Sistemi Tampone
Salve,
abbiamo fatto un esperimento in scienze per studiare il funzionamento del tampone acido carbonico e anidride carbonica.

Abbiamo fatto 3 soluzioni:
5g NaHCO3 + 50ml H2O (Soluzione acquosa di Bicarbonato)
5ml NH3 + 45ml H2O (Soluzione acquosa di Ammoniaca)
45ml H2O + 5ml HCl (Soluzione acquosa di Acido Cloridrico)

Nella soluzione acquosa di Bicarbonato (5g NaHCO3 + 50ml H2O) abbiamo soffiato per 2 minuti con una cannuccia per aggiungere Anidride Carbonica (CO2).
La professoressa ha scritto sulla lavagna (*) la seguente cosa:
NaHCO3(-) + H2O = Na(+) + HCO3(-)
Aggiungendo CO2:
HCO3(-) + H2O -> 2H3O(+) + CO2

Io avevo capito che il sistema tampone fosse 5g NaHCO3 + 50ml H2O, però non ne sono sicuro. Qual'è il sistema tampone? Perchè non ho ben capito ciò che ha scritto la professoressa sulla lavagna? (*)

Grazie mille a chiunque mi aiuterà.
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Il sistema tampone prevalente è H2CO3/HCO3(-) perché in una soluzione acquosa di HCO3(-) sono presenti sia questo ione che il suo acido coniugato H2CO3 derivante dall'idrolisi basica della base HCO3(-).

   
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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[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
iMERDONE
Scusa ma,
quando soffiamo con la cannuccia nella soluzione contenente 5g NaHCO3 + 50ml H2O, otteniamo il sistema tampone H2CO3/HCO3(-)?

Grazie mille.
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So che chiedo un favore enorme, e se non hai il tempo lascia perdere questa domanda:
Potresti controllarmi se la relazione contiene errori di comprensione?

Sistemi Tampone
Scopo: Sperimentare il funzionamento del tampone Acido Carbonico e Anidride Carbonica.
 
Sommario: Si definisce una soluzione tampone una soluzione che si oppone alla variazione del pH per aggiunte moderate di acidi o basi.
Dicesi potere tampone la capacità che ha una soluzione di mantenere costante il pH per aggiunta di piccole quantità di acidi o di basi. Per funzionare, devono avere dentro un acido e una base coniugata.
 
Apparecchiature:
-    4 Becher
-      Cilindro Graduato
-      Cartina Tornasole
-      Contagocce
-      2 Palettine
-      Bilancia Tecnica e/o Analitica
-      Cannuccia
-      Bicarbonato di Sodio
-      Ammoniaca
-      Acqua Distillata
-      Acido Cloridrico
 
Procedimento:
Pesare 5 grammi di Bicarbonato di Sodio mediante la Bilancia Tecnica e/o Analitica.
Preparare una soluzione contenente 5 grammi di Bicarbonato di Sodio e 50ml di acqua distillata (5g NaHCO3 + 50ml H2O).
Misurare, mediante il Cilindro Graduato 45ml di H2O, e, successivamente, 5ml di NH3.
Preparare (una per banco) una soluzione contenente 5ml di NH3 + 45 ml di H2O.
Misurare, mediante il Cilindro Graduato, 45ml di H2O e 5ml di HCl.
Preparare (una per banco) una soluzione contenente 45ml di H2O + 5ml di HCl, facendo attenzione a versare prima nel becher i 45ml di H2O, e solo dopo i 5ml di HCl.
Utilizzando una cannuccia, soffiare dentro alla soluzione contenente 5g di NaHCO3 + 50ml H2O per 2 minuti, per aggiungere anidride carbonica.
Preparare inoltre un becher contenente solamente acqua distillata (H2O).
Adesso, misurare, utilizzando le cartine tornasole, il pH della soluzione acquosa (H2O) ed il pH della soluzione contenente 5g NaHCO3 + 50ml H2O.
Una volta misurati i pH, aggiungere, mediante un contagocce, 5 gocce della soluzione contenente 5ml NH3 + 45ml H2O prima nel becher contenente la soluzione acquosa (H2O) e successivamente altre 5 gocce nel becher contenente 5g NaHCO3 + 50ml H2O. Misurare nuovamente, mediante le cartine tornasole, i pH dei due becher.
Adesso, aggiungere, mediante un contagocce, 5 gocce di della soluzione contenente
45ml H2O + 5ml HCl prima nel becher contenente la soluzione acquosa (H2O) e successivamente altre 5 gocce nel becher contenente 5g NaHCO3 + 50ml H2O. Procedere nuovamente a misurare il pH di entrambi i becher utilizzando le cartine tornasole.
 
Osservazioni
Abbiamo osservato che aggiungendo NH3 e successivamente HCl al sistema tampone, il pH non cambia.
Aggiungendo invece NH3 e successivamente HCl alla soluzione acquosa (H2O), il pH cambia.
 
Conclusioni
Come è visibile dalla tabella, l’esperimento è riuscito. Infatti, la soluzione tampone non muta il suo pH neanche dopo l’aggiunta di diverse gocce sia di NH3 che di HCl, mentre la soluzione acquosa ha mutato il suo pH.
Dunque è stato dimostrato come il sistema tampone si opponga alle variazioni di pH.
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Non vorrei confonderti le idee.
Diciamo che una soluzione acquosa di HCO3(-) contiene già al suo interno H2CO3 e CO3(2-), ma ha una capacità tamponante molto bassa, ha un pH calcolato di circa 8,3, quindi leggermente basico.
Da quello che hai scritto nella relazione ho capito che non avete misurato con la cartina. Giusto?

La cartina che avete usato è quella con una scala cromatica che va dal rosso intenso al blu intenso, questa per intenderci?
[Immagine: images?q=tbn:ANd9GcQ2NM3LObkP_RJgONn7xO9...I2C8HkohEk]
Se è così, non si chiama cartina al tornasole, ma cartina all'indicatore universale.

Quando alla soluzione acquosa di HCO3(-) aggiungi CO2 soffiandoci dentro aria (quando inspiriamo aria la quantità di CO2 è minore di quella c'è quando espiriamo aria), una parte di CO2 reagisce con l'H2O e forma H2CO3; nella soluzione acquosa che si ottiene è presente una quantità maggiore di H2CO3 rispetto alla soluzione del solo HCO3(-), quindi questa soluzione ha una capacità tamponante maggiore della sola soluzione acquosa di HCO3(-).
Mi aspetto che la soluzione HCO3(-) + CO2 abbia un pH compreso tra 5,3 e 7,3 all'incirca.
Che pH avete ottenuto sperimentalmente?

Non mi dispiacerebbe vedere la tabella con tutti i valori di pH che hai misurato.

La relazione è corretta, ma sarebbe bene che tu la completassi con le reazioni che avvengono.
Non so che scuola frequenti e che livello di approfondimento è richiesto dalla tua docente, quindi vedi tu.
Ci sono però due errori:
- scopo: sperimentare il funzionamento del tampone acido carbonico - carbonato acido di sodio
- l'H2O non è una soluzione acquosa, ma un liquido puro, quindi devi correggere la dicitura "soluzione acquosa (H2O)" semplicemente con "H2O".
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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