Entalpia di reazione di una reazione endotermica – Introduzione all’entropia con Cobra SMARTsense

Principio

In questo esperimento viene studiata la reazione endotermica dell’idrossido di bario con il tiocianato di ammonio. Il sistema assorbe il calore dall’ambiente circostante, portando ad una significativa diminuzione della temperatura. Utilizzando un calorimetro, si misura la variazione di temperatura e da questa si calcola l’entalpia di reazione molare. Successivamente i valori rilevati possono essere confrontati con i valori della letteratura e si possono discutere le possibili cause delle deviazioni. Inoltre, diventa chiaro il ruolo dell’entropia come forza trainante della reazione spontanea.

L’esperimento può essere effettuato con l’asta di agitazione in dotazione o in alternativa con un agitatore magnetico (vedi accessori consigliati).

Attivita’ proposte

1. Gli studenti installano un semplice calorimetro per studenti.
2. Misurano la variazione di temperatura dopo l’aggiunta di tiocianato di ammonio a una soluzione di idrossido di bario.
3. Calcolano l’entalpia di reazione molare e confrontano il valore determinato con il valore della letteratura, discutendo le possibili cause delle deviazioni.

Obiettivi formativi

Gli studenti approfondiscono la conoscenza dei processi endotermici e imparano a mettere in relazione i processi chimici con l’entalpia di reazione. Allestiscono un semplice calorimetro e analizzano la reazione endotermica dell’idrossido di bario con il tiocianato di ammonio misurando la temperatura. Diventa inoltre comprensibile l’importanza dell’entropia per la spontaneità delle reazioni chimiche. Gli studenti imparano inoltre a riconoscere come i risultati sperimentali possano discostarsi dai valori della letteratura e quali possano essere le cause di tali deviazioni.

Vantaggi

• Facile esecuzione e promozione della comprensione tecnica con un calorimetro autoassemblato costituito da apparecchiature di laboratorio standard.
• Illustra chiaramente il ruolo dell’entropia come forza trainante delle reazioni chimiche.
• Forte rilevanza quotidiana (ad esempio, spiegazione di come funzionano gli impacchi freddi).
• Esperimento utile per gli esami finali di termodinamica (entalpia ed entropia).
• Analisi quantitativa mediante sensori digitali (Cobra SMARTsense).
• Combinazione di esperimenti scolastici classici e acquisizione dati moderna.
• Possibilità di discutere le deviazioni di misura rispetto ai valori di letteratura.
• Preparazione dell’esperimento semplice e veloce (istruzioni per l’esperimento e valutazione del rischio disponibili).