Cloruro di argento
Dic10

Cloruro di argento

Il cloruro di argento si rinviene in natura nel minerale clorargirite che può presentarsi in diverse colorazioni tra cui giallo, viola, verdastro, grigio o marrone chiaro. Allo stato solido il cloruro di argento cristallizza secondo un reticolo cubico a facce centrate analogo al cristallo di cloruro di sodio. Il cloruro di argento è un composto di colore bianco avente formula AgCl caratterizzato dalla sua scarsa solubilità in acqua. Dal valore del prodotto di solubilità che è pari a 1.77 ∙ 10-10 si ha infatti che la solubilità molare vale √ 1.77 ∙ 10-10 = 1.33 ∙ 10-5 M quindi in un litro di acqua infatti si solubilizzano 1.33 ∙ 10-5 mol/L ∙ 1 L ∙ 143.32 g/mol =0.00191 g di AgCl. A causa della sua scarsa solubilità in acqua il cloruro di argento può essere ottenuto per precipitazione da soluzioni di nitrato di argento e cloruro di sodio secondo la reazione: AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) La scarsa solubilità del cloruro di argento viene sfruttata per determinare se in una soluzione sono presenti ioni cloruro aggiungendo un sale solubile di argento. Grazie alla capacità dell’argento di formare complessi, sebbene il cloruro di argento sia scarsamente solubile in acqua, può solubilizzarsi, ad esempio, in soluzioni di ammoniaca con la quale forma il complesso diamminoargento secondo la reazione: AgCl(s) + 2 NH3(aq) → [Ag(NH3)2]–(aq) + Cl–(aq) Il cloruro di argento è una sostanza fotosensibile infatti se esposto alla luce solare si decompone secondo la reazione: 2 AgCl(s) → 2 Ag(s) + Cl2(g) Il cloruro di argento viene utilizzato nelle lenti fotocromatiche che si scuriscono, secondo una reazione reversibile, quando vengono esposte alla luce solare ritornando allo stato trasparente quando la luce scompare. La variazione del colore in funzione della luce è dovuta a reazioni di ossidoriduzione. Infatti al vetro della lente costituito da silicati che è  di norma trasparente vengono aggiunti durante la lavorazione, quando il vetro è allo stato fuso, cloruro di argento e cloruro di rame (I). Una caratteristica del cloruro di argento è quella di essere suscettibile all’ossidazione e alla riduzione in presenza di luce secondo le due semireazioni: semireazione di ossidazione: Cl– → Cl + e– semireazione di riduzione: Ag+ + e– → Ag in cui lo ione cloruro viene ossidato per dare cloro in forma atomica e un elettrone che viene trasferito allo ione argento che si riduce diventando argento metallico. Questi atomi si raggruppano tra loro bloccando la trasmissione della luce e rendono la lente scura. La presenza del cloruro di rame (I) garantisce la reversibilità del processo infatti allontanando le lenti dalla luce l’atomo di cloro reagisce con lo ione rame (I)...

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Reazione camaleonte
Dic08

Reazione camaleonte

Una reazione chimica è una trasformazione della materia in cui si rompono i legami presenti nei reagenti e si formano nuovi legami nei prodotti di reazione. Per molte reazioni non si notano manifestazioni visibili mentre per altre si possono verificare fenomeni ad esse associati quali, ad esempio, precipitazione, formazione di gas, variazione di temperatura e variazione di colore. Questo tipo di reazioni sono spesso spettacolari e costituiscono motivo di stupore per i profani. Tra le tante reazioni che destano meraviglia vi è la reazione camaleonte ovvero una reazione in cui avvengono più variazioni di colore. Questa reazione è una reazione di ossidoriduzione in cui le variazioni di colore sono dovute ai vari colori che assume il manganese al variare del suo numero di ossidazione. Per realizzare questa reazione occorre preparare due soluzioni: soluzione A: solubilizzare circa 2 mg di KMnO4 in 50 mL di acqua distillata. Non eccedere nella quantità di permanganato di potassio in quanto impartirebbe una colorazione troppo scura alla soluzione soluzione B: solubilizzare circa 6 g di saccarosio e 10 g di idrossido di sodio in 750 mL di acqua distillata agitando con un’ancoretta magnetica. Quando le due soluzioni vengono mescolate il permanganato di potassio si riduce mentre il saccarosio si ossida. Questo processo avviene in due stadi: nel primo stadio il permanganato di colore viola in cui il manganese ha numero di ossidazione +7 viene ridotto a ione manganato in cui il manganese ha numero di ossidazione +6 che è di colore verde secondo la semireazione di riduzione: MnO4– + 1 e– → MnO42- Quando inizia la reazione sono presenti sia lo ione permanganato che lo ione manganato e la soluzione appare blu. Quando tutto il permanganato si è ridotto a manganato la soluzione diventa verde. Successivamente la soluzione verde il manganato viene ulteriormente ridotto, in ambiente basico a biossido di manganese in cui il manganese ha numero di ossidazione + 4 MnO42- + 2 H2O + 2 e– → MnO2 + 4 OH– Mano a mano che si forma il biossido di manganese la soluzione appare gialla ed infine marrone. Un bell’esempio di reazione chimica in cui viene utilizzato il manganese che è un metallo di transizione che uno che presenta più numeri di ossidazione e ciascuna specie è caratterizzata da un diverso...

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Formulario: la mole
Dic07

Formulario: la mole

La mole è l’unità di misura della quantità di sostanza ed è una delle grandezze del Sistema Internazionale. Quando si bilancia una reazione chimica i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli. Consideriamo ad esempio la reazione bilanciata 4 FeS + 7 O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO2 Supponiamo di aver pesato 8.79 g di Fe e vogliamo sapere quanti grammi di Fe2O3 si ottengono dalla reazione. Poiché i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli e non tra i grammi quindi abbiamo la necessità di conoscere le moli di FeS. Una volta conosciute le moli di FeS poiché il rapporto stechiometrico tra FeS e Fe2O3 è di 4:2 (ovvero di 2:1) conosciamo le moli di Fe2O3 ottenute da cui possiamo calcolare i grammi. E’ quindi necessario saper convertire i grammi in moli e viceversa sin dal primo approccio alla chimica sia in ambito di studi più avanzati. Questa operazione può essere effettuata in vari modi usando formule specifiche ma spesso gli studenti alle prime armi fanno confusione e, a volte, non sono in grado di ricavare le formula inversa. Tutti gli studenti, anche del primo anno delle superiori, sono comunque in grado di risolvere una proporzione quindi si può utilizzare sia nel passaggio da grammi a moli che nel passaggio da moli a grammi la seguente e unica formula: massa di sostanza (in grammi) / moli di sostanza = massa molare (in grammi) / 1 mole Come si può notare questa è un’uguaglianza tra due rapporti ovvero una proporzione pertanto possiamo scrivere: massa di sostanza (in grammi): moli di sostanza = massa molare (in grammi) : 1 mole Ritorniamo ora al problema iniziale: si hanno 8.79 g di FeS che dobbiamo convertire in moli ovvero abbiamo la massa di sostanza espressa in grammi. Per conoscere le moli dobbiamo solo calcolare la massa molare sommando le masse atomiche: massa molare di FeS = 55.85 + 32.065 = 87.9 Ciò implica che, approssimando, 1 mole di FeS ha una massa di 87.9 g Non ci resta che sostituire i dati nella proporzione: 8.79 g : moli di sostanza = 87.9 g : 1 mole L’incognita è un medio dato dal prodotto dei due estremi diviso l’altro medio ovvero: moli di sostanza = 8.79 g ∙ 1 mole/ 87.9 g = 0.100 Poiché il rapporto tra FeS e Fe2O3 è di 2:1 anche in questo caso si può usare una proporzione: 2:1 = 0.100:x Da cui x = moli di Fe2O3 = 0.100 ∙1/2 = 0.0500 A questo punto conosciamo le moli di Fe2O3  ottenute che dobbiamo convertire in grammi. Determiniamo la massa molare di Fe2O3. (2 ∙...

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Metodi per la determinazione dei cloruri
Dic05

Metodi per la determinazione dei cloruri

I cloruri sono normalmente presenti nelle acque ma al di sopra di una certa soglia, impartiscono caratteristiche organolettiche negative e costituiscono un indice di inquinamento in quanto la loro presenza oltre un limite di 250 mg/L può essere dovuta a fonti quali scarichi industriali o presenza di liquami domestici o zootecnici. La determinazione dei cloruri può essere effettuata tramite titolazione argentometrica usando, come titolante, una soluzione standardizzata di nitrato di argento AgNO3. Per la determinazione del punto finale possono essere usati diversi metodi e quindi diversi indicatori: Lo ione cromato CrO42- (Metodo di Mohr) Lo ione ferro (III) (Metodo di Volhard) La fluoresceina (metodo di Fajans) Metodo di Mohr Alla soluzione da titolare, quale indicatore, viene aggiunto lo ione cromato in genere sotto forma di cromato di potassio. Aggiungendo il titolante alla soluzione contenente ioni cloruro precipiterà per primo il cloruro di argento; quando tutto il cloruro di argento è precipitato in soluzione non sono più presenti ioni cloruro pertanto lo ione Ag+ formerà un precipitato rosso mattone costituito da cromato di argento Ag2CrO4 la cui comparsa indica che si è raggiunto il punto finale della titolazione Metodo di Volhard Un eccesso noto di soluzione standard di nitrato di argento viene aggiunto al campione e lo ione Ag+ in eccesso viene retrotitolato con una soluzione standard di tiocianato con formazione del tiocianato di argento. Quando tutto lo ione argento ha reagito lo ione tiocianato reagisce con il Ferro (III) contenuto nella soluzione quale indicatore e la soluzione appare di colore rosso. Metodi di Fajans Il titolante costituito da nitrato di argento che con il cloruro forma un sale poco solubile; quale indicatore si utilizza un indicatore per adsorbimento come la fluoresceina che si adsorbono sul precipitato conferendogli una colorazione caratteristica. All’inizio della titolazione prevale la concentrazione dello ione cloruro e il precipitato di cloruro di argento, trovandosi in eccesso di cloruro adsorbe sulla superficie ioni Cl– e la soluzione appare giallo-verde. Appena dopo il punto equivalente cioè in debole eccesso di ioni Ag+ il precipitato tende ad adsorbire sulla sua superficie tali ioni. Questo prodotto di adsorbimento tende a sua volta ad adsorbire l’anione fluorescinato con formazione del fluorescinato di argento di colore rosso che evidenzia il punto finale della titolazione. Il progresso delle titolazioni può essere seguito per via potenziometrica utilizzando un elettrodo iono-selettivo costituito da una membrana insolubile nella soluzione dell’analita e contenente l’analita di interesse come ad esempio solfuro di argento/cloruro di argento. La membrana è posta alla fine di un tubo di plastica ed è a contatto con la soluzione dell’analita e all’interno del tubo vi è una soluzione di riferimento contenente una soluzione con concentrazione di...

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Ammoniti
Dic03

Ammoniti

Le ammoniti sono animali di ambiente marino comparsi circa 400 milioni di anni fa ed estintisi circa 65 milioni di anni fa. La conchiglia delle ammoniti ha una tipica forma di spirale avvolta che ha da sempre affascinato per la sua armonia e su cui si sono interessati i matematici che ritrovano in questa forma come la matematica sia il linguaggio della natura. Nella serie di Fibonacci in cui ogni numero della serie è uguale alla somma dei due che lo precedono si ha che il rapporto tra un numero e quello che lo precede è un numero irrazionale le cui prime cifre sono 1.618. Una spirale logaritmica la cui figura è analoga a quella delle ammoniti in cui il rapporto tra raggi consecutivi è pari a 1.618 viene detta aurea. Il rapporto aureo rappresenta la congiunzione tra la natura e la matematica, il punto di incontro tra l’armonia del cosmo e il modello matematico che lo rappresenta. Le ammoniti non rappresentano solo l’oggetto di studi dei matematici ma anche dei chimici se si considera che vengono citate come esempio per visualizzare i composti chirali. Ma anche la composizione chimica ha la sua importanza: il loro guscio è costituito da carbonato di calcio sotto forma di aragonite che cristallizza nella classe rombica bipiramidale ed è una fase metastabile. Nel corso del tempo il carbonato di calcio, presente sotto forma di aragonite, si trasforma nella sua forma più stabile ovvero sotto forma di calcite che in genere ha una struttura romboedrica. I sali minerali contenuti nelle acque si infiltrano nei pori e nelle cavità microscopiche dando luogo al fenomeno della permineralizzazione da cui si ottengono fossili contenenti una buona parte del loro materiale originario. In sedimenti marini ad alto contenuto di disolfuro di ferro noto come pirite o oro degli stolti o contenenti biossido di silicio i tessuti dell’organismo vengono sostituiti da tali sostanze minerali. Nel primo caso avviene la piritizzazione e l’ammonite assume un tipico colore giallo brillante mentre nel secondo caso avviene la silicizzazione l’ammonite assume un tipico colore...

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