DIARIO DI BORDO
DOCENTE PIERA FERRARIO
SCUOLA MEDIA STATALE
“A. DE FERRARIIS”
GALATONE
MISCUGLI E
SOLUZIONI
La trattazione di questo argomento è
avvenuta nell’ambito dello studio
dell’ acqua e
delle sue proprietà fisico - chimiche.
Sono stati analizzati i seguenti aspetti:
• Differenza tra miscugli eterogenei ed
omogenei.
• Conservazione della massa .
• Separazione dei componenti di una
soluzione.
• Soluzioni sature.
• Fattori che influenzano la solubilità dei
soluti.
• Proprietà colligative di una soluzione.
Partendo dalla loro esperienza di vita
e dalle conoscenze pregresse
i ragazzi hanno risposto :
“L’acqua non scioglie tutto”.
L’acqua scioglie bene le sostanze
liquide.
(il vino, l’aceto , l’olio …)
“L’acqua scioglie più facilmente le sostanze
fini rispetto a quelle grosse.”
il sale grosso non si scioglie come quello fino
il latte non scioglie il cioccolato in pezzi ma
solo quello in polvere …..
“L’ acqua calda scioglie meglio di quella
fredda.”
il latte caldo scioglie prima il nesquik
il tè bollente scioglie lo zucchero più rapidamente
dalle osservazioni effettuate i ragazzi
dimostravano di intuire le relazioni esistenti tra
• temperatura e solubilità
• granulometria del materiale e solubilità.
•
Le loro affermazioni hanno fornito lo spunto
per avviare l ’indagine sperimentale
Ho messo a disposizione dei ragazzi
dell’acqua
e varie sostanze: alcool, olio, vino, aceto
e ho proposto loro di verificare le loro
ipotesi.
I ragazzi hanno miscelato
alcune sostanze in fase liquida
alcool, olio, aceto, vino
con acqua
ed altre in fase solida con acqua
sabbia, farina, sale fino, sale grosso,
zucchero, solfato di rame
per verificare
l’influenza della
temperatura sulla
Solubilità,
hanno riscaldato
in un becher dell’acqua
con sale grosso
Dall’osservazione delle miscele ottenute i
ragazzi hanno colto analogie e
differenze nel comportamento delle
varie sostanze
e le hanno riportate sul diario di bordo.
Il sale fino, il sale grosso, lo zucchero,
l’ alcool denaturato, il solfato di rame,
si sciolgono completamente
lasciando l’acqua limpida o leggermente
colorata
La sabbia e la farina non si sciolgono e
rimangono ben visibili.
il sale grosso si scioglie più lentamente
rispetto a quello fine
l’olio non si scioglie ma rimane in
superficie
• Questa esperienza ha permesso ai
ragazzi di confermare o smentire le
ipotesi e di comprendere
• la differenza tra un miscuglio
eterogeneo, soluzione, emulsione.
• il significato dei termini specifici quali
soluto e solvente .
• L’ influenza della temperatura sulla
velocità di solubilizzazione.
A conclusione dell’ attività i ragazzi hanno
riportato nel diario di bordo esperienze familiari
collegate a quanto sperimentato.
Caterina ha detto che fa' una soluzione quando
scioglie il bicarbonato nell’acqua.
Martina ha scritto che si fa' una soluzione quando
si scioglie nell’acqua una bustina di medicinale e
quando si sala l’acqua per cucinare.
OSSERVAZIONE QUANTITATIVA
LA CONSERVAZIONE DELLA
MASSA NEI MISCUGLI E NELLE
SOLUZIONI
• I ragazzi
ragazzi hanno
hanno preparato
preparato dei
dei miscugli
con 100 ml
di100
solvente
e 10 g di soluto
miscugli
con
ml di solvente
e 10
g di soluto
Pesando i miscugli ottenuti e riportando
i dati in una tabella
• pesando i miscugli ottenuti e
riportando i dati in tabella
Massa Soluto
(g)g
10
Massa Solvente
(g) g
100
Massa totale (g)
Acqua alcool
10 g
100 g
110 g
Acqua olio
10 g
100 g
110 g
Acqua sabbia
10 g
100 g
110 g
Acqua cloruro
sodio
110 g
hanno verificato il principio di
conservazione delle masse.
SEPARAZIONE
DEI COMPONENTI DEI
MISCUGLI
I ragazzi hanno facilmente intuito che
potevano separare i componenti dei
miscugli attraverso semplici procedure
quali
• la sedimentazione
• la filtrazione
• la decantazione del miscuglio.
Con l’uso di un becher
e di un colino hanno
separato e recuperato
la sabbia già sedimentata
sul fondo del recipiente .
Per filtrazione, utilizzando
carta da filtro appoggiata
su un imbuto, inserito in un
cilindro graduato, hanno
recuperato la farina
in sospensione .
Comprendere se e come è possibile separare i
componenti delle soluzioni è stato meno
immediato.
• La maggior parte degli alunni riteneva di non
poter effettuare la separazione.
• Alcuni pensavano di riuscirci ricorrendo ai
metodi meccanici utilizzati in precedenza .
• Solo un’ alunna ha intuito che attraverso
l’evaporazione dell’acqua avrebbe potuto
separare il cloruro di sodio.
Leidy ha motivato la sua risposta individuando
un‘analogia tra la situazione esaminata e
l’ evaporazione dell’ acqua di una pozzanghera
che lascia il fango sul fondo.
Con l’ausilio di un fornellino elettrico,
si è proceduto all’ evaporazione
dell’ acqua ottenendo la cristallizzazione
del sale.
Durante lo svolgimento dell’esperienza
Luca ha osservato che questo stesso fenomeno è
visibile in natura
sui litorali
rocciosi dove l’acqua
del mare evaporando
deposita il sale
sul fondo delle
conche .
Tonio ha ricordato che dopo un bagno in mare,
quando ci asciughiamo,rimangono delle
tracce di sale sulla
nostra pelle e
sul costume.
I ragazzi grazie alle esperienze effettuate hanno
compreso che
• è possibile recuperare i componenti di un
miscuglio eterogeneo utilizzando metodi
meccanici.
• è possibile recuperare i componenti di una
soluzione attraverso i passaggi di stato.
• Il fenomeno esaminato si chiama
cristallizzazione del sale.
SOLUZIONI SATURE
CONCENTRAZIONE DI UNA
SOLUZIONE
• La maggior parte dei ragazzi ha
risposto che si può sciogliere tutto il
sale aggiunto, continuando a
mescolare la soluzione.
• Altri non erano del tutto convinti di
questa possibilità.
Li ho invitati a verificare le loro ipotesi.
I ragazzi partendo dalla soluzione contenente
100 g di H2O e 10 g di NaCl
hanno aggiunto quantità note di sale
mescolando ogni volta fino al completo
scioglimento del soluto.
I dati relativi alle aggiunte sono stati
riportati nella seguente tabella :
AGGIUNT
E
MASSA
SALE
MASSA SOLVENTE
10 g
100 g
MASSA SALE/
MASSA
SOLVENTE
10g/100g
+ 5g
15 g
100 g
15g/100g
+ 5g
20 g
100 g
20g/100g
+ 5g
25 g
100 g
25g/100g
+3g
28 g
100 g
28g/100g
+3g
31 g
100 g
31g/100g
I ragazzi hanno potuto
osservare e verificare
che dopo ogni aggiunta
occorreva mescolare la
soluzione più a lungo
per sciogliere il soluto.
All’ultima aggiunta
quando la soluzione
conteneva 31 g di NaCl
nonostante il loro
impegno
è stato
impossibile sciogliere
completamente il sale
che si è depositato
sul fondo del becher.
Durante lo svolgimento dell’esperienza ho
spiegato ai ragazzi che
• ad ogni aggiunta di sale la soluzione diventava
più CONCENTRATA , rispetto a quella di
partenza più DILUITA.
• all’ultima aggiunta quando si forma il
CORPO DI FONDO la SOLUZIONE è SATURA.
• la CONCENTRAZIONE di una soluzione si indica
come grammi di soluto in 100 g di soluzione.
• A conclusione dell’ attività i ragazzi
hanno osservato che anche nella vita
quotidiana si utilizzano
soluzioni
diluite, concentrate o sature .
• durante
i
pasti
si
possono
fare
soluzioni diluite di acqua e vino.
• se si versa troppo zucchero nella
tazzina di caffè si fa una soluzione
concentrata.
• l’acqua del mare ha una concentrazione
di sali maggiore dell’acqua dei fiumi e
dei laghi.
• nella produzione dei liquori casalinghi
si fanno delle soluzioni sature di acqua
e zucchero.
INFLUENZA DELLA
TEMPERATURA
SULLA SOLUBILITA’ DI UN
SOLUTO
Ilaria basandosi su un’ esperienza di vita
quotidiana ha suggerito di scaldare la
soluzione.
L’alunna aveva infatti osservato che quando
la mamma prepara i liquori per sciogliere
grandi quantità di zucchero, riscalda l’ acqua.
Con l’ausilio
del fornellino
elettrico abbiamo
quindi scaldato la
soluzione fino a
far sciogliere
tutto il sale
Gli alunni grazie a questa esperienza hanno
compreso che la temperatura della soluzione
influisce anche sulla solubilità del soluto.
PROPRIETA’
COLLIGATIVE
DELLE SOLUZIONI
I ragazzi hanno
preparano una soluzione
con 150 ml di H2O e
25 g di Na Cl.
Riscaldandola sul fornello
elettrico hanno rilevato
la temperatura ad
intervalli di tempo
regolari.
Le misurazioni
effettuate sono
state riportate
nella seguente
tabella .
Dalla quale i
ragazzi hanno
costruito un
grafico.
TEMPO
TEMPERATURA
1’
35°
2’
60°
3’
90°
4’
104°
5’
105°
6’
105°
7’
105°
8’
105°
9’
105°
10’
106°
11’
107°
12’
109°
13’
109°
l14’
15’
111°
112°
Questa esperienza ha permesso di verificare
• che l’ebollizione di una soluzione avviene ad una
temperatura superiore a quella dell’acqua pura .
• che è necessario fornire più calore per ottenere il
passaggio di stato.
• che dopo la sosta termica la temperatura della
soluzione riprende nuovamente a salire perché la
soluzione diventa via via più concentrata.
La comprensione di questi fenomeni non è risultata
semplice ed immediata per i ragazzi.
E’ seguita quindi una discussione guidata che ha
consentito di richiamare conoscenze pregresse utili
alla loro comprensione.
• Risponde subito Andrea perché quando è
andato in montagna il papà gli ha detto che
serve ad evitare che si formi il ghiaccio.
Ma perché il sale evita la formazione del
ghiaccio?
• Luca ed altri comprendono che come la
presenza del sale aumenta la temperatura di
ebollizione dell’acqua così può modificare la
temperatura di fusione del ghiaccio.
Decidiamo di provare.
• I ragazzi triturano due cubetti di ghiaccio e li
pongono in un recipiente.
• Con un termometro misurano la temperatura
di fusione del ghiaccio essa è di 0°C.
• Successivamente aggiungono nel
contenitore due cucchiaini di sale fino,
miscelano il tutto e misurano la temperatura
di fusione della soluzione
• i ragazzi rilevano un brusco abbassamento
della temperatura fino a – 13 °C.
- Con questa esperienza i ragazzi verificano che anche questa
volta la presenza del sale modifica la temperatura di fusione
del ghiaccio.
- Una soluzione salina fonde ad una temperatura molto
inferiore a quella dell’acqua pura pertanto la solidificazione di
una soluzione richiede la sottrazione di una maggiore
quantità di calore rispetto a quella del solvente puro.
- Il sale gettato sulle strade riduce il pericolo di formazione di
ghiaccio a temperature prossime allo zero.
Le misurazioni effettuate sono state riportate
nella seguente tabella dalla quale i ragazzi
hanno
costruito un grafico.