejan Ligotti Carmela Liuzzi Leonardo Naccarato Veronica

10 in Chimica



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Introduzione



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Introduzione

La didattica laboratoriale è stata al centro di questo progetto PON rivolto alle eccellenze del Liceo Scientifico “G.B. Scorza” di Cosenza. Il progetto ha riguardato l’Analisi chimica e si è ritenuto opportuno sviluppare, tanto sul versante teorico quanto su quello pratico, l’insegnamento delle conoscenze e tecniche di base, in modo specifico, così da concentrare l’attenzione dei corsisti ed evitare di distrarli sui molteplici aspetti e punti di vista che inevitabilmente la materia trattata comporta. L’insieme delle principali conoscenze stechiometriche di base e la padronanza dei concetti relativi ha permesso di gestire l’aspetto teorico delle metodiche analitiche quantitative scelte. In ogni caso è stato affrontato il tema certamente complesso dell’equilibrio chimico selezionando a questo proposito le tre classi di reazioni più comuni trattate in un corso di Chimica generale:

1. Le reazioni acido-base 2. Le reazioni di precipitazione 3. Le reazioni redox

Per la valutazione dei risultati raggiunti dagli studenti è opportuno richiamare l’articolazione delle conoscenze trattate:

1. Stechiometria elementare 2. Operazioni di base dell’analisi chimica 3. Analisi gravimetrica 4. Analisi volumetrica 5. Equilibrio chimico 6. Equilibri di solubilità 7. Equilibrio acido-base 8. Analisi volumetrica di ossido-riduzione

Infine è importante ricordare che le attività di laboratorio sono state valutate relativamente a:

1. Conoscenze di base dei principi analitici e dei relativi calcoli stechiometrici

2. Capacità organizzativa dei corsisti nel progettare e realizzare un’analisi 3. Capacità di registrare i dati sperimentali ottenuti dall’esperimento



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4. Validità dei risultati ottenuti

L’obiettivo finale richiesto è stato quello di realizzare dei diagrammi di Gowin per ognuna delle esperienze di laboratorio.

L’insieme delle prove ha stimolato l’interesse e la partecipazione degli studenti trattando argomenti che possono considerarsi sicuramente un approfondimento dei contenuti curriculari, ma allo stesso tempo l’indispensabile legame per avviare un confronto con situazioni reali, ampliando così il loro orizzonte culturale.

Il livello di conoscenze, competenze e abilità, acquisite dai corsisti, è stato monitorato attraverso un testo d’ingresso, una prova in itinere e una prova finale, gli esiti della quale hanno evidenziato il rafforzamento delle abilità, il conseguimento dei saperi e le competenze previste. I corsisti si sono mostrati soddisfatti dell’esperienza maturata durante il corso, partecipando al dialogo educativo, e, opportunamente guidati, realizzando tutta la serie di esperimenti proposti per ogni tematica.

Per la realizzazione del progetto sono state utilizzate le seguenti metodologie: - presentazione dell’attività laboratoriale - cooperative learning - problem solving

Sono stati raggiunti i seguenti risultati:

• Conoscenza delle specifiche procedure di laboratorio • Consapevolezza dei propri punti di forza e di debolezza • Capacità di gestire le relazioni di gruppo

Si ringrazia la Scuola, il Dirigente Scolastico, prof. Rodolfo Luciani, il tutor, la prof.ssa Concetta De Simone, per la collaborazione dimostrata per tutta la durata del corso.

Cosenza 22/12/2009 Prof. Andrea Checchetti



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Il Progetto



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Analisi Chimica di base

Competenze

• Conoscere la legge della conservazione della massa • Conoscere gli acidi e le basi • Conoscere gli ossidanti e i riducenti • Conoscere la solubilità • Conoscere le definizioni delle concentrazioni • Comprendere quando avviene una reazione chimica mediante la

formazione di un solido, il cambio di colore, un’effervescenza, un aumento o diminuzione della temperatura

• Conoscere l’equilibrio chimico

1. Stechiometria elementare

Attività di laboratorio

• Rapporti stechiometrici in una reazione, quantità di reazioni e suo uso nel definire le quantità di reagenti e prodotti di una reazione, reagenti in eccesso e in difetto

• Espressioni delle concentrazione di una soluzione • Mescolamento di soluzioni e variazioni di concentrazioni

2. Preparazione di soluzioni • Preparazione di una soluzione di un solido a titolo approssimato • Preparazione di una soluzione standard • Preparazione di una soluzione per diluizione

3. Reazioni di precipitazione • Soluzioni sature, solubilità, prodotto di solubilità • Reazioni di precipitazioni e completezza della reazione • Composizione della soluzione dopo il mescolamento di soluzioni

con formazione di precipitato • Applicazioni analitiche

4. Comportamento degli indicatori acido base • Preparazione di soluzione di indicatori • Studio del comportamento di alcuni indicatori • Conoscere le caratteristiche e le modalità d’uso degli indicatori

acido-base • Saper scegliere l’indicatore adatto a una data titolazione



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5. Titolazioni di soluzioni acide • Condizioni necessarie per condurre una titolazione acido-base • Curve di titolazioni • Determinazione di una curva di titolazione acido forte-base forte.

6. Soluzioni tampone • saper riconoscere un sistema tampone • Saper calcolare le variazioni di pH di un sistema tampone • Applicazioni analitiche

7. Introduzione agli stati di ossidazione degli elementi • Valutazione del potere riducente ed ossidante di una specie

chimiche • I principali tipi di analiti determinabili mediante titolazioni redox • Applicazioni analitiche

Fasi del progetto:

1. Presentazione del progetto e somministrazione di un test d’ingresso 2. Discussione guidata sugli argomenti scelti per il corso 3. Attività laboratoriale 4. Analisi delle prove effettuate e raccolta dei dati 5. Verifica finale

Metodologie

1. Presentazione dell’attività laboratoriale

:

2. Cooperative learning 3. Problem solving



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La didattica laboratoriale



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E’ facilmente constatabile che nelle scuole del nostro territorio non ci sia una concreta pratica di laboratorio che consenta agli studenti di essere protagonisti attivi del loro saper fare. Allo stesso tempo l’insegnamento-apprendimento delle scienze ha sicuramente toccato un punto molto basso della scala dei valori della scuola. Al di là delle carenze di risorse, è l’organizzazione complessiva del sistema scolastico in quanto a spazi, tempi e preparazione degli insegnanti che andrebbero rivisti e riformati.

I risultati degli ultimi rapporti OCSE-PISA dei nostri studenti dimostrano quanto i modelli di trasmissione del sapere scientifico non siano più sufficienti e quanto sia impellente mettere in campo nuove pratiche, nuovi modelli, nuovi curricoli della conoscenza scientifica e tecnologica a partire dalla scuola dell’obbligo.

La messa in opera di questo progetto PON del Liceo Scientifico “G.B. Scorza” di Cosenza ha centrato una serie di obiettivi fondamentali per stimolare il rapporto che ogni studente instaura con il sapere scientifico al fine di valorizzare il laboratorio come il luogo senza il quale non c’è apprendimento, lo spazio nel quale lo studente è in grado di scoprire e costruire la propria visione del mondo e della realtà che lo circonda.

In questa direzione si è cercato nell’ambito del progetto di far incontrare due visioni di concepire il laboratorio: da un lato come spazio-tempo di verifica delle leggi, officina per acquisire abilità del misurare e dall’altro come terreno fertile per sviluppare un pensiero critico, capace di fondere le abilità manuali con quelle mentali per creare le giuste sinergie tra il pensare e l’agire, in modo da condividere teorie e concetti con l’elaborazione e il procedere sperimentale.

La didattica laboratoriale costituisce dunque uno strumento di forte innovazione che il Piano ISS ha introdotto nella filiera formativa che va dalla scuola primaria alla scuola secondaria di secondo grado.

Utilizzare la didattica laboratoriale significa guidare processi di auto-apprendimento quali l’analisi, l’osservazione, il confronto, la ricerca di diversi itinerari possibili nella soluzione di un problema che consentono così agli studenti di diventare i protagonisti, attori di un processo in cui



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acquisiscono competenze. In quest’ottica l’attività di laboratorio promuove la discussione, la riflessione, il ragionamento.

Scienze e laboratorio dunque come momento d’incontro per apprendere insieme le strategie necessarie, gli strumenti utili per risolvere un problema.



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I diagrammi di Gowin



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DIAGRAMMA DI GOWIN

Il metodo del diagramma di Gowin è uno strumento didattico elaborato in ambito cognitivista, allo scopo di favorire l’apprendimento e di consentire una verifica dei livelli di comprensione e di rielaborazione raggiunti dallo studente. Come tutte le metodologie di ispirazione cognitivista, non si tratta di un procedimento meccanico e chiuso; esso però risulta realmente efficace soltanto se inserito in uno stile di lavoro che privilegi la rielaborazione attiva da parte dello studente. Gli studenti apprendono rielaborando informazioni e conoscenze con la tecnica del problem solving. Posti di fronte al problema, cercano di utilizzare le conoscenze in loro possesso per risolverlo. Il problema può essere di diversi tipi: dimostrare un teorema, comprendere una lezione, produrre un testo, eseguire un’esercitazione di laboratorio .... . In ogni caso, si assiste ad un tentativo di rielaborazione della conoscenza condotto attraverso strategie conosciute e il docente non ha la funzione di generatore di apprendimento, ma sempre quella di facilitatore.

L'apprendimento è dunque, in una prospettiva cognitivista, un processo costruttivo durante il quale lo studente assimila nuovi "materiali cognitivi" , familiarizza con essi e procede a ristrutturare in modo più o meno approfondito il proprio sistema cognitivo. Lo studente viene inoltre aiutato dal docente ad osservare e a controllare le proprie modalità di apprendimento, confrontandole con quelle di altri e localizzando i punti deboli nel complesso di strategie a sua disposizione. Da ciò ha origine un lavoro che conduce assai spesso a sensibili miglioramenti nelle prestazioni cognitive, e sempre ad una migliore consapevolezza di sé. Il docente viene percepito non tanto come un dispensatore di conoscenze da replicare meccanicamente, ma come un collaboratore nel processo di rielaborazione cognitiva.

Sono molteplici i modi attraverso i quali il docente può stimolare la rielaborazione personale, "attiva", da parte dello studente. Il principio è sempre lo stesso: un problema, di qualsiasi natura, non è un abisso che il



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docente debba affrettarsi a colmare, ma una risorsa da utilizzare per l'apprendimento. Questo vale anche per i problemi più semplici e all'apparenza più banali.

In generale, lo studente si abitui a non vedere nell'insegnante il solutore dei suoi problemi, ma il collaboratore alla ricerca della soluzione. Lo spiegare e rispiegare, in termini sempre più "semplici", gli stessi concetti, fa dell'insegnante un protagonista infelice, che finisce per seguire la strada più lunga e meno produttiva – alla fine, in qualche modo, lo studente dovrà pure arrivare alla comprensione da sé. Occorre rovesciare l'atteggiamento di attesa passiva e promuovere (con fiducia, mai in maniera aggressiva) l’elaborazione personale. Dunque: fare molte domande, far sentire gli studenti continuamente interpellati; fermarsi a metà di un'argomentazione e fare trarre agli studenti le conclusioni; fare rielaborare dagli studenti paragrafi o lezioni frontali, mediante l'uso, p.es. di mappe concettuali; fare analizzare casi concreti con l’uso dei diagrammi di Gowin.

Il diagramma di Gowin è stato proposto, negli USA negli anni 80, per aiutare a riflettere su come si impara e su come si costruisce la scienza ed è stato generalizzato ad altri campi e a tutti i livelli scolastici. Si tratta di uno strumento utile per capire la struttura della conoscenza e il processo della sua costruzione.

”Il lato sinistro del diagramma è quello del’elaborazione del pensiero e il lato destro è quello della programmazione dell’azione. La V segnala, con la sua forma a punta, gli eventi o gli oggetti che stanno alla radice di tutta la produzione del sapere ed è fondamentale che gli studenti abbiano ben chiaro su che cosa stanno sperimentando. Il diagramma costringe in qualche modo a riconoscere l’effetto reciproco tra il sapere disciplinare costruito attraverso il tempo e la conoscenza che quella specifica indagine, in quel momento e in quella situazione, permette di costruire.”



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Teoria

I principi generali che guidano l’indagine e spiegano perché

gli eventi o gli oggetti manifestano ciò che è

osservato

Asserzioni di conoscenza

Sono le risposte alle domande focali e rappresentano delle interpretazioni logiche delle

registrazioni e dell’elaborazioni dei dati da

esse ricavati

Domanda focale

Domande che servono a far convergere l’indagine sugli eventi o gli oggetti studiati

Elaborazione

Tabelle, grafici, mappe concettuali, statistiche e altre forme di organizzazione

delle registrazioni

Progettazione dell’esperimento

Descrizione del materiale necessario durante la sperimentazione e delle modalità di esecuzione

Concetti

Sono le rappresentazioni degli eventi definiti con parole

chiave

Principi

Affermazioni di relazioni tra concetti che spiegano come si

può prevedere che appaiano o si

comportino gli eventi o gli oggetti

DIAGRAMMA A V

(Scoprire la struttura e il significato della conoscenza)

VERSANTE CONCETTUALE VERSANTE METODOLOGICO

(Pensiero) (Azione)



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CHE COSA È

Il diagramma a V è uno strumento euristico. E' stato concepito per aiutare studenti ed insegnanti a chiarire a se stessi la natura e lo scopo delle attività sviluppate.

A CHE COSA SERVE

Per chi impara:

• visualizzare i nessi tra la fase sperimentale della ricerca e la fase analitico-cognitiva

• visualizzare la natura dei concetti • esplicitare le relazioni tra essi • rappresentare graficamente le conoscenze. • favorisce quindi la metacognizione.

Per chi insegna:

• valutare il livello di concettualizzazione • far emergere la struttura cognitiva di costruzione della conoscenza.

Il diagramma ha l'obiettivo di mettere in relazione le teorie generali con il percorso sperimentale che si sta attuando.



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COME SI USA

Gowin prevedeva 5 domande di base per la costruzione del diagramma:

1. qual è la domanda di partenza 2. quali sono i concetti chiave 3. quali metodi si utilizzano per cercare la risposta 4. quali sono le asserzioni di conoscenza a cui si arriva 5. quali sono le asserzioni di valore

Dopo aver definito eventi e domande, si inizia dal lato destro in basso della V procedendo nel verso della freccia riportata in figura.

1. Vengono definiti gli eventi (qualunque cosa accade o possa esser fatta accadere), e gli oggetti (qualunque cosa sia possibile osservare) da osservare e si trascrivono sul vertice della V

2. Si individua la domanda focale che contiene la tesi da dimostrare o l’ipotesi da verificare; si introduce l'idea della registrazione dei dati

3. Si procede alla raccolta dei dati relativi all’evento prodotto e/o osservato; in questa fase avviene la sola trascrizione delle informazioni quanti-qualitative rilevate

4. definire i concetti (una "regolarità", un insieme di caratteristiche costanti riscontrata negli eventi o negli oggetti e designata con un nome)

5. si elaborano i dati operando confronti , individuando costanti e variabili, e ogni altra operazione che sia connessa con la domanda focale

6. dai risultati delle elaborazioni si formulano le asserzioni di conoscenza (le risposte alle domande da cui siamo partiti)

7. vengono riportati i concetti incontrati durante tutto la fase sperimentale 8. si passa all’inserimento dei principi (le relazioni di significato tra due o

più concetti che guidano la nostra comprensione di ciò che accade negli eventi studiati) e teorie (relazioni tra concetti che organizzano i concetti



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ed i principi in modo da descrivere i fenomeni e le asserzioni di conoscenza). I principi ci dicono il come e le teorie il perché

9. si inseriscono infine le asserzioni di valore che conducono alla esplicitazione delle visioni del mondo, la filosofia di riferimento che orienta la ricerca della risposta alla domanda.



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Preparazioni di soluzioni

Come si preparano le

soluzioni?

ProcedimentoPer una soluzione di un solido:•Pesare una determinata quantità diNaOH e porre in un becher•Riempire un cilindro graduato di unvolume determinato di acqua•Versare l’acqua in un becher•Agitare facendo attenzione con unabacchetta di vetroPer una soluzione per diluizione:(HCl 0.1 M, CH3COOH 0.1 M)•Riempire un cilindro graduato diacqua•Versarla in un becker•Prelevare un volume calcolato disoluto con la pipetta graduata eversarlo nel becher

Materiali e metodiNaOH in pastiglieCH₃COOH al 96% HCl 37%H ₂O di grado analitico

Materiali e apparecchiature utilizzati :Spatole , pipette graduate da 10 ml, cilindri graduatiBottiglie di vetro, bilancia analitica, vetrini, becher. .

Elaborazione : Per la preparazione della soluzione di HCl 100 ml 0.1 M da HCl 37% (p/p) a densità nota occorre prelevare un’aliquota dopo aver calcolato la M di tale soluzione.(100 ml * 0.1 M)/M = ml da prelevare

Concetti Concentrazione : è il parametro numerico che caratterizza la soluzione . Molarità: indica il numero delle moli di soluto disciolte in 1 l di soluzione .Densità: è definita come il rapporto tra la massa del corpo e il suo volume .

TeoriaEsistono diversi modi di esprimere il titolo di una soluzione Percentuale m/m ; molarità; normalità, molalità ecc. .

Asserzioni di conoscenza Per la preparazione ènecessario conoscere ladefinizione di soluzione: ladispersione omogenea , indiversi rapporti , di due opiù specie chimiche chenon possono esseredistinguibili visivamente.



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Reazioni di precipitazione

Procedimento•Preparare delle soluzioni dei sali divisi in due gruppi•Gruppo A: AgNO3 0,1 M; Pb(NO₃)₂ 0,1 M; CuCl2

0,2 M.•Secondo gruppo: KCl 0,1 M; NaOH 1M; HCl 6 M.•Introdurre in una serie di provette 2 ml di ogni sale del gruppo A.•Aggiungere alcune gocce delle soluzioni del gruppo B

Dati emersiDalla reazione tra sali siosservano i precipitati.L’aspetto dei precipitati èdiverso, in alcuni casi èfioccoso in altri cristallino

REAZIONI PRECIPITATI

Pb(NO₃)₂ + HCl --- >PbCl₂ + HNO₃

Colore bianco e cristallino

Ag(NO₃)₂ + KCl ---> AgCl + KNO3

Colore bianco efioccoso

Pb(NO₃)₂ +NaOH --->Pb(OH)₂ + NaNO₃

Colore bianco e cristallino

CuCl₂ + NaOH ---> Cu(OH)₂ + NaCl

Colore verde e fioccoso

Elaborazione

Asserzioni di conoscenza

Concetti Equilibri di precipitazione, prodotto di solubilitàAspetto e colore dei precipitati

I sali poco solubili sonogovernati da un equilibrio diprecipitazione. La Kps cipermette di calcolare lasolubilità dei saliL'espressione della Kpscomporta che in una soluzionein cui:Il prodotto ionico è inferiore alla Kps, non si depositerà corpo di fondo. Il prodotto ionico è superiore alla Kps, si depositerà corpo di fondo. Il prodotto ionico è uguale alla Kps, la soluzione è all'equilibrio (soluzione satura)

I sali possono dissociarsicompletamente in acquasolubilizzandosi, mentre altrisono pochi solubili. Quest’ultimiquando sono ottenuti da unareazione si separano dallasoluzione precipitando

Teoria

In quali casisi ottengonoprecipitati?



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Indicatori acido-base

Procedimento•Preparazione di 50 ml di una soluzione diHCl 1M;•Diluizione progressiva di un campione dellasoluzione madre con acqua distillata;•Disposizione delle 4 provette preparatesecondo un ordine decrescente per valore diconcentrazione;•Aggiunta di circa 5 gocce di fenolftaleina persoluzione.

Dati emersiDall’esperimento èemerso che più lasoluzione è concentratapiù intenso è il coloreche la fenolftaleina faassumere alla stessa

L’indicatore di PH è uncolorante in grado dimodificare il suo colore asecondo dell’ambientechimico in cui si trova,passando dal colore A(della forma acida nondissociata ) al colore B(della forma basicadissociata).

pH M Colore

1 0,1M RossoIntenso

2 0,01M Rosso

3 0,001M Rosa

4 0,0001M Rosa Pallido

Elaborazione

ConcettiIl pH varia in funzione dellamolarità della soluzione.

PrincipiL'intervallo di pH o diconcentrazione ionica in cuil'indicatore agisce è detto“campo di viraggiodell'indicatore”

Teoria•Diluizione: processosecondo cui all’aumentodi volume corrispondeuna diminuzione diconcentrazione molaredella soluzione.•pH: scala di misuradell’acidità di unasoluzione acquosa.Assume valori compresitra 0 (acido forte) e 14(base forte). E’ definitocome pH = -log10[H3O+]

Asserzioni di conoscenzaQualefunzionesvolgonogliindicatori?



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Determinazione del grado di acidità di un aceto commerciale

Asserzione di conoscenzaL’acidità totale dell’aceto è determinata mediante titolazione con NaOH. Si tratta di una titolazione acido debole-base forte per cui il pH al punto di equivalenza è debolmente basico. Per cogliere il punto di equivalenza è stata scelta la fenolftaleina come indicatore

TeoriaPer legge l’acidità dell’aceto commerciale (costituita essenzialmente da acido acetico, ma anche in piccola parte sa altri acidi come l’acido tartarico) non deve essere inferiore al 6% (p/V) espressa come se fosse dovuta esclusivamente all’acido acetico. Ciò corrisponde in pratica a 60 g/L di CH3COOH

Procedimento•Calcolare il volume di aceto che occorre prelevare per una singola determinazione in base ai dati riportati sull’etichetta del prodotto da analizzare e alla concentrazione del titolante•Predisporre la buretta con la soluzione di NaOH•Prelevare il volume da aceto , trasferirlo in una beuta ed eventualmente diluirlo•Aggiungere la fenolftaleina come indicatore•Titolare fino al viraggio•Ripetere la titolazione almeno tre volte

Materiali e sostanze•Soluzione di NaOH 0.1 M a titolo noto•Soluzione di fenolftaleina•acqua

Strumenti•Buretta da 25 ml•Beuta da 250 ml•Pipetta graduata da 10 ml•Bacchetta di vetro

ElaborazioneCostruzione della curva di titolazione (in allegato tabella e grafico)



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V (ml) pH ∆pH/∆V

0 3,21 0,26 1 3,47 0,19

3,3 3,9 0,2 4,1 4,06 0,1

5 4,15 0,1 6 4,25 0,1 7 4,35 0,1 8 4,45 0,07 9 4,52 0,07

10 4,59 0,06 11 4,65 0,09 12 4,74 0,07 13 4,81 0,08 15 4,97 0,09 16 5,06 0,08 17 5,14 0,09 18 5,23 0,11 19 5,34 0,13 20 5,47 0,16 21 5,63 0,22 22 5,85 0,37 23 6,22 0,98

23,5 6,71 2,86 24 8,14 4,1

24,1 8,55 6,7 24,2 9,22 1,69

25 10,57 0,48 26 11,05 0,2 27 11,25 0,13 28 11,38 0,09 29 11,47 0,12 30 11,59 0,39

Tabella 1. Valori del volume di titolante, del pH e del rapporto incrementale ∆ph/∆V



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Fig.1 Andamento del pH al variare del volume di titolante OH- aggiunto

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35

pH

V (ml)

Titolazione aceto commercialeTitolazione aceto commerciale



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Fig.2 Andamento del rapporto incrementale ∆pH/∆V in funzione del volume di titolante aggiunto

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

∆pH/∆V

V (ml)

Metodo della derivata primaMetodo della derivata prima



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Gli stati di ossidazione degli elementi

Materiale e Sostanze•Provette•Contagocce•Pipetta graduata o cilindro graduato •Bacchette di vetro • becher•Bilancia di precisione

Procedimento•Preparare sei provette contrassegnate dai valori+2, +3, +4, +5, +7 .•Contrassegnare con un pennarello il vetro dellaprovetta con un segno corrispondente a unvolume di 4-5ml di acqua•Eseguire i saggi relativi alla formazione di unparticolare stato di ossidazione

Elaborazione

Asserzione di conoscenzeIl manganese è un metallo ditransizione e pertanto puòassumere diversi stati diossidazione. Partendo da +2subisce una serie di ossidazionifino ad arrivare a +7

TeoriaUna reazione redox èrappresentabileattraverso processiconcomitanti ciascunodei quali viene dettosemireazione: unariduzione e unaossidazione; inciascuna reazione sonocoinvolti due diversistati di ossidazione diun elemento

ConcettiCarica formale, numerodi ossidazione, reazioneredox.

Può uno stesso elemento assumere stati di ossidazione

diversi?

•Fe2SO4•NaCl•H2O2•KI•NaOHH2SO4KMnO4

n.o. Mn Descrizione

+2 È la soluzione di MnSO4

+3 Versare 5ml di MnSO4 e 2ml di H2SO4 aggiungere la soluzione di KMnO4 finché assume un colore rossastro

+4 Versare 5ml di MnSO4 e 2 gocce di KMnO4 si forma una sospensione marrone

+5 Versare 5ml di soluzione di KMnO4 e NaOH la colorazione assume un colore blu

+7 È il permanganato MnO4-

viola



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Determinazione del titolo dell’acqua ossigenata

Asserzioni di conoscenzaLa concentrazione di unasoluzione di H2O2 è determinataper mezzo di una titolazione conKMnO4 secondo la seguentereazione:2MnO4

- + 5H2O2 +6 H+ ---> 2 Mn+2 +5O2 +8 H2O

TeoriaL’acqua ossigenata operossido di idrogeno èpresente in commercio insoluzione acquose con untitolo ovvero unaconcentrazione espressocome % p/V di H2O2 ,oppure come volume di O2(misurato a condizioninormale) ottenuto da unvolume unitario disoluzione in seguito alladecomposizione delperossido

Elaborazione•Calcolare la media degli equivalenti di acqua ossigenata corrispondenti a 1 ml della soluzione commerciale•Esprimere la concentrazione in %p/V, confrontando il risultato con il valore riportato sull’etichetta.

Procedimento•Prelevare con la pipetta 10 ml di acqua ossigenata commerciale e portarli a volume in un matraccio di 250 ml•Predisporre la buretta con la soluzione di permanganato•Prelevare 25 ml di soluzione diluita e aggiungere 20 ml di soluzione di acido solforico misurati con il cilindro•Titolare fino a colorazione rosa persistente•Effettuare più titolazione ripetendo il procedimento descritto

Materiali e sostanze•Soluzioni di KMnO4 0.1 M a titolo noto•Soluzione di H2SO4 0.1 M•Acqua di grado analitico

Strumenti di lavoro•Pipette tarate da 10 e 20 ml•Beuta da 250•Buretta in vetro scuro da 25 ml•Matraccio da 250 ml•Cilindro graduato



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Bibliografia



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1. Ausubel D., Educazione e processi cognitivi, FrancoAngeli, Milano 1995 2. Comoglio M., Cardoso M. A., Insegnare e apprendere in gruppo: il cooperative learning, Roma, LAS, 1996 4. Frabboni F., Il Laboratorio, Laterza, Bari 2004 5. Guastavigna M., Graficamente, Carocci, Roma, 2007 6. Roletto E., La scuola dell’apprendimento, Trento, Erikson, 2005 7. Rubino C., Venzaghi I., Cozzi R., Stechio &Lab, Le basi dell’analisi chimica, Zanichelli Editore, Bologna 2001



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Indice analitico



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Introduzione pag. 3 Il progetto pag. 6 La didattica laboratoriale pag. 9 I diagrammi di Gowin pag. 13 Bibliografia pag. 28 Indice analitico pag. 30

10 in Chimica

Education

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