atorio di chimica © Editore Mannarino · ESPERIENZE PER IL LABORATORIO DI CHIMICA. è un manuale...

2

Libro digitale Esperienze per il laboratorio di chimica ©

Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino

ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/espansione-online.html

(se il libro è adottato nella tua classe puoi accedere all'espansione online inoltrando la richiesta dal web)


Copyright ©

Prima edizione Novembre 2013

aggiornamenti: 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Il manuale Esperienze per il laboratorio di chimica edizione digitale

è

stata curata da: Franco Mannarino

-

Progetto grafico: Franco Mannarino

- Rilettura del testo: Franco Mannarino, Bruno Gribaudi, Mauro Corradi

- Illustrazioni ©

: Franco Mannarino

- Videoimpaginazione: Fabrizio Caruso

Hanno collaborato:

il prof. Bruno Gribaudi

docente di chimica per le esperienze sulla densità

dei gas, la legge di Graham, densità

e concentrazione di soluzioni, velocità

di reazione, acidità

del latte. Il prof. Carmelo Pescatore

docente di chimica per le esperienze sulla Pila Daniell, durezza

dell’acqua, idrolisi, titolazione potenziometrica, trasformazioni chimiche. Gianpiero Albano

per la rielaborazione grafica.

Ringraziamenti: alla professoressa Alessandra Mombelli, alla professoressa Maria Teresa

Campagna

e al prof. Ezio Mammoliti per la revisione e l’integrazione di alcuni argomenti; agli alunni delle classi prime e seconde dell’Istituto superiore “C. Marzoli”, sezione ITIS di Palazzolo sull’Oglio Brescia, e dell’I.T.I.S “Cossali “

di Orzinuovi, Brescia per alcune riprese fotografiche Questo libro rappresenta una prima esperienza sia per l’editore che per l’autore, considerato che la

realizzazione di un testo richiede particolare attenzione nei controlli ed è

molto difficile evitare completamente errori e imprecisioni, l’editore ringrazia sin da ora chi vorrà

segnalarli

Per la segnalazione o suggerimenti (nuove esperienze da inserire) scrivere a:

[email protected]

L ‘editore è

a disposizione degli aventi diritto con i quali non è

stato possibile comunicare per eventuali omissioni o inesattezze nella citazione della fonte dei brani o delle illustrazioni riprodotte nel presente volume

Sito Web http://www.editoremannarinonew.it [email protected]

I diritti di traduzione e riproduzione, totali o parziali anche ad uso interno o didattico con qualsiasi mezzo sono riservati per tutti i paesi è

vietata la riproduzione e la diffusione dei contenuti digitali.

Il file a risoluzione standard non è

stampabile e non si possono copiare parti dei contenuti può essere utilizzato solo a titolo personale fino alla data della scadenza.

Editore Mannarino FrancoContrada S. Chiara, 4 25122 Brescia http://www.editoremannarino.it

3


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino

ACCEDI ALL'ESPANSIONE ONLINE http://www.editoremannarinonew.it/espansione-online.html (se il libro èadottato nella tua classe puoi accedere all'espansione online inoltrando la richiesta dal web)


ESPERIENZE PER IL LABORATORIO DI CHIMICA

è

un manuale di laboratorio adatto a tutti gli istituti di scuole superiori dove è

prevista l’attività

di laboratorio di chimica.

SICUREZZA

In questa edizione digitale, la parte relativa alla sicurezza è

stata integrata con la nuova classificazione delle sostanze regolamento ce n.1272/200.

L’esigenza delle nuove normative di sicurezza, non consente di svolgere attività

di laboratorio che prevedono l’utilizzo di sostanze pericolose, sostanze tossiche, nocive con particolari effetti, mutagene, teratogene o addirittura cancerogene.

Il manuale dedica molto alla sicurezza, alla classificazione, alla manipolazione delle sostanze, al regolamento, alla valutazione dei rischi prima di affrontare l’attività

pratica e propone una serie di esperienze dove si utilizzano sostanze con scarsa pericolosità. Per ogni esperienza l’insegnante e gli alunni sono tenuti a valutare i rischi, che derivano dalla pericolosità

delle sostanze utilizzate e dal procedimento operativo. Questa parte risulta molto utile per l’insegnante, che ha la possibilità

di valutare con attenzione le proprie attività

pratiche e migliorarle abbassando i rischi (come previsto dalla normativa vigente), per gli alunni è

indispensabile per acquisire una manualità

corretta.

Per gli insegnanti e collaboratore tecnico vi sarà

la possibilità

di consultare la normativa specifica per i laboratori chimici, con la guida ( per il docente e il personale tecnico) allegata al manuale per il laboratorio, Norme di sicurezza e prevenzione degli infortuni nei laboratori chimici e normativa Valutazione del rischio chimico

La guida illustrerà

l’organizzazione del laboratorio e delle attività

didattiche in sicurezza, secondo la vigente normativa.

ARGOMENTI DI BASE

Importanti per affrontare le attività

di laboratorio e per potenziare la preparazione di base Regolamento, classificazione sostanze, materiale di laboratorio, strumenti, organizzazione del lavoro pratico, unità

di misura, cifre significative calcoli con notazione scientifica, arrotondamento, guida per la compilazione della relazione, con modello da fotocopiare per la trascrizione delle relazione

ESPERIENZE

Le esperienze di laboratorio sono numerose, adatte per un corso

di chimica generale completo, dalla densità

all’elettrochimica fino a cenni di preparativa organica, circa 60 esperienze più

quelle dimostrative. Tutte le esperienze sono spiegate per punti con l’ausilio di molte immagini,

ripercorrono il metodo proposto per la compilazione della relazione, e sono tutte ben collegate con l’argomento teorico trattato.

Il metodo sperimentale evidenzia l’accuratezza del dato sperimentale, sottolineando volta per volta l’errore commesso. Nella parte finale delle esperienze sono riportate le osservazioni e le conclusioni, nelle osservazioni

vengono riportate riflessioni sul procedimento operativo, punti

in cui si

possono commettere errori sperimentali di misura elencandone le cause, punti importanti in cui risulta dimostrato il concetto teorico; nelle conclusioni

si analizzano i risultati sperimentali ottenuti e si osserva se il concetto teorico risulta dimostrato, considerando l'errore sperimentale.

Per alcuni argomenti sono riportate pagine dedicate a spiegazioni teoriche e calcoli stechiometrici, esempio la mole, la concentrazione delle soluzioni, il calcolo del pH

nella parte finale sono riportate delle tabelle con dati e la preparazione di alcuni reattivi comunemente utilizzati nei laboratori chimici.

PER L’INSEGNANTE

4


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



L'espansione online

consente al docente di far svolgere allo studente approfondimenti ed esercizi riferite a specifiche pagine del libro.Per accedere alla parte digitale basta collegarsi al sito internet ed entrare nell'apposita pagina dedicata al laboratorio di chimica.

Questa espansione online, oltre a contenere esercizi e approfondimenti, ha una specifica sezione dedicata agli esperimenti da fare a casa; così

gli studenti più

appassionati avranno la possibilità

di far crescere il proprio interesse per la chimica.

Questo manuale, ricco di esperimenti, ti aiuterà

nello studio dei concetti fondamentali del corso di chimica.

Il laboratorio è

indispensabile per comprendere gli argomenti teorici di chimica, va affrontato con impegno e con la stretta osservanza delle regole dettate dall’insegnante.

Le esperienze di laboratorio proposte sono tante, tutte elaborate per punti con tante immagini e con gli accorgimenti necessari per ottenere risultati sperimentali accurati.

Per comprendere la metodica e per acquisire una corretta manualità

nel laboratorio di chimica bisogna studiare bene la prima parte del manuale, sicurezza, argomenti di base, e osservare alcune regole :

- Mai prendere iniziative personali “prima imparare poi eseguire”

-

Registrare sempre tutti i dati sperimentali sul proprio quaderno e non solo su .

quello del compagno di gruppo

-Collegare sempre l’argomento teorico all’attività

del laboratorio

- Lavorare rispettando le norme di sicurezza sempre…

PER LO STUDENTE

5


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



ARGOMENTO Pag

SICUREZZA

Premessa 9

Regolamento 10

Classificazione ed etichettatura delle sostanze pericolose a norma CE

12

Frasi di rischio 15

Consigli di prudenza 16

La nuova classificazione delle sostane regolamento ce n.1272/200Indicazioni di pericolo nuovo regolamentoI consigli di prudenza del nuovo regolamento Norme elementari per la manipolazione di sostanze e preparati

18

23

25

30Norme elementari per la manipolazione di apparecchiature e attrezzature

31

Dispositivi di protezione 32

Il vetro da laboratorio 33

RIFERIMENTI DI BASE

Materiale di uso comune 34

Recipienti volumetrici: taratura. 38

Strumenti 39

Organizzazione posto di lavoro 41

Errore sperimentale 42

Grandezze fondamentali e derivate sistema internazionale

43

Unità

di misura fondamentali 44

Multipli e sottomultipli 45

Esercitazione sulle unità

di misura di massa e volume

46

Cifre significative esercitazione 48

Notazione scientifica Arrotondamento 49

Come compilare una relazione 50

Modulo per la compilazione 51

ESPERIENZE DI LABORATORIO

LE SOSTANZE PURE

1

La densità

dei solidi 53

ARGOMENTO Pag

2 Densità

dei liquidi 56

3 Densità

dei gas 58

4 Misure di densità

variando la temperatura

60

5

Misure di densità

con picnometro e bilancia idrostatica

62

Calore e temperatura6 Esperienza sul calcolo della quantità

di calore

6363

Passaggi di stato 64

7

La sublimazione dello iodio 64

8 La fusione del tiosolfato di sodio 65

9 Curva di fusione-ebollizione dell’acqua pura e con NaCl innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico

67

MISCUGLI TECNICHE DI SEPARAZIONE

Tecniche di separazione, miscugli omogenei e miscugli eterogenei

70

10 Cromatografia inchiostro, clorofilla 71

11

Estrazione con solvente imbuto separatore

71

12 La distillazione del vino e determinazione del grado alcolico

72

13 Sedimentazione, filtrazione semplice e a pressione ridotta, centrifuga

73

14 Filtrazione separazione con calcolo della composizione % di un miscuglio sabbia –

cloruro di sodio

74

15

Cristallizzazione dell’

Allume di rocca K2

SO4 Al2

(SO4

)3 24 H2

O76

16

Purificazione del salgemma 78

17

Cristallizzazione di un sale doppio di rame

78

18

Cristallizzazione del ( Sale di Glauber ) Na2

SO4

. 10 H2

O78

LE TRASFORMAZIONI CHIMICHE

19 Trasformazione chimica e trasformazione fisica tiosolfato e saccarosio

79

20 Anidride carbonica più

soluzione leggermente basica con indicatore fenolftaleina (carbonati + acido)

79

LABORATORIO DI CHIMICA SOMMARIO CLICCABILE DA PAG 5 A PAG 7

6


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



ARGOMENTO Pag

21

Reazioni di precipitazione, cloruri, ioduri, bromuri, solfati

80

22

Trasformazione chimica di sintesi23

Reazioni del ferro8080

LEGGI DELLA CHIMICA

Leggi della chimica 81

24 Esperienza dimostrativa carbonati più

acido cloridrico , Lavoisier82

25 Verifica legge conservazione di massa Lavoisier solfato di zinco più

cloruro di bario

82

26 Verifica della legge Proust , acido cloridrico più

magnesio83

27 Verifica sperimentale della legge di Dalton proporzioni multiple con cloruro rameico, rameoso e alluminio

84

28 Verifica sperimentale del principio di Avogadro, e della legge di combinazione fra gas Ioseph Louis Gay –

Lussac

87

29 Legge di Graham 88

30

Volume molare Mg + HCl 90

LA MOLE E TRASFORMAZIONI CHIMICHE

Definizione esercitazione calcoli 92

31 Determinazione sperimentale del numero di Avogadro

93

32 La mole disidratazione del solfato di rame pentaidrato

95

33 Reazione di formazione del cloruro di sodio con calcoli stechiometrici

97

34 Reazione per la formazione di solfato di rame pentaidrato

99

35 Reazione per la formazione del sale di Mohr

101

STRUTTURA ATOMICA

36 Saggi alla fiamma 103

37 Analisi incognita ricerca dei cationi 104

38 Spettroscopio a reticolo 105

ARGOMENTO Pag

NOMENCLATURA

TAVOLA PERIODICA

39 Elementi del primo gruppo Na, K, reazione con acqua

106

LEGAMI CHIMICI

40 Prove di conducibilità

elettrica 107

41 Prove di polarità, solubilità

e di miscibilità

acqua, alcool, esano I2

, NaCl

109

42 Ricerca degli anioni cloruri, bromuri, ioduri,solfati, acetati, carbonati

111

43

La soluzione degli anioni 112

44

Identificazione dei singoli anioni ioni alogenuri: Cl-, Br-,I

-.112

45

Analisi incognita di anioni e cationi 112

SOLUZIONE E CONCENTRAZIONE

Soluzione e concentrazione 113

Calcoli stechiometrici, diluizioni 114

46 Preparazioni di soluzioni a concentraz.: M, N, %P/P, %P/V, %V/V

117

47

Concentrazione e densità 119

TERMODINAMICA

48 ΔH di reazione HCl + NaOH e verifica della legge di Hess

121

49 Reazioni endo–esotermiche 123

VELOCITÀ

DI REAZIONE

50 Superficie di contatto con carbonato

125

51 Verifica della variazione di velocità

di reazione, variando la concentrazione dei reattivi, variando la temperatura, e con l’utilizzo di un catalizzatore; permanganato –

acido ossalico

126

52 Velocità

di reazione variando la concentrazione con tiosolfato e HCl

129

7


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



ARGOMENTO Pag

EQUILIBRIO CHIMICO

Equilibrio chimico 130

53 Principio di Le Chatelier

variazione della concentrazione

131

TITOLAZIONI

PH INDICATORI

La costante di equilibrio dell’acqua

Principali indicatori132

Il concetto di pH 133

La misura del pH, indicatori 134

54 Scala cromatica di pH con indicatore universale

135

Calcolo pH acido base forte e debole 136

Tecniche operative titolazioni 137

55 Titolazione acido base forte con curva di titolazione potenziometrica

138

56 Standardizzazione di acido cloridrico con carbonato di sodio

141

57 Standardizzazione di NaOH con ftalato acido di potassio

143

58 Analisi singola 144

59 Determinaz. dell’acidità

del limone 145

60 Determinazione del contenuto di acido acetico (aceto commerciale)

146

61 Determinazione del pH del vino 148

62 Determinazione dell’acidità

totale del vino

148


volatile del vino

148


fissa del vino

149

65 Determinazione del grado alcolico del vino

149

ARGOMENTO Pag

66 Determinazione acidità

del latte 151

67 Determinazione acidità

olio 152

68 Determinazione della durezza totale e permanente dell’acqua

154

69

Determinazione Residuo fisso a 180°C

156

IDROLISI

70 Idrolisi acida e basica Acetato di sodio più

acqua, cloruro di ammonio più

acqua, misure di PH e confronto con cloruro di sodio più

acqua.

158

SOLUZIONE TAMPONE

71 Preparazione di soluzione tampone a pH 4 e pH 10 Verifica della variazione del pH , per aggiunta di H+

e OH-

confronto con acqua, calcolo del pH

160

OSSIDO RIDUZIONE

72 Reazioni di ossido riduzione, soluzione di sali con metalli

162

73 Reazione tra zinco metallico e rame ionico con calcoli stechiometrici

163

ELETTROCHIMICA

74 Pila Daniel 165

75 Titolazione conduttimetrica 167

CHIMICA ORGANICA

76 Saponificazione 168

TABELLE E RIFERIMENTI

Preparazione dei principali reattivi del laboratorio di chimica

169

Valori di densità

dei liquidi e dei gas 170

Valori di densità

dei solidi 170

Tavola periodicaEspansione online http://www.editoremannarinonew.it/laboratori

o-di-chimica-editore-mannarino.html

171

8


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



LABORATORIO DI CHIMICA

Rubinetti acqua

Rubinetti gas

Cassetta Pronto soccorsoPrimo soccorso nei lab.

Chimici

Banchi di laboratorio

Armadi da laboratorio

Lavaocchi d’emergenza

Cappa aspirante

Bunsen

Prima di iniziare qualsiasi attività

in un laboratorio chimico è

opportuno acquisire conoscenze sulla sicurezza, sulla classificazione delle sostanze, sul comportamento da tenere.

Dispositivi di protezione individuale

9


Editore Mannarino

Libr

o di

gita

le E

sper

ienz

e pe

r il l

abor

ator

io d

i chi

mic

a ©

Edito

re M

anna

rino



PREMESSA

Nei laboratori chimici, viste le operazioni che vi si eseguono, le apparecchiature e soprattutto le sostanze che si

utilizzano, è

bene considerare il pericolo di incidenti. È

necessario curare: la scelta, la disposizione degli ambienti

e degli arredi, l’organizzazione del lavoro e i procedimenti operativi adottati, (esempio programmando l’anno prima le attività

di laboratorio).

Bisogna controllore i dispositivi di sicurezza

collettivi e individuali, verificare che siano sempre rispondenti alla

esigenza di sicurezza (programmare dei controlli periodici e registrare su apposito registro)Le persone che operano in un laboratorio chimico devono sempre tenere presente che, oltre a salvaguardare la propria salute,

devono salvaguardare anche quella degli altri operatori che

utilizzano le stesse strutture ed attrezzature;

Bisogna conoscere in modo approfondito e dettagliato tutto ciò che è

oggetto del proprio lavoro, caratteristiche di

pericolosità

delle sostanze che vengono impiegate

, operazioni da eseguire, apparecchiature da usare, valutare i rischi che possono derivare da certe operazioni e le norme per evitarli.Quando si eseguono reazioni non abbastanza conosciute o si

trattano prodotti chimici nuovi , è

necessario consultare la scheda di sicurezza.

Considerare lo scarico di prodotti chimici pericoloso per l’ambiente, programmare in modo attento le sostanze da utilizzare evitando quelle particolarmente pericolose e inquinanti, provvedere alla

raccolta e allo smaltimento dei rifiuti di laboratorio consultando delle ditte specializzate.

Prima di intraprendere qualsiasi attività

bisogna bisogn

a approfondire i seguenti punti:

•REGOLAMENTO LABORATORIO DI CHIMICA

•ETICHETTATURA CLASSIFICAZIONE DELLE SOSTANZE A NORMA CE

•NORME ELEMENTARI PER L'USO E MANIPOLAZIONE DELLE SOSTANZE E PREPARATI

•

NORME ELEMENTARI PER L'USO DI APPARECCHIATURE ED ATTREZZATURE

•DISPOSITIVI DI PROTEZIONE

LA SICUREZZA

gas

acqua

Bunsen

Bilancia tecnica elettrica

Presa elettrica

atorio di chimica © Editore Mannarino · ESPERIENZE PER IL LABORATORIO DI CHIMICA. è un manuale...

Documents

Transcript of atorio di chimica © Editore Mannarino · ESPERIENZE PER IL LABORATORIO DI CHIMICA. è un manuale...