domenica 13 marzo 2011

Two become one, ovvero, esperimento domenicale di chimica fisica.

Eccoci pronti per effettuare la prova di questa domenica.
L'esperienza potrebbe essere svolta un paio di volte per essere certi della rilevazione sperimentale, ma anche una sola potrebbe essere sufficiente.
Per questa volta i genitori non dovrebbero essere molto preoccupati perché le sostanze impiegate e le modalità d'esecuzione sono abbondantemente sicure (a patto che non beviate le soluzioni preparate).
Servono:

  • 2 bicchieri con vetro sottile (ottimale sarebbe avere a disposizione due becher da laboratorio ma anche i bicchieri di casa funzionano lo stesso).



  • dell'acqua demineralizzata del tipo di quella usata per stirare (nel caso non ne aveste, va bene anche quella del rubinetto)




  • dell'alcol etilico (meglio se molto concentrato del tipo usato per fare i liquori in casa - alla mal parata potete provare con il denaturato rosa che si utilizza per disinfettare le superfici, ma non garantisco il risultato ottimale)



  • un termometro




  • un compagno assistente







  • fotocamera e/o videocamera




Procediamo con l'esperimento:

  1. prendete un bicchiere e metteteci circa 10-15 cc di acqua
  2. nel secondo bicchiere mettete una pari quantità di alcol etilico
  3. lasciateli riposare qualche minuto e misuratene la temperatura di entrambi
  4. unite poi i due liquidi in un solo bicchiere in modo che voi possiate tenere tra le due mani il contenitore (racchiudendolo) e il vostro assistente versi tutto il contenuto del secondo bicchiere nel vostro; contemporaneamente l'assistente metterà il termometro nel vostro bicchiere
  5. rilevate le sensazioni che provate sulle mani mentre il vostro assistente misura la temperatura del miscuglio che avete appena fatto, e le sue eventuali variazioni.
NB: nel caso foste da soli, capita, si può fare lo stesso... fino al punto 2 è tutto uguale, poi

3.1 misurate la temperatura dell'alcol
3.2 misurate la temperatura dell'acqua e lasciate nel bicchiere il termometro
4.1 prendete il bicchiere dell'acqua con una mano e con l'altra versateci il contenuto del bicchiere di alcol
5.1 poggiate il bicchiere vuoto ed unite le due mani su quello con i due liquidi

rimane solo il problema delle foto/video... appoggiare lo strumento in play in modo che riprenda tutto dall'inizio da solo?
Inventatevi il modo... siete o non siete chimici provetti?


Bene.
Esperimento finito.
Cosa avete rilevato?
Ma soprattutto, perché è accaduto?
Attendo le vostre spiegazioni, fotografie, video e tutto quanto riteniate corretto per dare luce al fenomeno che avete rilevato.

Buon lavoro.
GAGiuliani

4 commenti:

Anonimo ha detto...

Può funzionare anche con un termometro non elettronico??
Il mio non misura temperature inferiori ai 35 °C...

GianAchille Giuliani ha detto...

Non ne sono sicuro.
L'unica è provare.
In ogni caso, se non si potessero rilevare temperature con il termometro a causa della sua portata, si può sempre far riferimento alle mani ed alle loro sensazioni.
Meno preciso ma comunque indicativo.

Anonimo ha detto...

Ok, ho riprodotto l'esperimento, con un mio compagno, Mirko Pizzaballa, in laboratorio di chimica a scuola, per avere strumenti più adatti. L'unica cosa che mi dispiace è che non ho potuto filmarlo...
Allora: in due becker ho messo rispettivamente acqua ed alcool etilico. La prima aveva un V=100ml, m=100g e t=20°C; l'alcool aveva V=100ml, m=77g e t=19°C (il termometro però non era elettrico).
Una volta miscelati si otteneva un V=196ml , m=177g e t=27°C.
Ragionando abbiano dedotto che l'aumento di temperatura era dovuto ad un fattore principale: Nelle due soluzioni separate, tra le diverse molecole, c'erano dei legami relativamente deboli e le particelle possedevano quindi tanta energia, sia cinetica che potenziale.
Una volta miscelate non è venuta alcuna reazione chimica, ma il processo di diffusione si perchè l'alcool è estremamente solubile in acqua. Durante questo processo si sono formate delle forze tra le molecole di diversa natura, più grandi di quelle che avevano prima i reagenti. Quindi il sistema ha perso energia (potenziale per i legami, e cinetica per il moto delle particelle), sotto forma di calore, e si è stabilizzato. La contrazione del volume dovrebbe essere una prova di questo fenomeno.

GianAchille Giuliani ha detto...

Ottimo lavoro.
Non vi resta che attendere domenica per conoscere la soluzione.
Bravi ad entrambi!

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