Informazioni su questo esperimento
Mescolando lo zucchero nel tè, questo scompare, ma continuando ad aggiungerne, prima o poi una parte resta sul fondo: la soluzione è satura. La quantità di una sostanza che può sciogliersi dipende dalla temperatura, e una curva di solubilità mostra esattamente come. Aggiungi sale all’acqua in un becher, riscaldala e raffreddala, e segui la miscela come un punto sul grafico. Quando il punto si trova sopra la curva, restano dei cristalli; raffreddando una soluzione calda satura, si formano cristalli.
Obiettivi di apprendimento
- Definire la solubilità e una soluzione satura
- Leggere i valori di solubilità da una curva di solubilità
- Usare una curva di solubilità per stabilire se una miscela è satura o insatura
- Calcolare la massa dei cristalli che si formano raffreddando una soluzione satura
- Spiega come la cristallizzazione per raffreddamento separa sostanze con curve di solubilità diverse.
Come si usa
- 1Con il nitrato di potassio a 20 °C, aggiungi sale lentamente finché i cristalli non restano sul fondo. Confronta la massa con il valore indicato per la solubilità.
- 2Aggiungi 100 g di nitrato di potassio a 100 g di acqua a 20 °C. Riscalda fino a 80 °C. Che cosa succede ai cristalli?
- 3Ora raffredda la soluzione fino a 10 °C. A quale temperatura iniziano a comparire i cristalli? Quanti grammi se ne formano?
- 4Ripeti con il cloruro di sodio. Perché il raffreddamento è un metodo poco efficace per ottenere cristalli di sale dall’acqua di mare?
- 5Raddoppia la quantità d’acqua portandola a 200 g. Come cambia la massa che può dissolversi? La solubilità cambia?
- 6Scegli il solfato di litio e riscalda una soluzione satura. Che cosa ha di particolare la sua curva?
Il modello
Ipotesi
- I valori provengono da tabelle di dati standard con intervalli di 10 °C e sono uniti da una curva regolare che non supera mai i valori della tabella.
- La soluzione raggiunge sempre immediatamente l’equilibrio. Le soluzioni reali possono rimanere sovrasature per un po’ prima che compaiano i cristalli.
- Quando la soluzione viene riscaldata, non evapora acqua. Il solfato di rame viene conteggiato come CuSO₄ anidro, anche se cristallizza sotto forma di idrato blu.
Provalo in classe
- Q1Qual è la solubilità del nitrato di potassio a 50 °C?
- Q2A 40 °C, si mescolano 50 g di cloruro di potassio con 100 g di acqua. La soluzione è satura? Quale quantità non si dissolve?
- Q3Una soluzione satura di nitrato di potassio in 100 g di acqua viene raffreddata da 60 °C a 20 °C. Quale massa di cristalli si forma?
- Q4Una miscela di nitrato di potassio e una piccola quantità di cloruro di sodio viene sciolta in acqua calda e poi raffreddata. Quale sostanza cristallizza per prima? Perché?
- Q5I gas diventano meno solubili in acqua man mano che questa si riscalda. Perché questo può danneggiare i pesci dei fiumi vicino alle centrali elettriche?
Domande frequenti
Perché la maggior parte dei solidi si scioglie meglio in acqua calda?
Per la maggior parte dei sali, la dissoluzione assorbe energia dall’ambiente circostante. Aumentare la temperatura fornisce questa energia, perciò una quantità maggiore di solido può dissolversi prima che la soluzione si saturi.
Che cosa significa un punto al di sotto della curva?
La soluzione è insatura: contiene meno soluto di quanto potrebbe contenerne a quella temperatura, quindi altro soluto potrebbe ancora dissolversi. Un punto al di sopra della curva significa che una parte del solido rimane indisciolta.
Perché la curva del cloruro di sodio è così piatta?
La sua solubilità cambia pochissimo con la temperatura: circa 36 g a 20 °C e 40 g a 100 °C. Per ottenere il sale dall’acqua di mare bisogna far evaporare l’acqua anziché raffreddarla.