Le soluzioni scuola secondaria

L’ACQUA

Lavoro eseguito con gli alunni della classe 2 A

Scuola Media Buonarroti Insegnante: Tiziana PerfettiAnno scolastico 2012/2013

PERCORSOIl percorso, è stato suddiviso nelle seguenti tappe:

Prerequisiti ( momento di verifica delle conoscenze e dei concetti posseduti dall’alunno)

Osservazione e analisi ( vengono presentati oggetti e fenomeni ; l’alunno viene invitato ad osservare e descriverne gli elementi fondamentali, per individuare analogie e differenze)

Sperimentazione ( vengono proposti semplici esperimenti che l’alunno può condurre in maniera autonoma a piccoli gruppi)

Riflessione ( momento in cui gli alunni devono riflettere su un concetto da ricordare e vengono invitati a discutere con i compagni e l’insegnante per condividere e formalizzare i risultati)

Concetti acquisiti (vengono proposte prove di verifica)

Alla fine del lavoro sono state somministrate domande fatte all’inizio o durante il percorso e sono state analizzate le differenze tra le risposte iniziali e quelle finali.

TEST D’ INGRESSO SULLE SOLUZIONI

1)Secondo te che cos’è un miscuglio?

2)Se parlo di soluzioni tu a cosa pensi?

3)Hai mai sentito parlare di solvente e di soluto? Da chi?

4) Fai alcuni esempi di soluzioni e di solventi che conosci

5)Fra le seguenti frasi , indica con una crocetta , quelle che , secondo te, si riferiscono a una soluzione

• A) lo zucchero in acqua• B) la grandine cade• C) l’acetone scioglie lo smalto• D)l’acqua scioglie il sale• E) il sale è insolubile in alcool• F) il sale precipita nelle saline • G) l’acqua evapora• H) la naftalina sublima. I) il ghiaccio fonde• L) le vernici si sciolgono

6)Secondo te, il succo di limone riesce a pulire una macchia d’olio?

7)Un miscuglio corrisponde ad una reazione chimica?

Dopo aver esaminato e discusso le risposte date, siamo passati alla fase operativa svolgendo una serie di osservazioni dirette e di esperienze.

Gli studenti hanno poi lavorato in gruppi, in laboratorio, raccogliendo le loro idee, riflessioni, risultati e osservazioni. Alcuni di loro hanno prodotto delle relazioni e hanno partecipato alla presentazione in

power point.

LE SOLUZIONI

Attività n° 1: Che cosa si scioglie in acqua? I ragazzi hanno effettuato una serie di osservazioni

per verificare quali sostanze solide e quali sostanze liquide tra quelle prese in considerazione si sciolgono in acqua

Gli allievi hanno versato circa 25 ml di acqua distillata nel becher e hanno poi aggiunto un cucchiaino circa di polvere di marmo agitando il tutto con una bacchetta di vetro. Hanno ripetuto l’operazione usando le altre sostanze e hanno, poi, compilato una tabella per riassumere le osservazioni.

Polvere di Marmo• La polvere di

marmo con l’acqua è diventata bianca e la polverina si è attaccata (in parte) alla parete del becher ma non è scomparsa; dopo un po’ scenderà giù.

SALEII sale si scioglie nell’acqua ed il colore rimane trasparente

.

Canfora• La canfora non è solubile infatti rimane a galla.

Zucchero• Lo zucchero è

solubile ma rispetto al sale si scioglie più velocemente.

Acqua e olio

• Inizialmente mescolando acqua e olio e agitando, si formano delle chiazze gialle che poi si riuniscono e formano uno strato sopra l’acqua.L’olio non è solubile e quindi non si scioglie, ma rimane a galla (ha un peso specifico più basso dell’acqua).

Acqua e olio + detersivo

Aggiungendo il detersivo nel becher e agitando con la bacchetta i liquidi si mescolano, diventano torbidi ( si forma un’emulsione). Se osservo dopo un po’ di tempo si separano di nuovo.

Alcool etilico

• L’alcool etilico rosa si mescola con l’acqua e di conseguenza il colore rimane rosa.

Acetone

• L’acetone si mescola con l’acqua e di conseguenza rimane incolore.

CHE COSA SI SCIOGLIE IN ACQUA.Osservazioni

Sostanze solide Note

Polvere di marmo Sostanza granulosa e polverosa di colore bianco. Rende opaca l’acqua. Aspettando un po’ la polvere si staccherà dall’acqua ( precipiterà).

Sale da cucina ( cloruro di sodio)

Piccoli cristalli bianco-trasparenti . Non opacizza l’acqua . Si scioglie.

Canfora Sostanza granulosa , sembra fatta di cristalli.Non è solubile ma a differenza della polvere di marmo rimane a galla.

Zucchero Stesse caratteristiche del sale. Si scoglie più velocemente del sale.

Sostanze liquide Note

Olio Non si scoglie ma rimane a galla.

Alcool etilico(rosa) Rimane rosaE’ solubile

Acetone Si scioglie e rimane incolore.

• Successivamente, hanno messo la provetta in un becher con del ghiaccio tritato . Dopo un po’ di tempo hanno potuto notare che il palloncino si è leggermente sgonfiato.

Quasi tutti hanno pensato allo sviluppo di gas e hanno saputo dire in quale caso avviene più rapidamente. Molti non hanno saputo dire il perché. Alcuni hanno parlato di calore, altri di pressione. Due di loro hanno pensato alla struttura del palloncino.

LE SOLUZIONI

Attività n°2:

Che cosa si scioglie in altri liquidi?

E’ stata posta la seguente domanda : Oltre l’acqua ,conoscete altri solventi liquidi ? . Pochi ragazzi hanno pensato a un solvente diverso dall’acqua. . Alcuni credono che l’acetone si comporti come l’acqua. . Tutti sanno che l’acqua non si scioglie nell’olio.

A questo punto proviamo a valutare la solubilità di alcune sostanze utilizzate in un liquido diverso dall’acqua: l’acetone.

Ciò che si scioglie in acqua si scioglie in altri liquidi?

Sostanza Acqua Acetone

Sale Si scioglie Non si scioglie

Canfora Non si scioglie Si scioglie

Acqua + SaleAcetone + Sale

Acqua + CanforaAcetone + Canfora

Attività n°3

Solubilità dei gas nei liquidi

. I ragazzi hanno messo dell’acqua gassata all’interno di una provetta e hanno chiuso con un palloncino l’imboccatura. Hanno poi, immerso la provetta in un becher contenente acqua calda e hanno osservato cosa succede: il palloncino si è gonfiato.

Beuta con PalloncinoBeuta Becher 1 Palloncino

Acqua Frizzante

Acqua Calda

Si gonfia di aria. (si dilata)

Ghiaccio Si sgonfia leggermente

Attività n°4 :

Come smacchiare?• Agli allievi sono stati consegnati due pezzetti di stoffa

macchiati, uno con olio e l’altro con vino. Prima hanno provato a smacchiare il pezzo di stoffa macchiato d’olio, mettendolo,con delle pinzette, in un becher contenente del succo di limone ,poi, in un becher contenente un poco di trielina.

• Hanno ripetuto le operazioni precedenti sul pezzo di stoffa macchiato di vino. Dopo aver fatto le opportune osservazioni ….

Stoffa bagnata con l’olio e il vinoSostanza Olio Vino

trielina Pulisce la macchia

Non la pulisce.

Succo di limone

Non la pulisce.

La pulisce.

• La trielina pulisce la stoffa bagnata di olio e non pulisce quella di vino.

• Il succo di limone pulisce la stoffa bagnata con il vino e non pulisce quella con l’olio.

Olio + trielina Vino + trielina

Olio + Succo di limone; Vino + Succo di limone.

Attività n°5Concentrazioni diverse

• Gli alunni osservano l’insegnante mentre prepara una soluzione di cloruro rameico ottenuta sciogliendo due cucchiaini di solvente in un becher con acqua. Ogni gruppo prepara una soluzione con la stessa quantità di acqua e con quantità di cloruro rameico diverse .

• Gli allievi osservano il colore delle diverse soluzioni e vengono invitati a dire quale sarà più concentrata e a dare una definizione di concentrazione.

• Successivamente prelevano tre gocce di ciascuna soluzione e le mettono su un vetrino da orologio . Questo, viene posto per poco tempo su una piastra riscaldante fino a completa eliminazione del solvente (senza far bollire e senza far “arrostire” il solido).

• Gli allievi osservano ciò che è rimasto e la colorazione del residuo.

Cloruro rameico• Il cloruro rameico

immerso in acqua è verde; invece dopo averlo mescolato diventa azzurro.

Cloruro Rameico Verde Cloruro Rameico Azzurro

Gradazioni di colore del Cloruro Rameico-concentrazioni-

½ cucchiaino

1 cucchiaino

1 ½ cucchiaino

2 cucchiaini

2 ½ cucchiaini

3 cucchiaini

SCOPRIAMO LE REAZIONI CHIMICHEQuali reazioni chimiche pensi di aver incontrato sinora nella vita di tutti i

giorni?• Gli allievi hanno riposto:• 1.L’acqua con il vino x x• 2.Trasformazione del ghiaccio in acqua x x x x x• 3.Formazione della ruggine x x x x• 4.Fotosintesi clorofilliana x x • 5.Smacchiatore che fa reazione con lo sporco x x x x x x x x x• 6.Il limone nel te x x x x x x• 7.Lievitazione del pane x x x x• 8.Fotosintesi clorofilliana( tante reazioni) x x x x x• 9.Il sale che fa reazione con l’acqua x• 10.La fusione di un blocco di ferro x x• 11.Il legno che brucia x• 12.L’acqua che evapora x• 13.Fermentazione del vino x

Risposte:alcuni hanno risposto con esempi in cui nella vita comune si usa il termine “reazione”, come lo smacchiatore fa reazione con lo sporco. Alcuni si sono riferiti ai passaggi di stato .. La fermentazione del vino non è stata percepita come reazione.

.Perché hai pensato che si trattasse di reazioni chimiche e non, per esempio, della formazione di soluzioni?

Gli allievi hanno confrontato le loro opinioni e hanno completato una tabella:

La” reazione” Che cosa si osserva al’inizio?

Che cosa si osserva alla fine?

Accade qualcosa di strano tra l’inizio e la fine?

FUSIONE DEL GHIACCIO ACQUA SOLIDA (ghiaccio) ACQUA LIQUIDA UN PASSAGGIO DI STATO

FERMENTAZIONE DEL MOSTO LIQUIDO DERIVANTE DA UVA SCHIACCIATA

VINO SI SONO FORMATI ALCOL E GAS

PANE LIEVITATO IMPASTO PANE SI GONFIA

LIMONE CON TE COLORE SCURO COLORE PIU’ CHIARO CAMBIAMENTO DI COLORE

LEGNO CHE BRUCIA LEGNO CENERE SI E’ OTTENUTA UNA SOSTANZA DIVERSA , UN CAMBIAMENTO DI VOLUME E DI COLORE

RUGGINE FERRO FERRO CORROSO CAMBIA COLORE E DIVENTA PIU’ FRAGILE ,PERDE ALCUNE CARATTERISTICHE

SMACCHIATORE UNA MACCHIA LA MACCHIA SI SCHIARISCE LA MACCHIA SCOMPARE

Gli alunni sono stati invitati a riflettere sulle loro scelte e indotti a distinguere una reazione da una soluzione o da un passaggio di stato.

E ora passiamo all’azione!

MARMO E ACIDO CLORIDRICO Materiale: Un cucchiaio di plastica, una bacchetta di vetro, polvere di

marmo, acido cloridrico, acqua distillata, un becher da 250 ml, una piastra elettrica .

Procedimento: • Avendo a disposizione una sola piastra elettrica decidiamo

di far effettuare l’esperienza a un piccolo gruppo mentre gli altri osservano, prendono nota e aiutano i compagni

• Si prende con un cucchiaino una puntina di polvere di marmo, si aggiunge 50 ml di acqua e si versano alcune gocce di acido cloridrico ( attenzione ) mescolando bene con una bacchetta di vetro.

Abbiamo poi ripetuto l’esperienza adoperando una provetta al posto del becher per verificare meglio che cosa succede

Osservazioni: . La sostanza si presenta bianca, polverosa e mettendola nell’acqua non si scioglie

mentre con l’acido si scioglie fuma e si formano delle bollicine si osserva effervescenza, si libera gas.

. La polvere di marmo nell’acqua non si scioglie, con l’aggiunta di acido cloridrico l’acqua si opacizza, mentre si mescola l’acqua frizza e si libera anidride carbonica

. Se aggiungiamo acido all’acqua e alla polvere di marmo la polvere si scioglie e si libera aria e l’acqua diventa opaca

. La polvere di marmo in acqua non si scioglie e se aggiungo l’acido cloridrico avviene una emulsione e la polvere si corrode e nel fondo rimangono le bolle.

Abbiamo aggiunto dell’acido cloridrico fino a che tutto il solido non è scomparso.

Che cosa pensi che sia accaduto? • La maggior parte ha risposto che è avvenuta una reazione chimica . • Alcuni ragazzi hanno detto qualcosa del tipo “il marmo è passato in soluzione• Vi è stato un cambiamento di stato.

Facendo evaporare il liquido, ti aspetti di trovare di nuovo la polvere di marmo?Si riscalda il becher e si allontana tutto il liquido per evaporazione ( senza calcinare il residuo).Si aggiunge acqua e si annota che cosa accade

Annotazioni: il solido bianco si scioglie in acqua

Dai una prima definizione di reazione chimica.Una reazione chimica è una trasformazione che comporta la formazione di sostanze diverse da quelle iniziali

• Si riscalda il becher e si allontana tutto il liquido per evaporazione ( evitando di calcinare il residuo).

Si aggiunge acqua e si annota che cosa accade

Il solido bianco si scioglie in acqua!

Conclusioni• 1.Secondo te , il residuo rimasto in fondo al becher ha lo stesso aspetto del

marmo?E’ ancora marmo? • 2.Il marmo non si scioglie nell’acqua, il solido recuperato si scioglie in acqua? ( Verifica ciò che accade). • 3.L’acido “scioglie” il marmo nello stesso modo in cui l’acqua “scioglie” il sale da

cucina e lo zucchero?• 4.Si è formata una nuova sostanza oppure no? Spiega il perché.• 5.Puoi affermare che è avvenuta una reazione chimica?Spiega la tua

affermazione.• 6.Riguarda la tabella che hai discusso con i compagni prima di fare l’esperienza e

controlla se tutti i fenomeni descritti sono davvero reazioni chimiche• 7.Dai una definizione di reazione chimica• 8.Come vengono dette le sostanze iniziali? E le sostanze finali?

• Al termine del percorso è stato assegnato un test d’uscita

• 1.Che cosa sono le soluzioni?

• 2.Come si definisce il solvente? E il soluto?

• 3.Fai alcuni esempi di soluzioni che ti sono famigliari.

• 4.Fondere e sciogliere hanno lo stesso significato?

• 5.Fra le seguenti frasi , indica con una crocetta quelle,che secondo te , si riferiscono ad una

soluzione:Lo zucchero si scioglie in acqua La grandine cade L’acetone scioglie lo smaltoL’acqua scioglie il sale Il sale è insolubile in alcol Mescolare acqua e sabbiaL’acqua evaporaLa naftalina sublima

• 6) Che cosa si scioglie in acqua? Completa la tabella.

Polvere di marmo

Sale da cucina

Canfora

Zucchero

Olio

Acetone

Alcool etilico

Sabbia

Cloruro di sodio

•7) Tutti i liquidi si mescolano tra loro? Fai qualche esempio.

•8)Pensi di poter sciogliere nell’acqua quanto sale ti pare? Motiva la tua risposta cercando di riferire osservazioni che hai fatto nella vita quotidiana.

•9)Che cosa rimane sul fondo di un recipiente che conteneva acqua di rubinetto quando il liquido è evaporato completamente?

•10)Al mare che cosa accade quando l’acqua salata nelle buchette degli scogli rimane esposta al sole?

•11)Che cosa osservi quando stappi una bottiglia di Coca-cola? Ottieni lo stesso risultato se agisci su una bottiglia lasciata in frigorifero o su una bottiglia lasciata al sole?

12)Se devo smacchiare un pezzo di stoffa macchiato d’olio quale di questi liquidi mi conviene utilizzare: acqua, trielina,succo di limone . 13)Se una sostanza non è solubile in acqua può esserlo con altre sostanze?

14)Se una soluzione di cloruro rameico è più concentrata rispetto ad un'altra da cosa te ne puoi accorgere? 15)Quali reazioni chimiche pensi di aver incontrato sinora nella vita di tutti i giorni? 16)Perché hai pensato che si trattasse di reazioni chimiche e non , per esempio di soluzioni?

17)Completa la seguente tabella:

La” reazione” Che cosa si osserva all’inizio?

Che cosa si osserva alla fine?

Accade qualcosa di “strano” tra l’inizio e la fine?

18)Facendo reagire la polvere di marmo con l’acido cloridrico quali sostanze si producono?