1. Progetto PON - Facciamo scienze
Attività 1 – Soluzioni e Miscugli
Esperimento 1: Separazione forzata
Scopo:
Osservare la separazione dei componenti di una emulsione
Materiali:
 Acqua
 Olio
 Sapone per piatti
 Inchiostro di china blu idrosolubile
 6 provettoni in plastica con coperchio
Procedimento:
1. Versare in un contenitore grande (1 bottiglietta in plastica o un bicchiere)
tanta acqua quanto serve per riempire 6 provettoni per 2/3.
2. aggiungere poche gocce di colorante fino ad ottenere una tonalità uniforme e
visibilmente scura.
3. aggiungere lentamente 1/3 in volume di olio nel provettone: sarà possibile
notare immediatamente la disposizione di una fase sull’altra.
4. agitare energicamente per 10 volte il provettone: si noterà che i due strati
sono scomparsi e al loro posto è presente un’emulsione grigiastra.
5. tenere il contenitore in mano ed osservare la separazione di fase
Risultati:
La fase iniziale dell’esperimento vede la formazione di una macroemulsione
con goccioline di olio disperse in acqua. La colorazione del sistema bifasico si
presenta grigiastra, ciò indica che nell’acqua sono ancora presenti moltissime
goccioline d'olio. Dopo un po’ di tempo di osservazione, si potranno
osservare tre strati come in figura.
Perché?
L’olio e l’acqua sono due fasi immiscibili. Agitando il contenitore si fornisce
l’energia tale da formare un’emulsione molto instabile, che inizia
immediatamente a separarsi nei tre strati visti in base al loro peso specifico
(densità). Il liquido meno denso (l’olio) tenderà a stratificare in alto nel
contenitore, l’emulsione a densità intermedia si disporrà al centro mentre
l’acqua più pesante si posizionerà al fondo del contenitore.

2. Olio con poche goccioline d’acqua
Emulsione O/A
Acqua con poche goccioline d’olio

3. Esperimento 2: Formazione dell’emulsione con tensioattivo
Scopo:
Osservare l’azione stabilizzante di un emulsionante su un’emulsione
olio/acqua
Materiali:
 Olio
 Inchiostro di china blu idrosolubile
 Provettoni in plastica con coperchio
 Acqua
 Sapone per piatti
Procedimento:
In 3 dei 6 provettoni dell’esperimento precedente, avendo cura di attendere
che le due fasi si siano completamente smiscelate dopo la precedente prova,
si aggiungono alcune gocce di detersivo per piatti. Contemporaneamente
verranno agitati per 10 volte tutti e dieci i provettoni, e ne verranno osservate
le variazioni. I provettoni contenti il sapone per piatti formeranno
un’emulsione stabile e biancastra, mentre quelli senza sapone formeranno di
nuovo velocemente i tre strati di partenza.
Perché?
La separazione di fase è ostacolata dalla presenza di tensioattivi
emulsionanti che stabilizzano l’interfaccia ritardando i fenomeni di
coalescenza e la smiscelazione. Il colore biancastro indica tipicamente la
presenza di goccioline nella fase disperdente.

4. Esperimento 3: Solubilità in acqua
Introduzione:
Una soluzione è una miscela tra una sostanza solubile (polveri) e una solvente
(acqua). Non tutte le polveri si sciolgono nell’acqua, e la loro capacità di
dissolversi è dipendente dalla temperatura del sistema.
Mettendo insieme sostanze DIVERSE è possibile ottenere:
· MISCUGLI (le sostanze mantengono caratteristiche proprie)
· SOSPENSIONI (le sostanze restano sospese nell’acqua)
· SOLUZIONI (le sostanze si sciolgono nell’acqua)
Scopo:
Osservare come le diverse polveri si sciolgono in acqua in dipendenza della
temperatura
Materiali:
 Acqua
 Polveri varie: zucchero, sale, caffè, bicarbonato di Sodio, farina bianca, farina
gialla
 Agitatore/riscaldatore magnetico
 Magnetino
 Becker
 Termometro digitale
Procedimento:
1. Produrre e compilare una scheda per rendere partecipi i bambini
sull’esperienza di laboratorio, chiedendo loro quale delle sostanze indicate è
realmente solubile in acqua e quale no.
2. Versare l’acqua nel becker quindi disporre tutto sull’heater con il magnetino.
3. Verificare la differenza di solubilizzazione prima a T ambiente, poi a T
superiori delle sostanze usate.
Risultati:
Alcune delle polveri usate si scioglieranno perfettamente in piccole quantità
anche nell’acqua a temperatura ambiente, per quantità maggiori sarà
necessario un aumento della temperatura. Altre sostanze formeranno
semplicemente dei miscugli e non si scioglieranno in acqua neanche alle alte
temperature.
Perché?
In chimica per solubilità si intende la quantità massima di soluto che si
scioglie in una quantità fissa di un solvente ad una temperatura specificata.

5. Una soluzione si dice satura quando, in una data quantità di solvente a una
certa temperatura, non è possibile sciogliere ulteriore soluto.
Il rapporto tra soluto e solvente per unità di soluzione è espressa dalla
concentrazione.
La solubilità di un certo soluto in un certo solvente dipende, oltre che dalle
caratteristiche delle due sostanze, anche dalla temperatura e dalla pressione.
In generale (ma non sempre è così) l'aumento della temperatura coincide con
l’aumento della solubilità delle sostanze solide, e con la diminuzione della
solubilità delle sostanze gassose; una riprova di questo fenomeno può essere
rilevata dal fatto che i mari tropicali, più caldi, sono più "salati" e con meno
nutrienti di quelli glaciali.
Fac-simile scheda: Temperatura ambiente
SOLUBILI SI NO VERIFICA SI NO
Zucchero X X
Sale X X
Farina Gialla X X
Farina Bianca X X
Caffè X X
Bicarbonato di
Sodio X X
Fac-simile scheda: Temperatura elevata
SOLUBILI SI NO VERIFICA SI NO
Zucchero X X
Sale X X
Farina Gialla X X
Farina Bianca X X
Caffè X X

6. Esperimento 4: Concentrazione e diversa colorazione
Introduzione:
La concentrazione di una soluzione è una grandezza che esprime il rapporto
tra la quantità di soluto e la quantità di solvente.
In chimica una soluzione è un sistema omogeneo che può essere decomposto
per mezzo di metodi fisici.
Nelle soluzioni generalmente si usa chiamare soluto o fase dispersa la
sostanza (o le sostanze) in quantità minore e solvente o fase disperdente la
sostanza in quantità maggiore.
Scopo:
Osservare gli effetti dovuti ad un aumento della concentrazione sulle
caratteristiche di una soluzione.
Materiali:
 Acqua
 colorante
 Provette e portaprovette
Procedimento:
Versare lo stesso quantitativo di acqua in 4 provette e versare un contenuto
crescente di colorante.
Risultati:
La tonalità di colore appare più decisa nelle provette a più alta
concentrazione di colorante.
Perché?
A parità di volume (o massa) d’acqua immessa nelle provette, si è
somministrato un contenuto crescente di colorante: l’incremento della
concentrazione di colorante nella provetta consente di fatto di avere un
numero maggiore di pigmenti a parità di unità di volume, dando una
tonalità di colore visibilmente più intensa

7. Esperimento 5: Reazione chimica per produrre acetato di sodio
Introduzione:
Una reazione chimica è una trasformazione della materia in cui uno o più
reagenti iniziali si modificano per generare i prodotti. I prodotti di reazione
possono essere gas anche se i reagenti sono liquidi o solidi (ad esempio la
combustione).
Materiali:
 Acqua
 Acido acetico
 Bicarbonato di sodio
 Beuta
 Palloncino
Procedimento:
Preparare una beuta piena a metà di acqua e 1 cucchiaio di acido acetico. In
un palloncino versare alcuni cucchiaini di bicarbonato di sodio in modo tale
da ottenere una soluzione concentrata. Applicare il palloncino sul collo della
beuta, quindi riversarne il contenuto nella stessa. A contatto con l’acqua e
l’aceto avverrà la reazione chimica.
Risultati:
La reazione sviluppa gas e il palloncino applicato sulla beuta inizia a
gonfiarsi.
Perché:
E' avvenuta una reazione chimica fra il bicarbonato (sostanza basica) e
l'acido acetico (sostanza acida). Queste due sostanze hanno reagito fra loro,
producendo un sale, acqua ed anidride carbonica. E' stato proprio questo gas
a produrre le bollicine osservate. In generale, le sostanze acide e quelle
basiche reagiscono fra loro, producendo un sale e spesso altre sostanze quali
appunto acqua ed anidride carbonica.
Il sale prodotto da questa reazione è l'acetato di sodio:
CH3COOH + NaHCO3 = CH3COONa + H2O + CO2

8. Esperimento 6: Valutare con la cartina al tornasole il pH di diverse sostanze
Introduzione:
Gli acidi e le basi sono sostanze con cui abbiamo a che fare continuamente.
Infatti classifichiamo come acidi le
sostanze che hanno in comune un
sapore aspro, pungente; sono tali l’acido
acetico contenuto nell’aceto o l’acido
citrico contenuto nel limone. Altre
proprietà che caratterizzano gli acidi
sono la capacità di sviluppare bollicine
di gas a contatto di certi metalli. Le basi
hanno in comune un sapore amaro
particolare ed alcuni esempi sono il
bicarbonato di sodio e l’ammoniaca.
Scopo:
Conoscere la scala del pH e osservare la differenza tra acidi e basi.
Materiali:
 sostanze portate in classe dagli alunni
 cartina al tornasole
Procedimento:
immergere un pezzo della cartina al tornasole nella sostanza da analizzare,
quindi aspettare che assuma il colore indicatore e confrontarlo con la scala
del pH per stabilirne il valore.
Risultati:
la cartina al tornasole assume colori differenti a secondo che la sostanza sia
acida o basica.
Perché?
Una sostanza che ha la proprietà di cambiare colore a contatto con materiali
acidi o basici è chiamato indicatore, come il tornasole, estratto dai licheni, che
assume colore rosso con sostanze acide e blu con sostanze basiche.

9. Esperimento 7: Valutare con la cartina al tornasole il pH di diverse sostanze
Introduzione:
Abbiamo già conosciuto nella scorsa esperienza la definizione di acido e di
base. Non solo il tornasole ha la caratteristica di cambiare colore a contatto
con sostanze acide o basiche, ma anche il succo del cavolo rosso o del
radicchio.
Scopo:
Osservare la differenza tra acidi e basi con l’utilizzo del succo di radicchio.
Materiali:
 acqua e bollitore
 succo di radicchio rosso
 succo di limone e bicarbonato
 vetreria necessaria
Procedimento:
Tagliare a fettine un radicchio rosso e
metterle in un becker con acqua
bollente per mezz'ora, poi lasciare
scendere la temperatura. Versare il
liquido blu-viola ottenuto in un
recipiente dall'imboccatura ampia.
Versate alcune gocce di questo liquido
su di una superficie bianca ed
osservate i cambiamenti di colore che
esso subisce quando viene mescolato con succo di limone o con soluzione di
bicarbonato.
Risultati:
Il succo diviene rosso a contatto con sostanze acide e verde con sostanze
basiche. Se si versa una certa quantità di questo liquido in un bicchiere
trasparente fino a raggiungere circa 1 cm di altezza e si rabbocca poi fino a
metà del bicchiere con acqua, si può osservare il cambiamento di colore nel
bicchiere che “vira” al rosso.
Perché?
Una sostanza che ha la proprietà di cambiare colore a contatto con materiali
acidi o basici è chiamato indicatore. Come il tornasole anche il cavolo rosso ha
questa proprietà.

10. Esperimento 8: Cambiamento di colore di soluzioni a diversi pH
Introduzione:
Quando avviene una reazione chimica può avvenire contemporaneamente
un cambiamento di colore del sistema dovuto a variazioni di pH. Questo è il
caso della reazione che stiamo per studiare.
Scopo:
Osservare il cambiamento di colore di una sostanza al variare del pH.
Materiali:
 timolftaleina
 acido cloridrico
 idrossido di sodio
 vetreria necessaria
Procedimento:
In un becker, versare circa 100 ml d'acqua e 3 gocce di timolftaleina, sostanza
indicatrice, che normalmente è incolore. Aggiungere poi idrossido di sodio e
quindi acido cloridrico. Osservare i cambiamenti di colore.
Risultati:
Con l’aggiunta dell’idrossido di Sodio la soluzione diviene di colore blu,
aggiungendo quindi l’acido cloridrico la soluzione ridiviene trasparente.
Perché?
La timolftaleina è una sostanza che cambia colore (da trasparente a blu)
quando il pH della soluzione in cui si trova è elevato. Aggiungendo una base
forte quindi si innalza il pH e si consente il cambiamento di colore.
Se si aggiunge poi acido cloridrico, acido forte, il pH viene nuovamente
abbassato al punto in cui la timolftaleina torna ad essere trasparente.

11. Esperimento 9: determinazione del peso specifico e lattodensimetro di Quevenne
Introduzione:
Il peso specifico è definito come il peso di un campione di materiale diviso
per il suo volume. Colloquialmente è frequente far coincidere il peso di un
corpo con la sua massa (peso misurato sulla bilancia). Il volume o capacità è
la misura dello spazio occupato da un corpo. si misura in litri o m3. Il peso
specifico o densità è una misura importante per stabilire la freschezza del
latte (emulsione di grassi ed acqua). Il latte intero ha un peso specifico
compreso tra 1.29 e 1.34.
Scopo:
misurare il peso specifico di vari liquidi.
Materiali:
 latte intero e scremato, succo di frutta, acqua, olio, birra
 densimetri (lattodensimetro di Quevenne)
 termometro
Procedimento:
il lattodensimetro di Quevenne è un galleggiante zavorrato in basso con
un’asta sottile di vetro con scala graduata. Il campione di latte deve essere
mescolato ed omogeneizzato agitandone bene il contenitore. Il latte deve
essere versato in un cilindro alto e stretto graduato lambendo le pareti per
evitare la formazione di schiuma, fino a 10 cm dall’orlo superiore. Si
immerge quindi il lattodensimetro e si procede alla lettura dopo 1 minuto.
Scala del lattodensimetro
20 1.020
25 1.025
30 1.030
35 1.035
40 1.040
Lo stesso procedimento può essere utilizzato per la valutazione della densità
degli altri liquidi.
La correzione sulla temperatura si applica eseguendo il seguente calcolo:
Se Tlettura> 15°C allora   lattodensimetro  Tlettura  15C   0.0002
in cui lattodensimetro è la densità letta direttamente dal lattodensimetro con
la scala sopra riportata.
Se Tlettura< 15°C allora   lattodensimetro  Tlettura  15C   0.0002

12. Esempio: grado letto: 32
temperatura: 18°C
differenza = 18°C -15°C = 3°C
calcolo: 3 x 0,0002 = 0,0006
densità = 1032 + 0,0006 = 1,0326
Il latte intero ha una densità, a 15 °C, compresa tra 1,029 e 1,034.
Risultati:
Il densimetro galleggia per spinta archimedea fino a trovarsi in equilibrio
statico. Lo stato di equilibrio coincide con la tacca misurata.
Perché:
Spinta archimedea: “Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal
basso verso l'alto pari al peso del volume di liquido spostato”