ANALISI CHIMICA QUALITATIVA

RICHIAMI TEORICI:

Un miscuglio, sia esso eterogeneo sia omogeneo, può essere separato nei suoi componenti utilizzando mezzi fisici di separazione: con i metodi meccanici per i miscugli eterogenei, con la variazione di stato d'aggregazione per i miscugli omogenei.

mezzi meccanici

Variazione stato d'aggregazione

Una sostanza si dice pura se non è un miscuglio, cioè se non si separa, e presenta le seguenti caratteristiche:

Fonde e solidifica ad una precisa temperatura;

Bolle e condensa ad una precisa temperatura;

Ha sempre un preciso valore di densità;

Si muove con una certa velocità in una colonna cromatografia.

Una sostanza considerata pura può contenere piccole quantità di sostanze diverse, non separabili con le solite tecniche, e quindi in realtà essere un miscuglio contenente un'altissima percentuale di quella sostanza. Questa percentuale indica il grado di purezza del prodotto considerato.

Una sostanza pura è formata da:

L'ELEMENTO: sostanza formata da atomi tutti uguali (Fe, Cu, . );

IL COMPOSTO: sostanza formata da due o più elementi che si legano tra loro attraverso legami chimici (CO, CuSO_4, . ).

Per scindere le sostanze si può usare il semplice riscaldamento (distillazione, evaporazione, . ), la solubilizzazione (scioglimento dei sali in acqua) oppure l'elettrolisi (scissione ad opera della corrente elettrica). Con questi metodi non si ha la separazione ma una trasformazione (decomposizione) in sostanze più semplici e diverse dalla prima.

			Composti
	Miscuglio Omogeneo

Modifica stato aggregazione  

	Sostanze Pure

Reazione

chimica

	Miscuglio Eterogeneo
			Elementi

Azione meccanica

L'elemento, come già detto, è formato da atomi tutti uguali che, a loro volta, sono costituiti da:

NUCLEO, formato da particelle subatomiche: i protoni (carica positiva, +1.6x10^-l9 Coulomb) e i neutroni (senza carica);

PERINUCLEO, la parte che circonda il nucleo e che contiene gli elettroni (carica negativa, -l.6x10^-l9 Coulomb), i quali sono 1840 volte più piccoli del protone perciò non contribuiscono alla massa dell'atomo.

Ogni atomo contiene protoni ed elettroni in egual numero e non ha carica. Esistono, però, atomi carichi, chiamati Ione, che si dividono in:

CATIONE: è un atomo di segno positivo perché cede elettroni ad un altro atomo (Ca⁺⁺, Li⁺, . ), un catione particolare è l'idrogeno (H⁺) perché è formato da un solo protone e da un solo elettrone e poiché perde quest'ultimo, viene chiamato anche protone;

ANIONE: è un atomo di segno negativo perché acquista elettroni (Cl^-, F^-, O^{- -}, I^-, . ).

OBIETTIVO:

Siamo andati in laboratorio per osservare le diverse colorazioni che assume la fiamma ogni qual volta che ossida un diverso elemento chimico. Grazie a questo esperimento, ci è stato consentito di individuare gli elementi incogniti di un composto. Ciò è possibile grazie al fatto che alcuni elementi reagiscono a contatto con una fiamma, e fanno assumere ad essa determinate colorazioni a seconda dell'elemento (analisi qualitativa o saggio alla fiamma). Questo è l'esempio dei pianeti: in base al colore della luce che emettono siamo ugualmente in grado di decifrare con abbastanza precisione di che elementi sono fatti pur non potendo andare di persona a prelevare un campione della sua superficie.

MATERIALI:

Per compiere questa esperienza ci siamo avvalsi dell'uso di alcuni strumenti e sostanze, tra cui: otto vetrini da orologio contenenti vari sali di: sodio, rame, litio, calcio, potassio, bario e stronzio, un becco bunsen, un becker contenente acido cloridrico (HCl), un'ansa costituita da una bacchetta di vetro con un filo di nichel-cromo (in mancanza del platino che è troppo costoso) e un vetrino di cobalto.

   

ANALISI QUALITATIVA O SAGGI ALLA FIAMMA: questo è un metodo utilizzato per riconoscere i vari componenti che costituiscono la sostanza, grazie al colore che la fiamma acquista quando viene avvicinata la sostanza e c'è un eccitamento degli atomi.

Una volta acceso il becco bunsen abbiamo preso l'ansa, l'abbiamo immersa nell'acido cloridrico (HCl, acido al 37%, incolore e che non va annusato) e poi l'abbiamo sottoposta alla fiamma. Questa procedura è stata ripetuta più volte per pulire il filo di nichel-cromo (si usa questa lega metallica, oltre il platino che però è troppo costoso, perché non deve fondere e non deve partecipare alle reazioni chimiche) e per permettere l'adesione dei cristalli di sale al filo, per poi trasformarli in cloruri, dei sali particolarmente volatili e adatti alla visione del colore che avrebbe assunto la fiamma. Dopodiché abbiamo immerso, ancora una volta, l'ansa nell'acido e prelevato, dai vetrini da orologio, una piccola quantità (per evitare che non "bruci" completamente) di uno degli elementi con il filo inumidito. Poi abbiamo portato il filo nella parte ossidante della fiamma (parte esterna) e atteso che quest'ultima, dopo essersi colorata, sarebbe tornata incolore;

Sottoponendo l'ansa, con la sostanza, alla fiamma forniamo energia e gli elettroni degli atomi passano da un livello all'altro (stato di eccitazione); sul livello superiore rimangono per un istante per poi tornare in quello di partenza perdendo una certa quantità di energia (livello basso - fornisce energia sotto forma di calore - livello più alto per un istante - perde energia - livello più basso). L'energia ceduta dagli elettroni è sotto forma di luce ed è pari alla differenza tra il livello più basso e quello più alto, occupato progressivamente dagli elettroni.

Abbiamo poi ripetuto il procedimento per ogni sostanza.

Quando siamo arrivati ad esaminare il miscuglio di sodio più potassio, abbiamo visto che la fiamma aveva acquistato il colore arancio persistente del sodio mentre il potassio non si riusciva a vedere. Solamente con un vetrino di cobalto siamo riusciti a filtrare il sodio e a vedere degli sprazzi lilla di potassio.

TABELLA DELLE ANALISI DEI SALI:

SCHEMA DELL'ESECUZIONE DELL'ESPERIMENTO:

Prendere bacchetta con filo di nichel-cromo

Immergerla nell'acido cloridrico

Sottoporlo alla fiamma

Si

La fiamma cambia colore?

No

Prendere un cristallo del sale da sottoporre alla fiamma.

Osservare il colore della fiamma, la durata e la persistenza.

Ripetere il procedimento per ogni sostanza.