SEPARAZIONE DI UN MISCUGLIO DI SOLIDI SOLUBILI

Scopo: Separare due solidi componenti un miscuglio, entrambi solubili in acqua.

Materiali: becker da 600 ml, miscuglio contenente 5g di nitrato di potassio e 5g di cloruro di sodio, becco bunsen, capsula, spruzzetto con acqua distillata, 2 assi di sostegno, 2 morsetti, 2 piattini, pinzetta di legno, treppiedi, retino spargifiamme, bilancia digitale, bacchetta di vetro, accendino, 2 termometri, spatola, 2 filtri di carta, reggiprovette, tre provette, calcolatrice, ed infine, un imbuto.

Procedimento: Dopo aver preso tutto l'occorrente, pesiamo una serie di elementi che saranno utili nell'esperimento: la capsula ed il filtro. Come dati iniziali sappiamo che il nitrato di potassio e il cloruro di sodio sono solidi solubili in acqua. Inoltre, abbiamo a disposizione 5g di cloruro di sodio  e la stessa quantità di nitrato di potassio. Come detto in precedenza, le due sostanze sono solubili in acqua, con l'unica differenza che la solubilità del nitrato di potassio aumenta all'aumentare della temperatura, mentre la solubilità del cloruro di sodio resta invariata all'aumentare della temperatura; a questo punto inseriamo in una provetta, che chiameremo A, prima il miscuglio e poi l'acqua, questo per evitare di perdere del solido sulle pareti. Per stabilire quanta acqua occorre, prima leggiamo il grafico a 70°C che indica la solubilità del nitrato di potassio in g/100cm³ e poi facciamo una proporzione, cioè, visto che a 70°C si sciolgono 138g in 100cm³, per sapere quant'acqua serve per sciogliere 5g di nitrato di potassio procediamo nel seguente modo:

138:100=5:x; 5*100/138=3,6. Inoltre, per sapere quanto cloruro di sodio si scioglierà in questa quantità d'acqua, precediamo con una nuova proporzione: 40:100=x:3,6; 40*3,6/100=1,4.

Ora agganciamo la provetta A ad un morsetto che a sua volta è agganciato all'asse di sostegno. Immergiamo la provetta A in un becker contenente 500 ml d'acqua ed un termometro. Il becker lo posizioniamo al di sopra di un retino spargifiamme e su un treppiedi; al di sotto del treppiedi posizioniamo un becco bunsen. Dopo che abbiamo acceso il becco bunsen decidiamo di pesare il filtro e i due piattini; attendiamo che l'acqua nel becker raggiunga i 70°C, dopodiché prendiamo una nuova provetta, che chiameremo B, e su di essa poggiamo un imbuto, prendiamo la carta da filtro e la pieghiamo in modo da formare un cono che si adatta all'imbuto; prendiamo un altro becker, contenente acqua ad una temperatura elevata e versiamo il contenuto nella provetta B, per riscaldare l'imbuto e il filtro.

Successivamente versiamo la soluzione A nella provetta B, con questa azione gran parte del cloruro di sodio si trova sul filtro, invece tutto il nitrato di potassio, e un po' di cloruro di sodio, nell'acqua filtrata.

In realtà nel filtro riusciamo ad ottenere 3,6g di cloruo di sodio perché, se dai 5g di C.S. ne sottraiamo  1,4g, precedentemente sciolti, otteniamo la quantità non sciolta.

A tal punto decidiamo di far calare la temperatura della soluzione fino a temperatura ambiente; procedendo in tal modo la maggior parte del nitrato di potassio precipiterà sul fondo, e rimarrà in soluzione una parte di nitrato di potassio e una parte di cloruro di sodio. Successivamente eseguiamo una nuova filtrazione del filtrato. Raccogliamo il solido rimasto sul filtro, gli ipotetici 3,6g, e quello rimasto sul fondo della prima filtrazione in un'unica capsula pesata in precedenza; tale capsula la poggiamo al di sopra di un retino spargifiamme e un treppiedi; al di sotto di tutto questo posizioniamo il becco bunsen e, dopo averlo acceso per evitare di far schizzare la soluzione al di fuori della capsula, poggiamo su di essa un piattino.

Infine pesiamo la capsula dopo averla tarata, per vedere se siamo riusciti a separare le due sostanze; se si verificherà il contrario probabilmente dovevamo procedere la

prima filtrazione ad una temperatura diversa da quella con cui abbiamo operato, e/o la quantità d'acqua che occorreva era diversa.

Risultati: Inizialmente, come ho preannunciato nel procedimento, sappiamo che tutte e due i solidi sono solubili in acqua.

Dopo che abbiamo acceso il becco bunsen pesiamo una serie di elementi che saranno utili nel corso dell'esperimento, e cioè il filtro, due piattini, e una capsula che pesano rispettivamente 0,7g - 77,2g - 76,2g - 81,8g.

Quando nella provetta A la soluzione raggiunge i 70°C, la filtriamo in una nuova provetta, B, a tal punto notiamo che sul filtro è presente parte del solido.

Successivamente lasciamo a riposo la provetta B finché non raggiunge temperatura ambiente, è a questo punto che notiamo che il solido cristallizza.

Per separare i solidi decidiamo di mettere in una capsula, pesata in precedenza, sia il cloruro di sodio presente nella provetta A, sia il cloruro di sodio presente sul filtro con l'aiuto dell'acqua. Accendiamo il becco bunsen e attendiamo che evapori l'acqua; ora possiamo pesarla sottraendo il peso della capsula, e risulta pesare 6,5g. Probabilmente questi 1,5g in più sono nitrato di potassio, e probabilmente durante l'esperimento dovevamo procedere la prima filtrazione ad una temperatura diversa da quella con cui abbiamo operato, e/o la quantità d'acqua che occorreva era diversa.

Conclusioni: Con questo esperimento posso concludere che non sempre è possibile separare due solidi solubili in acqua, in quanto da una parte abbiamo ottenuto 6,5 g. di cloruro di sodio con una piccola parte di nitrato di potassio, e dall'altra parte abbiamo ottenuto 3,5g di nitrato di potassio.