Informazioni su questo esperimento
Utilizzate un recipiente di cristallizzazione trasparente per confrontare il raffreddamento e l’evaporazione. Entrambi possono ridurre la quantità di soluto che rimane disciolta, ma modificano condizioni diverse. L’esperimento utilizza un modello lineare di solubilità dichiarato per un materiale a titolo illustrativo, così ogni previsione sulla massa dei cristalli può essere verificata senza ricorrere a una tabella empirica non specificata.
Obiettivi di apprendimento
- Recupera il soluto raffreddando a massa d’acqua costante e poi facendo evaporare l’acqua a temperatura costante. Verifica il bilancio del soluto.
- Usa i controlli diretti dell’apparato, le letture numeriche e prove ripetibili per verificare una previsione.
- Spiega quali effetti fisici sono inclusi e quali sono deliberatamente esclusi.
Come si usa
- 1Iniziate con 40 g di soluto in 100 g d’acqua a 80 gradi Celsius. Verificate che tutto il soluto possa sciogliersi.
- 2Raffreddate fino a 20 gradi senza far evaporare l’acqua. Annotate la massa dei cristalli e la massa disciolta.
- 3Riportate la temperatura a 80 gradi ed evaporate il 40 per cento dell’acqua. Confrontate il risultato con il raffreddamento.
- 4Per ogni prova, sommate il soluto disciolto e i cristalli. Spiegate perché questa somma rimane invariata anche quando la massa totale della soluzione diminuisce.
Il modello
Ipotesi
- Il materiale è un soluto ideale a titolo illustrativo, non un modello adattato a una specifica sostanza chimica. La solubilità aumenta linearmente da 20 g per 100 g d’acqua a 20 gradi Celsius a 50 g per 100 g d’acqua a 80 gradi.
- L’equilibrio solido-liquido è immediato e sono disponibili cristalli-seme. Sono esclusi la sovrasaturazione, il ritardo di nucleazione, le distribuzioni delle dimensioni dei cristalli e il calore latente.
- Evapora solo l’acqua. Il soluto non è volatile e tutto il soluto, sia solido sia disciolto, rimane nel recipiente. I cristalli rappresentati illustrano la massa; non sono molecole conteggiate.
Provalo in classe
- Q1Perché la massa dei cristalli può aumentare mentre la massa totale del soluto rimane costante?
- Q2Quanta acqua deve rimanere a 80 gradi affinché 40 g di soluto restino appena disciolti in questo modello?
Domande frequenti
Si tratta di dati misurati sul nitrato di potassio?
No. La legge di solubilità è un modello esplicitamente illustrativo. I materiali reali richiedono le proprie curve di solubilità misurate.
Perché i cristalli compaiono immediatamente quando diminuisce la capacità di dissoluzione?
Il modello presuppone l’equilibrio e la presenza di cristalli-seme. Non prevede il tempo di nucleazione né la cinetica di crescita.