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Conservazione della massa

Scuola secondaria di primo gradoChimicaUna reazione stechiometrica che produce anidride carbonica, con confini di pesata esplicitamente aperti o chiusi e un collettore di gas flessibile che trattiene il gas

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Informazioni su questo esperimento

Mescola il bicarbonato di sodio con una quantità prestabilita di acido acetico mentre l’intero apparato poggia su una bilancia. Un palloncino chiuso trattiene l’anidride carbonica prodotta entro il confine di pesata. Un recipiente aperto consente a questo materiale di fuoriuscire, modificando la lettura, anche se la massa totale dell’apparato e della stanza si conserva.

Obiettivi di apprendimento

  • Definisci i confini del sistema prima di interpretare una lettura della bilancia.
  • Considera i prodotti gassosi come materia dotata di massa.
  • Confronta una variazione di massa con la massa trasferita nella stanza.

Come si usa

  1. 1Seleziona «Chiuso con palloncino» e annota la lettura iniziale della bilancia.
  2. 2Mescola i reagenti, osserva la formazione del gas e verifica la variazione di massa.
  3. 3Prepara la prova corrispondente con un recipiente aperto e confronta le letture iniziale e finale.
  4. 4Varia la quantità di acido, registra la massa fuoriuscita e spiega il limite imposto dal reagente limitante.

Il modello

Massa che attraversa il confine di un sistema di pesata aperto
Conservazione nel sistema di pesata chiuso ideale

Ipotesi

  • Il bicarbonato e l’acido acetico reagiscono in rapporto uno a uno formando anidride carbonica. L’avanzamento prescritto è 1 minus exp(-0.06t). La massa molare del gas è 44.0095 g/mol.
  • La massa iniziale comprende un recipiente da 50 g, 50 g di soluzione acida e la polvere selezionata; il sistema chiuso comprende anche un palloncino da 2 g. Confronta le variazioni all’interno di ciascun sistema, invece di confrontarne le diverse masse di tara.
  • Nel sistema chiuso, il gas rimane a pressione ambiente nel collettore flessibile che viene pesato. Nel sistema aperto, il gas fuoriesce completamente. Non si considerano la spinta dell’aria, l’evaporazione, gli schizzi né la deriva della bilancia. Un palloncino che si gonfia realmente può modificare la massa apparente a causa della spinta.

Provalo in classe

  1. Q1Dov’è la massa mancante nella lettura del recipiente aperto?
  2. Q2Perché il palloncino deve essere incluso nella pesata iniziale del sistema chiuso?

Domande frequenti

La massa del gas si crea dal nulla?

No. L’anidride carbonica contiene atomi provenienti dai reagenti iniziali. La massa del gas viene trasferita fuori dalla miscela di reazione rimanente.

Un palloncino reale darebbe una lettura della bilancia perfettamente invariata?

Non necessariamente. Le variazioni della spinta dell’aria e gli effetti degli strumenti sono esclusi da questo modello ideale di bilancio di massa.