Informazioni su questo esperimento
Eroga l’acido da una buretta in una base e segui contemporaneamente la chimica e la temperatura. La dose determina la quantità di acido o base residua, la curva del pH e il calore liberato. Oltre il punto equivalente non viene generato altro calore di neutralizzazione, mentre il liquido aggiunto continua ad aumentare la capacità termica.
Obiettivi di apprendimento
- Individua il punto equivalente confrontando le quantità di acido e base, anziché basarti soltanto sull’uguaglianza dei volumi.
- Metti in relazione le moli neutralizzate con il calore liberato.
- Spiega perché aggiungere altro acido dopo il punto equivalente riduce l’aumento ideale della temperatura.
Come si usa
- 1Prevedi il volume equivalente a partire dalla quantità iniziale di base e dalla concentrazione dell’acido.
- 2Aggiungi acido fino a raggiungere quella dose, osservando il pH, il termometro e il calore visualizzato.
- 3Usa «Aggiungi 1 mL» o il comando della buretta per esaminare i valori intorno al punto di equivalenza.
- 4Prosegui oltre il punto di equivalenza, confronta la temperatura e il pH, quindi salva diverse dosi nel quaderno.
Il modello
Ipotesi
- Sia l’acido sia la base si dissociano completamente. Il pH viene calcolato usando Kw = 10⁻¹⁴ a una temperatura di riferimento fissa di 25 °C, includendo l’autoionizzazione dell’acqua in prossimità del punto di equivalenza.
- La neutralizzazione libera una quantità fissa di 57,3 kJ per mole di acqua formata. La densità è di 1 g/mL, il calore specifico della soluzione è di 4,18 J/(g·K) e la capacità termica del calorimetro è di 20 J/K.
- Non si considerano le perdite di calore, i calori di diluizione e la dipendenza di Kw dalla temperatura. Modificando un’impostazione di preparazione si avvia una nuova miscela; il controllo della dose erogata e la curva mostrano lo stato ideale della dose cumulativa.
Provalo in classe
- Q1Perché in genere non si raggiunge il punto di equivalenza aggiungendo come acido il volume iniziale di base?
- Q2Perché l’acido aggiunto dopo il punto di equivalenza modifica il pH senza produrre ulteriore calore di neutralizzazione?
Domande frequenti
Perché il pH al punto equivalente è esattamente sette nonostante il lieve aumento della temperatura?
Il pH è intenzionalmente riferito al valore fisso di Kw a 25 °C, mentre il modello termico stima separatamente la variazione di temperatura.
Trascinando il controllo della dose si rimuove fisicamente l’acido da un vero matraccio?
Questo seleziona uno stato riproducibile del modello per quella dose totale. Ridurla rappresenta un nuovo confronto con una dose minore, non una retrotitolazione.