Post on 01-May-2015
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La relazione sulla prima esperienza di laboratorio
CuOssidazioneacido nitrico
CuSO4Preparazione delsolfato di rame(II)(rameico)
Preparazione dell’ossidodi rame(I) (rameoso)
Oggetto della relazione
Purificazione del solfato di rame
Determinazione delle molecole d’acqua di coordinazione di CuSO4
Titolazione iodometrica (calcoli)Resa (calcoli)
50% ridotto Zn
Cu
50% precipitatoNaOH
Cu(OH)2
CuCl2
Lavato e sciolto con HCl
Le due parti unitecomproporzionamentosi ottiene rame(I)CuCl
Ambiente moderatamentebasico
Cu2O
CuOssidazioneacido nitrico
CuSO4
Scopo della relazioneSpiegare il perché (teorico e pratico) delle operazioni
fatte per ottenere i due prodotti
CuOssidazioneacido nitrico
CuSO4
50% ridotto Zn
Cu
50% precipitatoNaOH
Cu(OH)2
CuCl2
Lavato e sciolto con HCl
Le due parti unitecomproporzionamentosi ottiene rame(I)CuCl
Ambiente moderatamentebasico
Cu2O
CuSO4
A chi è destinata ?(stile)
A studenti del primo anno di università.
Il dettaglio deve essere tale che un vostro compagno sia in grado di capire pur non avendo fatto l’esperienza.
Struttura della relazione
Introduzione
Relazione
Parte sperimentale
Introduzione
Risultati e discussione
Conclusioni
Motivazioni e problematiche
Materiali e apparecchiatura
Procedura seguita
Aspetti teorici
Resa, risultati titolazione
Discussione problemi incontrati
Brevi considerazioni finali
Giudizio
Mancanza errori (formule chimiche, reazioni, calcoli ecc..)
Affermazioni comprovate
Ipotesi consistenti con quanto osservato
Filo logico
Leggibilità
Completezza
Esempi
Introduzione
Non trasformate la relazione in una dispensa di laboratorio
Diretto
Introduzione
………
Volenteroso
Non esagerate, non perdete di vista lo scopo della relazioneNon andate fuori tema.
………
Siete responsabili di quello che scrivete.Non riportate cose che non avete ben compreso.
IntroduzioneVolenteroso (2)
Può essere controproducente
Meglio non riportare dati che non si usano nella discussione
Introduzione
Sintetico
Troppo sintetico !!
Introduzione
Generico
A che serve ? Non è una dispensa di laboratorioScritto diversamente può essere usato nelle conclusioni
Introduzione
Confidenziale
A volte bastano poche parole in più
Parte sperimentale
Questo dettaglio è più che sufficiente
Parte sperimentale
Inutile – non è una dispensa di laboratorio
Risultati
Unità di misura su tutte le grandezze fisiche
Cifre significative nei risultati – non cambiare la precisione delle misure
Reazioni bilanciate
Descrizione delle procedure sperimentali
Resa e risultati della titolazione
Discussione
Qui riportate la teoria e verificate la corrispondenza con i vostri risultati
Vale quanto detto in precedenza.
Domande ?
Bilanciamento della reazione di ossido-riduzione
Bilanciamento della reazione di ossido-riduzione
1) Individuare le specie che cambiano numero di ossidazione
2) Separare le due semireazioni
3) Bilanciamento delle due semireazioni (elettroni come reagenti o prodotti)
4) Ricomporre la reazione complessiva in modo che non compaiano gli elettroni
5) Completare la reazione inserendo le specie (ioniche) mancanti
Se c’è una ossidazione ci deve essere anche una riduzione
La presenza di sostanze allo stato elementare è quasi sempre segno di un’ ossido-riduzione
Se le reazioni avvengono in acqua è lecito aggiungere: In ambiente acido H3O+ e H2OIn ambiente basico OH- e H2O
6) Verifiche – Bilancio di carica
Cu(s) +HNO3 +H2SO4 CuSO4 +NO(g)+H2O
1) Individuare le specie che cambiano numero di ossidazione
0 2
Aumenta - ossidazione
5 2
Diminuisce - riduzioneGli altri non cambianoH(+1), S(+6) , O(-2)
2) Separare le due semireazioni
Cu Cu2+ ossidazione – si producono elettroni
HNO3 NO riduzione - si consumano elettroni
3) Bilanciamento delle due semireazioni (elettroni come reagenti o prodotti)
Ci deve essere sempre almeno una semireazione di riduzione e una di ossidazione
Ia esperienza - Ossidazione del rame
3-r) Bilanciamento della semireazione di riduzione
A) Bilanciare la massa dell'elemento che si riduce (Ok)
B) Aggiungere elettroni tra i reagenti per compensare il cambio di numero di ossidazione (52, 3 elettroni reagenti)C) Bilanciare la massa degli altri elementi senza cambiare il loro stato di ossidazioneIn soluzione acida si introduce (se necessario) acqua e ioni H+
HNO3 NO
HNO3 +3e NO
HNO3 +3e NO +2H2O
HNO3 +3e +3H+ NO +2H2O
D) Al termine verificare che è stato rispettato il bilancio di carica 0 = 0 (Ok)
Bilanciato l'ossigeno introducendo 2 molecole d'acqua
Bilanciato l'idrogeno introducendo 3 ioni H+
3-o) Bilanciamento della semireazione di ossidazione
A) Bilanciare la massa dell'elemento che si riduce (Ok)
B) Aggiungere elettroni tra i reagenti per compensare il cambio di numero di ossidazione (02, 2 elettroni prodotti)C) Bilanciare la massa degli altri elementi senza cambiare il loro stato di ossidazione (Ok)
Cu Cu2+
Cu Cu2+ + 2e
D) Al termine verificare che è stato rispettato il bilancio di carica 0 = 0 (Ok)
Ox) Cu Cu2+ + 2e
Rid) HNO3 +3e +3H+ NO +2H2O
4) Ricomporre la reazione complessiva in modo che non compaiano gli elettroni
Ox) Cu Cu2+ +2e
Rid) HNO3 +3e +3H+ NO +2H2O
3 x
2 x
Minimo comune multiplo
3Cu + 2HNO3 +6H+ 3Cu2+ + 2NO +4H2O3Cu + 2NO3
- +8H+ 3Cu2+ + 2NO +4H2O
Scritta in forma ionica
5) Completare la reazione inserendo le specie (ioniche) mancanti
3Cu(s) + 2HNO3 + 3H2SO4 3CuSO4 + 2NO(g)+4H2O
Inserendo sia tra i reagenti che tra i prodotti 3 ioni solfato e raggruppando
Cu+ Cu(s) + Cu2+
1) Individuare le specie che cambiano numero di ossidazione
1 2
Aumenta - ossidazione
10
Diminuisce riduzione
2) Separare le due semireazioni
Cu+ Cu2+ ossidazione – si producono elettroni
Cu+ Cu riduzione - si consumano elettroni
3) Bilanciamento delle due semireazioni (elettroni come reagenti o prodotti)
Ci deve essere sempre almeno una semireazione di riduzione e una di ossidazione
Ia esperienza - Dismutazione
3-r) Bilanciamento della semireazione di riduzione
Cu+ CuCu+ + e Cu
3-o) Bilanciamento della semireazione di ossidazione
Cu+ Cu2+
Cu+ Cu2+ + e
4) Ricomporre la reazione complessiva in modo che non compaiano gli elettroni
Ox) Cu+ Cu2+ + e
Rid) Cu+ + e Cu
1 x
1 x
2 Cu+ Cu(s) +
Cu2+
5) Completare la reazione inserendo le specie (ioniche) mancanti
2 CuCl(s) Cu(s) + CuCl2
Cu2+ +I- CuI + I2
1) Individuare le specie che cambiano numero di ossidazione
-1 0
Aumenta - ossidazione
2 1
Diminuisce - riduzione
2) Separare le due semireazioni
Cu2+ Cu+ riduzione - si consumano elettroni
I- I2 ossidazione – si producono elettroni
3) Bilanciamento delle due semireazioni (elettroni come reagenti o prodotti)
Ci deve essere sempre almeno una semireazione di riduzione e una di ossidazione
Ia esperienza – Reazione tra rame(II) e ioduro
3-r) Bilanciamento della semireazione di riduzione
Cu2+ Cu+
Cu2+ + e Cu+
3-o) Bilanciamento della semireazione di ossidazione
I- I2
2I- I2
2I- I2 + 2e4) Ricomporre la reazione complessiva in modo che non compaiano gli elettroni
Ox) 2I- I2 + 2e
Rid) Cu2+ + e Cu+
1 x
2 x
2Cu2+ + 2I- 2Cu+ + I2Scritta in forma ionica ma rame(I) non esiste in forma libera
5) Completare la reazione inserendo le specie (ioniche) mancanti
2Cu2+ + 2I- 2Cu+ + I2
Inserendo sia tra i reagenti che tra i prodotti 2 ioni ioduro e raggruppando
2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2Scritta in forma ionica
Inserendo sia tra i reagenti che tra i prodotti 2 ioni solfato e quattro ioni potassio e raggruppando (soluzione di solfato di rame(II) e usato KI)
2CuSO4 + 4KI 2CuI + I2 + 2K2SO4
I2 +S2O32- I- + S4O6
2-
1) Individuare le specie che cambiano numero di ossidazione
2 5/2
Aumenta - ossidazione
0 -1
Diminuisce - riduzione
I2 I- riduzione - si consumano elettroni
3) Bilanciamento delle due semireazioni (elettroni come reagenti o prodotti)
2) Separare le due semireazioniCi deve essere sempre almeno una semireazione di riduzione e una di ossidazione S2O3
2- S4O62- ossidazione – si producono elettroni
I2 +Na2S2O3 NaI + Na2S4O6
Ia esperienza – Titolazione iodometrica
I2 2I-
I2 + 2e 2I-
S2O32- S4O6
2-
3-o) Bilanciamento della semireazione di ossidazione
2S2O32- S4O6
2-
2S2O32- S4O6
2- +2e
I2 I-
3-r) Bilanciamento della semireazione di riduzione
I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6
2- Scritta in forma ionica
5) Completare la reazione inserendo le specie (ioniche) mancanti
Inserendo sia tra i reagenti che tra i prodotti ioni sodio
I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
Ox) 2S2O32- S4O6
2- +2e
Rid) I2 + 2e 2I-
4) Ricomporre la reazione complessiva in modo che non compaiano gli elettroni
1 x
1 x
Calcoli
100%Resa
ottenibilequantità
prodottaquantità
g
MMnm OHCuSOOHCuSOOHCuSO
677.1961.2490788.0242424 555
3Cu(s) + 2HNO3 + 3H2SO4 3CuSO4 + 2NO(g)+4H2O
Resa della reazione di ossido-riduzione del rame(II)
Massa ottenibile è data dalle moli di rame solfato per la MM del rame solfato pentaidrato
Le moli di rame solfato sono uguali alle moli di rame che hanno reagito
Le moli di rame metallico che hanno reagito si ottengono dalla massa del rame e dalla sua massa molare
MMCu=63.55 g mol-1 MMS=32.06 g mol-1
MMO= 16.00 g mol-1 MMH = 1.008 g mol-1
molMM
mn
Cu
CuCu 0788.0
55.63
01.5
molnn CuCuSO 0788.04
15 61.249
24
molgMM OHCuSO
4.58100677.19
50.11%Resa
Numero di molecole d’acqua di coordinazione del solfato di rame(II)
CuSO4 nH2O
Se so la massa molare del composto posso calcolare il numero di molecole d’acqua di coordinazione MM idrata= MM anidra + n MM acqua
Nota la massa di un campione di composto e il numero di moli presenti si può calcolare la massa molare MM = massa/moli
Per ottenere le moli presenti nel campione si può titolare il rame(II) iodometricamente
Al punto equivalente le moli di rame sono uguali a quelle di tiosolfato sodico aggiunte
Queste si possono ottenere nota la concentrazione del titolante e il volume equivalente
Numero di molecole d’acqua di coordinazione del solfato di rame(II)
CuSO4 nH2O
MMCu=63.55 g mol-1 MMS= 32.06 g mol-1
MMO= 16.00 g mol-1 MMH = 1.008 g mol-1
Titolazione con tiosolfato sodico Ctit, Veq
mmolCVn tiosolfatoeqtiosolfato 925.005.0105.18 3
2Cu2+ + 2I- 2Cu+ + I2
I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6
2- Titolazione dello iodio
Reazione con eccesso ioduro
tiosolfatoIIrame
iodioIIrame
tiosolfatoiodio
nn
mmolnn
mmolnn
)(
)( 925.02
462.02
1
Relazioni stechiometriche
Numero di molecole d’acqua di coordinazione del solfato di rame(II)
CuSO4 nH2O
mmoln IIrame 925.0)( Pesati 0.233 g di sale idrato
13
)(
)(
9.25110925.0
233.0
molgMM
n
mMM
n
mMM
idratosolfatorame
etitolazionsale
pesatosaleidratosolfatorame
Numero di molecole d’acqua di coordinazione del solfato di rame(II)
CuSO4 nH2O
MMCu=63.55 g mol-1 MMS= 32.06 g mol-1
MMO= 16.00 g mol-1 MMH = 1.008 g mol-1
12.501.18
6.1599.251
4
9.251
2
4
24
2
1
OH
CuSOidratosolfatorame
OHCuSOidratosolfatorame
OHOSCuidratosolfatorame
idratosolfatorame
MM
MMMMn
nMMMMMM
nMMMMMMMMMM
molgMM
Domande please !