Reazioni Chimiche Inorganiche

Si versa nella provetta la soluzione azzurra di solfato rameico. Il colore intenso è dovuto agli ioni Cu²⁺ in soluzione. Viene preparato anche il nastro di magnesio che verrà inserito nella soluzione al passo successivo.

Si immerge con le pinzette un nastro di magnesio nella soluzione di CuSO₄. La reazione ha inizio quasi immediatamente: la soluzione comincia a schiarirsi e sulla superficie del nastro appaiono i primi depositi di rame metallico rosso-arancio. Il Mg si ossida cedendo elettroni agli ioni Cu²⁺, che si riducono a Cu⁰ metallico.

Al termine della reazione, sul fondo della provetta si raccoglie un precipitato rosso-marrone di rame metallico (Cu⁰). La soluzione, inizialmente azzurra, risulta ora quasi incolore, a indicare il consumo degli ioni Cu²⁺. Il magnesio si è dissolto completamente, passando in soluzione come ioni Mg²⁺.

Con la pipetta Pasteur si preleva la soluzione di cloruro di sodio dal becher etichettato. Entrambe le soluzioni sono incolori e limpide.

Non appena la soluzione di NaCl viene a contatto con quella di AgNO₃, si forma istantaneamente un precipitato bianco flocculoso di cloruro di argento. Il mescolamento di due liquidi completamente incolori produce un solido bianco denso in modo immediato e vistoso.

Lasciando riposare la provetta, il precipitato bianco di AgCl sedimenta progressivamente sul fondo. La soluzione sovrastante rimane incolore, confermando che la reazione ha consumato completamente gli ioni reagenti.

Lasciando la provetta esposta alla luce ambiente, il precipitato bianco di AgCl si scurisce progressivamente fino a diventare grigio-violaceo. Questo è un fenomeno di fotodecomposizione: i fotoni visibili/UV forniscono energia sufficiente a ridurre lo ione Ag⁺ a argento metallico (Ag⁰) in forma di nanoparticelle grigie, liberando Cl₂ gassoso.

Nota: è lo stesso principio fisico alla base della fotografia analogica (dagherrotipo, pellicola ai sali d’argento).

Con la pipetta Pasteur si preleva la soluzione incolore di nitrato di piombo(II) dal becher e la si distribuisce nelle provette della rastrelliera. La soluzione è completamente limpida e incolore.

Si aggiunge la soluzione di ioduro di potassio alla provetta contenente il nitrato di piombo. La reazione avviene istantaneamente: le due soluzioni incolori danno luogo a un vistoso precipitato giallo brillante di ioduro di piombo(II), PbI₂. Il colore intenso è una delle osservazioni più spettacolari dell’intera sessione.

Con le pinzette si inserisce un granulo di calcio metallico nella provetta contenente la soluzione di HCl. La reazione ha inizio immediatamente e con grande vigore: si produce una forte effervescenza con rapido sviluppo di bolle di idrogeno gassoso. I granuli di calcio si consumano progressivamente fino alla completa dissoluzione.

Una volta esaurito il calcio metallico, l’effervescenza cessa. La soluzione risultante è limpida e quasi incolore (CaCl₂ in acqua). Si nota ancora qualche residuo di bollicine lungo le pareti, poi la provetta si stabilizza. Il calcio si è completamente disciolto come Ca²⁺(aq).

Per verificare la natura del gas prodotto, si raccoglie il gas in una provetta chiusa e si avvicina una fiamma. L’idrogeno brucia con un caratteristico “pop” sonoro (reazione tonante), confermando che il gas sviluppato è H₂ e non O₂.

Si versano quantità uguali di acqua distillata con la spruzzetta in due provette separate, che verranno usate in parallelo per il confronto termico.

Si aggiunge NaOH in una provetta e NH₄NO₃ nell’altra. Toccando la parete esterna si percepisce immediatamente la differenza: la provetta con NaOH si scalda (reazione esotermica), quella con NH₄NO₃ si raffredda fino a formare condensa o ghiaccio sull’esterno (reazione endotermica).

Si versa nel cilindro graduato la soluzione di perossido di idrogeno al 30% e si aggiungono alcune gocce di sapone liquido. Si mescola delicatamente. Il sapone è indispensabile: le sue molecole tensioattive intrappolano le bolle di O₂ che si formeranno, trasformando il gas in schiuma densa e stabile anziché lasciarlo disperdere nell’aria.

Si aggiunge rapidamente la soluzione di KI al cilindro. Gli ioni I⁻ catalizzano la decomposizione dell’H₂O₂: la velocità di reazione passa da quasi zero a estremamente elevata. L’O₂ prodotto in grande quantità viene intrappolato nel sapone, generando una colonna di schiuma calda e densa che fuoriesce rapidamente. La schiuma è calda perché la reazione è esotermica (ΔH = −98 kJ/mol). Al termine il KI è rigenerato intatto.

Si avvicina un fiammifero acceso alla schiuma prodotta. La fiamma aumenta di intensità: questo è il test classico per identificare l’ossigeno (O₂), che è un comburente e alimenta la combustione. La reazione non è tonante (nessun “pop”), confermando che il gas è O₂ e non H₂. Se fosse stato idrogeno avrebbe prodotto un caratteristico suono secco e la fiamma si sarebbe spenta dopo.