Informazioni su questo esperimento
Immergi un metallo scelto in acido diluito, solfato di rame o solfato di zinco e verifica una previsione sulla reattività. L’acido può produrre idrogeno, mentre da una soluzione salina può depositarsi un altro metallo sulla striscia. Osservare il solido rimanente e quello depositato mostra perché una striscia che reagisce attivamente non deve necessariamente perdere massa totale di solido.
Obiettivi di apprendimento
- Confronta la reattività dei metalli usando le differenze tra i loro potenziali standard di riduzione.
- Distingui lo sviluppo di idrogeno dalla deposizione per spostamento.
- Applica i bilanci di quantità di sostanza e di massa alla striscia che reagisce e alla soluzione.
Come si usa
- 1Immergete separatamente magnesio, zinco, ferro e rame nell’acido e confrontate le osservazioni previste.
- 2Provate il ferro nel solfato di rame ed esaminate il deposito di rame e la variazione della massa del solido.
- 3Provate il rame nel solfato di zinco e spiegate perché non avviene alcuno spostamento.
- 4Variate la massa del metallo e la quantità di soluzione per individuare un plateau dovuto al reagente limitante, quindi registrate il gas o il deposito.
Il modello
Ipotesi
- In questo modello limitato, i metalli formano ioni bivalenti. I potenziali di riduzione di riferimento, in volt, sono Mg −2,372, Zn −0,763, Fe −0,440 e Cu +0,340; quello dell’idrogeno è zero.
- Una reazione è possibile quando il potenziale di cella di riferimento è positivo. Sono esclusi i potenziali elettrodici reali dipendenti dalla concentrazione, le pellicole di ossido, la passivazione e le barriere cinetiche.
- Al metallo selezionato è assegnata una costante di avanzamento del primo ordine. Le differenze di velocità sono illustrative, non previsioni misurate della velocità di reazione. La massa del solido comprende sia il metallo iniziale non reagito sia il metallo sostitutivo depositato.
Provalo in classe
- Q1Perché la massa totale solida di una striscia di magnesio può aumentare mentre alcuni atomi di magnesio la abbandonano?
- Q2Perché un potenziale di riferimento standard non corrisponde alla tensione effettiva per ogni concentrazione scelta?
Domande frequenti
Ogni reazione favorevole deve produrre bolle?
No. In questo modello, la riduzione dell'acido produce idrogeno. Lo spostamento degli ioni metallici forma invece un deposito solido.
L'assenza di cambiamenti visibili dimostra che una reazione reale è termodinamicamente impossibile?
No. Le osservazioni reali dipendono anche dalle superfici e dalla cinetica. Questo modello usa una regola volutamente limitata basata sui potenziali standard.