Semplice quiz su una reazione chimica
Sarà che ormai la Chimica la mangio come le insalate di matematica un celebre robottone japponese asd MA un minimo di abbozzo penso proprio che uno studente delle superiori di chimica lo DEBBA saper scrivere, dai!
Non dico sia banale perché NON lo è. Anzi...
Ma almeno al primo quesito TUTTI o quasi dovete saper proporre la soluzione.
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Credo che l'idea generale la abbiamo in diversi, dopo di me sono sicuro che ci sarà chi concorderà/migliorerà ::-) Premetto che scrivo senza consultare nulla, per immedesimarmi nelle condizioni degli studenti citati da LuiCap. Sono accettate e gradite correzioni dove necessarie. Dunque:

1) Sì. Il Ferro trivalente lega un anione tiocianato a dare il catione complesso [Fe(SCN)]2+ intensamente colorato in rosso. La reazione è una reazione di complessazione, dunque all' equilibrio.

2/3/4/5) Immagino che il colore della soluzione si intensifichi in entrambi i casi. Questo è dovuto alla presenza ora maggiore di Fe^3+ o SCN^-, che spostano la reazione di complessazione verso i prodotti (principio di Le Chatelier)

6/7/8) Questo è il punto a mio parere più ostico. Non conosco complessi con qualsiasi ione fosfato (si può dire legante debole? La complessometria non la ho ancora trattata) e mi balza in mente solo una cosa: la precipitazione del Ferro(III). Se lo ione fosfato forma complessi incredibilmente insolubili con Ca/Mg allora anche quello con il ferro dev'essere insolubilissimo al punto da precipitare anche a queste diluizioni. Prevedo quindi la precipitazione di FePO4. Il sistema ora è a corto di ioni ferrici: la reazione di complessazione retrocede e la soluzione dovrebbe schiarire.



Concludo che viste alcune vostre affermazioni ho la netta sensazione di essermi perso qualcosa. Ma al momento non mi viene davvero in mente altro. Sentitevi liberi d farmi sapere se qualcosa non va :-)
"A me piace pensare... mi piace pensare che il diamante e la donna che lo porta al dito sono composti dalla stessa sostanza. Poi c'è il diamante sintetico."
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luigi_67
L'idea generale è corretta.

La difficoltà sta nel saper dimostrare da ciò che si vede nelle varie prove che la reazione in oggetto sia o meno una reazione di equilibrio, non nel dare già per scontato all'inizio che, essendo una reazione di complessazione, si tratti di una reazione di equilibrio.

In altri termini è dalla pratica, cioè dal macroscopico, che si deve dimostrare un modello teorico in grado di dimostrare a livello microscopico quello che è accaduto.
È questo che fa della chimica una scienza sperimentale!!!
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Beh, era abbastanza chiaro che si parlasse di equilibrio chimico in questa esperienza.

Fe(NO3)3 + 3 KSCN  <==> [Fe(SCN)3] + 3 KNO3

La reazione è ovviamente reversibile. Siamo all'equilibrio.

Ma se usiamo 1 mole di entrambi i reagenti di partenza, si ottiene la specie [Fe(SCN)]2+, responsabile del cambiamento di colore da incolore a rosso sangue.

Il resto come ben detto è l'alterazione dell'equilibrio (Principio di Le Châtelier) e questo è un esempio di reazione usato spesso per spiegare l'equilibrio chimico.
Sia l'aggiunta di Fe3+ che l'aggiunta di ulteriore SCN provocheranno un aumento della concentrazione di tali specie che si rifletterà sull'equilibrio di cui sopra, causando aumento del colore rosso sangue nelle soluzioni. 

Fin qui era facile :-D

L'ultimo punto è il più divertente *clap clap* In soluzione acquosa avremo ioni HPO42– che reagiranno con gli ioni Fe3+ formando un precipitato. La soluzione si scolorisce e piano piano torna incolore. Perché?
Inizialmente la concentrazione di ioni Fe3+ diminuisce a causa dell'azione degli ioni HPO42– che intrappolano gli ioni di ferro come precipitato solido. Sempre per il principio di Le Châtelier, la reazione compenserà spostando l'equilibrio verso sinistra, scindendo gli ioni [Fe(SCN)]2+ di nuovo in ioni Fe3 e SCN in un tentativo di sostituire gli ioni Fe3+ mancanti. Lo shift quindi aumenterà le concentrazioni degli ioni Fe3+ e SCN e diminuirà la concentrazione dello ione [Fe(SCN)]2+.
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luigi_67
No Nicolò, la reazione in oggetto è

Fe3+ + SCN- <==> FeSCN2+

perché vengono mescolati volumi uguali delle due soluzioni reagenti alla stessa molarità.

Comunque per rispondere con un ordine logico alle domande dalla 1 alla 8 dovete mettervi nei panni di uno studente che sa fare una reazione di doppio scambio, che sa cos'è una reazione completa, che sa fare qualche qualche semplice calcolo stechiometrico, ma che non sa cos'è una reazione di equilibrio e quindi formulare delle ipotesi.

Per rispondere alle domande 9 e 10 occorre che l'insegnante mostri in pratica ciò che accade e smonti una ad una le ipotesi formulate in base a quello che si osserva. In questo modo si arriva a capire che la reazione in oggetto è una reazione di equilibrio e non una reazione completa.

Il percorso è un po' lungo da scrivere, appena ho più di un attimo lo posto... ora sono impegnata a fare i tortellini e mi si secca la sfoglia :-P
Ciao
Luisa

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luigi_67
Un attento studente noterebbe subito che c'è qualcosa di strano.  Domanderebbe al docente il perché la soluzione di nitrato ferrico appaia gialla. Dopotutto il sale di partenza è debolmente colorato in violetto.  In breve viene a conoscenza che già li siamo in presenza di un equilibrio a causa di una reazione di idrolisi, il che significa che di ioni ferrici ce n'è meno del previsto. Ne dedurrebbe che il resto dell'esperimento risulta più complicato di come concepito inizialmente. Fossi in lui chiederei di risolvere l'inconveniente e riscrivere l'esperimento. Saluti Mario
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Mario, già è complicato così!!
Gli studenti arrivano in laboratorio e trovano le soluzioni dei reagenti già pronte e nulla sanno ancora di pH e di equilibri acido-base appunto perché non sanno cosa sia una reazione di equilibrio né tantomeno una reazione di equilibrio.
Ciao
Luisa

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Lo so Luisa cosa accade *Si guarda intorno* penso di saperlo...
Era una considerazione estemporanea.
Mi accodo al pensiero di Mario. Ci sarebbe da approfondire meglio le risposte... Non ci avevo pensato :-D
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Questo non vuol dire che l'esperimento non poteva essere meglio concepito. Ancor più quando si ha a che fare con giovani studenti e l'intento è quello pedagogico. Bisogna fare il possibile affinché tutto vada liscio e con un alto livello di affidabilità. Per esempio bastava far avvenire la reazione in ambiente  acido, diciamo 0,1 come HNO3, evitando così i fenomeni di idrolisi. In queste condizioni la soluzione ferrica è incolore e le successive reazioni sono più univoche.Saluti Mario j
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Sempre fatto Mario, anche perché dopo un po' la soluzione di Fe(NO3)3 seppure molto diluita, si intorbidirebbe per la precipitazione di Fe(OH)3 solido ;-)
Mai detto agli studenti perché, ribadisco, nulla sanno di pH.

Cosa trovi ci sia di sbagliato nel seguente procedimento che viene fornito agli studenti solo dopo averli indotto a formulare delle ipotesi su quello che sarebbe potuto accadere?

      

Nella discussione che ho aperto non vi ho fornito subito questo procedimento perché qualche utente avrebbe potuto obiettare, giustamente, che non aveva modo di eseguirlo a casa.
Ciao
Luisa

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