REAZIONE ENDOTERMICA

Obiettivo: osservare una reazione endotermica

Strumenti e materiali: base con asta metallica, 2 morsetti, 2 pinze, provetta, becher da 600ml, una lastra di vetro, treppiede, pipetta con aspira pipetta, termometro(da un minimo di -l0°C ad un massimo di 300°C), bacchetta di vetro, cucchiaio, spruzzetta, nitrato di ammonio(NH₄NO₃), acqua distillata(H₂O).

Per questo esperimento abbiamo preparato, con gli strumenti a nostra disposizione, una sorta di calorimetro, strumento che serve a misurare con precisione la quantità di calore assorbita o ceduta all'ambiente circostante dai reagenti e dai prodotti durante una reazione, sistemando il termometro all'interno della provetta insieme a 5ml di H₂O versati con la pipetta e, tramite i morsetti e le pinze, collegati questi alla base con asta metallica. Dopo aver preparato il nostro calorimetro, abbiamo appoggiato sul treppiede la lastra di vetro e su di questa il becher e con la spruzzetta vi abbiamo versato 300ml di H₂O. In seguito abbiamo immerso la provetta con il termometro all'interno del becher e abbiamo registrato la temperatura iniziale dell'acqua che era pari a 19°C. Successivamente abbiamo steso un velo di acqua tra il becher e la lastra di vetro e aggiunto poco per volta 12 cucchiai di NH₄NO₃(un sale che si ottiene per sostituzione nell'acido nitrico HNO₃ di uno ione H⁺ con lo ione ammonio NH₄⁺) ai 300ml di H₂O e agitando con la bacchetta di vetro, ottenendo cosi una reazione endotermica , reazione in cui i reagenti hanno una quantità di entalpia (che in termodinamica esprime la quantità di energia, in questo caso di energia termica, che un sistema può scambiare con l'ambiente nel corso di una trasformazione isobara, cioè durante un processo che avviene a pressione costante) minore dei prodotti e quindi si ha un assorbimento di calore da parte di questi ultimi nei confronti dell'ambiente circostante. A conferma del fatto che si trattasse di una reazione endotermica, oltre al fatto che, toccandolo, il becher si presentasse più freddo rispetto a come si presentava inizialmente, rilevando nuovamente il valore del termometro, abbiamo potuto constatare che questo indicava 15°C, 4°C in meno del valore iniziale. A differenza di quanto ci aspettavamo, l'acqua interposta tra la lastra di vetro e il becher non è gelata, abbiamo allora ipotizzato che ciò fosse dovuto alla quantità di reagenti impiegati e abbiamo quindi ripetuto l'esperimento utilizzando 50ml di H₂O e 4 cucchiai di NH₄NO₃. A trasformazione ultimata abbiamo notato che, anche se l'acqua non era gelata neanche al secondo tentativo, dalla temperatura iniziale di 19°C eravamo passati ad una temperatura di 13°C, con una diminuzione di 6°C. Quindi grazie a questo esperimento siamo potuti giungere alla conclusione che le quantità di reagenti della reazione influiscono sulla quantità di calore assorbito o ceduto durante lo svolgimento della stessa.  Va infine precisato che durante questo esperimento non si è avuto una trasformazione chimica ma una trasformazione fisica, infatti si è avuto il solo passaggio del NH₄NO₃ dallo stato solido ad una soluzione acquosa secondo l'equazione seguente:

NH₄NO_{3(s)  ^H2O} NH₄NO_3(aq)