Beatrice Luoni
cl. IV G
Data: 26/02/11
a.s. 2010/2011
Luogo: laboratorio di fisica del liceo
Materiale utilizzato
Premessa teorica
Montaggio dell’esperienza
Tabella dati
Grafici
Conclusioni
• Treppiede con applicata una pinza per provette
• Treppiede piccolo con reticella rompifiamma
• 2 baker (uno con capacità massima 600 ml l’altro da 400 ml )
• 1 termometro a mercurio (già inserito nella provetta)
• Fornelletto ad alcool
• Patina
• Acqua
• Provetta
• Acido stearico
• Fiammiferi
• Cronometro
• Bacchetta di plastica come agitatore
• Il calore è il trasferimento dell'energia termica tra due o più sistemi fisici.
Tale trasferimento può essere dovuto alla differenza di temperatura oppure al
passaggio di fase, avendo rispettivamente il calore sensibile ed il calore
latente. Unità di misura SI [J ]
• La temperatura è definita in vari modi, più semplicemente è la misura di
quanto un corpo è caldo o freddo, quindi della velocità delle molecole che lo
compongono. Oppure viene fornita la seguente definizione: Grandezza fisica
che esprime la condizione termica di un corpo, cioè la sua capacità di
scambiare calore con un altro corpo o con l'ambiente.
• I passaggi di stato sono delle trasformazioni fisiche (trasformazioni in cui
l’identità delle sostanze non varia) in cui al variare della temperatura e della
pressione le sostanze pure o miscele possono passare da uno stato fisico ad
un altro.
• I passaggi di stato sono:
- fusione: passaggio da stato solido a quello liquido
- solidificazione: passaggio dallo stato liquido a quello solido
- evaporazione o ebollizione: passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme
- condensazione: passaggio dallo stato aeriforme a quello liquido
- sublimazione: passaggio dallo stato solido a quello aeriforme
- brinamento: passaggio dallo stato aeriforme a quello solido
• Nei passaggi di stato è presente la condizione in cui la temperatura rimane
costante ed è chiamata sosta termica. La sosta termica avviene durate la
fusione o evaporazione perché il calore fornito serve a vincere le forze
d’attrazione tra le particelle del solido o liquido che assumono maggiore
libertà di movimento. Il calore fornito quindi non provocando aumento di
temperatura della sostanza è detto calore latente, cioè nascosto. Le soste
termica avviene anche durante le condensazione e la solidificazione.
L’acido stearico (nome sistematico IUPAC : acido ottadecanoico) è un acido
grasso saturo che si può ricavare da molti grassi ed olii animali e vegetali.
Allo stato solido ha un colore cereo e la sua formula chimica è C18H36O2. Il
suo nome viene dal greco ”stéar” (genitivo: stéatos), che significa sego. I
sali e gli esteri dell’acido stearico sono chiamati stearati.
Produzione
L'acido stearico è preparato trattando il grasso animale con acqua ad alta
pressione e alta temperatura, che produce l’idrolisi dei trigliceridi. Può
anche essere ottenuto dall’idrogenazione di alcuni oli vegetali insaturi. Il
comune acido stearico è in realtà una miscela di acido stearico e acido
palmitico. Lo si usa per realizzare candele, saponi e pastelli ad olio.
L'acido stearico è utile come ingrediente nel
fare candele, saponi, plastica, pastelli dell'olio. E’ usato per indurire i saponi,
specialmente quelli ha fatto con olio vegetale, per produrre un effetto
madreperlaceo in shampoo, in saponi ed in altri prodotti cosmetici. Inoltre è
utilizzato con semplice zucchero o sciroppo di amido come agente indurente
dentro caramelle.
L'acido stearico subisce le reazioni tipiche degli acidi carbossilici saturati,
considerevolmente riduzione a alcool stearilico ed esterificazione con una
gamma di alcool.
Acido stearico
Nome di IUPAC
acido ottadecanoico
Proprietà
Formula molecolare
C18H36O2
Massa molare
284.47724
Densità
0.847 g/cm3 a °C 70
Punto di fusione
°C 69.6
Punto di ebollizione
°C 383
L’acido stearico dai noi utilizzato probabilmente perché non era puro presentava
temperatura di fusione tra 53-59° C.
• Riempire il baker più grande con 350 ml di acqua circa.
• Posizionare questo baker sopra il treppiede (quello piccolo) e immergere
nell’acqua la provetta contenente acido stearico, sorretta dalla pinza
agganciata al treppiede più grande (l’acido stearico deve essere
completamente immerso nell’acqua ma la provetta non deve toccare il fondo
del baker).
• Accendere il fornelletto ad alcool e porlo sotto il treppiede.
• Predisporre una tabella in cui sia inserita la temperatura dell’acqua ogni
minuto ( a tempo= 0 la temperatura deve essere quella dell’acqua a
temperatura ambiente).
• Registrare quindi l’aumento della temperatura fino ad arrivare a 80° C circa
( ovvero far passare un minuto dopo il termine della sosta termica).
•Raggiunta la temperatura di 80°C estrarre la provetta dal baker , riempire
l’altro baker con 250 ml di acqua del rubinetto a temperatura ambiente più
50 ml di acqua calda del primo baker utilizzato, miscelare con l’agitatore.
• Compilare una tabella identica alla precedente, ma la registrazione della
temperatura deve essere effettuata ogni 30 secondi.
• Realizzare rispettivamente una curva di fusione
e una di solidificazione con i dati ottenuti
Tabella fusione
Tempo (min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Temperatura (°C)
19
19
20
23
26
29
33
36
40
44
47
50
52
54
55
56
57
60
80
Tempo (min)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
11,5
12
12,5
13
13,5
14
Temperatura (°C)
80
59
56
54
53
53
53
52
52
51
51
50
49
48
47
46
44
42
41
39
38
36
35
34
34
33
33
32
32
Tabella
solidificazione
Nel seguente grafico sulle ascisse è presente il numero della misurazione,
ogni misurazione è stata effettuata ogni minuto (misurazione n°1 = tempo 0).
Curva di fusione dell'acido stearico
85
80
75
70
65
Temperatura (°C)
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Numero misurazioni
12
13
14
15
16
17
18
19
Nel seguente grafico sulle ascisse è presente il numero della misurazione,
ogni misurazione è stata effettuata ogni trenta secondi (misurazione n°1 =
tempo 0), non ogni minuto, gli indicatori in blu si riferiscono alla sosta
termica.
Curva di solidificazione dell'acido stearico
85
80
75
70
65
Temperatura (°C)
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Numero misurazioni
Temperatura (°C)
Nel seguente grafico sulle ascisse è presente il numero della misurazione,
ogni misurazione è stata effettuata ogni minuto (misurazione n°1 = tempo 0).
Curva di fusione e solidificazione dell'acido stearico
84
81
78
75
72
69
66
63
60
57
54
51
48
45
42
39
36
33
30
27
24
21
18
15
12
9
6
3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Numero misurazioni
Osservando i dati registrati si può capire che l’acido stearico, scaldato a
bagnomaria, prima si sia fuso (punto fusione circa 58°C) e successivamente,
dopo essere stato immerso in acqua tiepida, sia tornato velocemente allo stato
solido. Inoltre, come si può notare dal secondo grafico, durante la
solidificazione abbiamo registrato una sosta termica o pianerottolo (infatti alle
misurazioni n° 5,6,7 la temperatura è costante), ciò non è evidente nel grafico
della fusione perché non siamo in grado di effettuare delle misurazioni
sufficientemente precise. Quindi possiamo dire che la sosta termica è una
trasformazione isotermobarica.
Fonti
Stato
solido
Passaggio si Stato
stato
liquido
Stato
solido
Sito internet: www.fmboschetto.it
www.worldlingo.com/ma/enwiki/it/Stearic_acid