Reazioni di ossidoriduzione

Titolo: Reazioni di ossidoriduzione

Obiettivi:   Determinare cosa avviene:

a-    quando delle lamine metalliche vengono a contatto con soluzioni degli stessi ioni e di ioni diversi

b-    quando delle lamine metalliche vengono a contatto con acido cloridrico

c-    quando due sostanze vengono messe a reagire

Materiali ed apparecchi usati:  a) - bicchieri

lamina d'argento

lamina si rame

nitrato di argento

solfato di rame

b)    bicchieri

lamina d'argento

lamina di ferro

lamina di magnesio

lamina di zinco

lamina di rame

acido cloridrico

c) - provetta

- pinza per provetta

- bicchiere

- vetrino d'orologio

- bunsen

- spatola

- ferro in polvere

- ossido rameico

Procedimento: a- in 2 bicchieri sono state versati due soluzioni differenti, una contenente nitrato di argento, l'altra solfato di rame. Dopodichè sono state immerse in entrambe le sostanze una lamina di argento e una di rame, e si sono osservate le reazioni.

b- sono stati presi 5 bicchieri contenenti entrambi acido cloridrico. In questi bicchieri sono state immerse alcune lamine metalliche, cioè quelle di rame, quella di zinco, quella di argento, quella di ferro e infine quella di magnesio. Anche in questo caso si sono osservate le reazioni

c- sono stati messi in una provetta ferro in polvere e ossido rameico. Questa provetta è stata poi messa a riscaldare per alcuni minuti finché non ha iniziato a riscaldarsi, dopodichè è stata svuotata dal prodotto, il quale è stato messo in soluzione con dell'acido cloridrico.

Osservazioni e conclusioni:  Nella prima prova, l'unica reazione avviene quando il rame (Cu) viene immerso nel nitrato si argento, infatti la soluzione da incolore assume una colorazione azzurra. Questo sta a significare che il rame da molecolare passa in soluzione sotto forma ionica Cu²⁺. Dopo alcuni minuti attorno alla lamina si iniziano a formare degli aghi argentei, ovvero l'argento da forma ionica passa allo stato molecolare. Inoltre, se si fosse pesata la barretta di rame prima e dopo la reazione, si sarebbe osservata una diminuzione del peso. Come detto prima il rame da stato metallico passa a stato ionico, ovvero avviene una reazione di ossidazione (OX):

Cu⁰à Cu2⁺+2e^-

In questo caso il rame libera due elettroni, ovvero si ossida e viene chiamato riducente.

L'argento invece, dallo stato ionico passa allo stato molecolare, ovvero avviene una reazione di riduzione (RED):

2Ag⁺+2e^-à 2Ag⁰

In questo caso l'argento acquista 2 elettroni, ovvero si riduce e viene chiamato ossidante.

Le semireazioni appena citate avvengono contemporaneamente dando origine a una reazione di ossidoriduzione (REDOX) :

Cu⁰+2Ag⁺+2e^-à Cu²⁺+2Ag⁰+2e^-

Nella seconda prova avvengono solo tre reazioni, ovvero con il magnesio(Mg), con lo zinco(Zn) e con il ferro(Fe). In tutti e tre i casi si sviluppa del gas, analizzando piu precisamente si è notato che la barretta di magnesio si discoglie, mentre la soluzione ove era immerso il ferro assume una colorazione gialla.

In questi casi si può parlare di reazioni ossidoriduttive(REDOX), infatti:

Mg⁰à Mg²⁺+2e^- OX

Mg⁰+2H⁺+2e^-àMg²⁺+2e^-+H₂ REDOX

2H⁺+2e^-àH₂ RED

Zn⁰àZn²⁺+2e^- OX

Zn⁰+2H⁺+2e^-àZn²⁺+2e^-+H₂ REDOX

2H⁺+2e^-àH₂   RED

Fe⁰à Fe²⁺+2e^- OX

Fe⁰+2H⁺+2e^-àFe²⁺+2e^-+H₂ REDOX

2H⁺+2e^-àH₂   RED

In entrambe le prove si è potuto osservare che non tutti gli elementi reagiscono allo stesso modo, come ad esempio l'argento, che non da origine a nessuna reazione, questo perché alcuni metalli hanno una tendenza ad ossidarsi più debole di altri.

Nella terza prova è stata fornita molta energia sotto forma di calore e i due reagenti hanno dato forma ad una sostanza di colore nero, ovvero l'ossido ferroso. Questo prodotto, quando è stato immerso nell'acido cloridrico, assume una colorazione rossa, colorazione che indica la reazione dalla quale si è prodotto rame metallico.

Fe⁰àFe²⁺+2e^- OX

Fe⁰+Cu²⁺+2e^-àFe²⁺+2e^-+Cu⁰ REDOX Cu²⁺+2e^-àCu⁰ RED

CuO_(s)+Fe⁰_(s)àFeO_(s)+Cu⁰_(s) REDOX