Entalpia di reazione di una reazione redox con Cobra SMARTsense

Principio

Nella reazione del solfato di rame con lo zinco si formano ioni elementari di rame e zinco. Questa reazione redox è fortemente esotermica: viene rilasciata una notevole quantità di energia. In un esperimento, gli studenti possono misurare l’energia rilasciata come aumento di temperatura utilizzando un calorimetro. La stessa reazione è alla base anche dell’elemento Daniell (P7400469), che converte l’energia chimica in energia elettrica. Ciò consente agli studenti di riconoscere che l’energia immagazzinata chimicamente può essere trasformata in diverse forme di energia – ad esempio energia termica o elettrica – a seconda della configurazione sperimentale. Successivamente calcolano l’entalpia di reazione molare e confrontano il valore determinato con il valore riportato in letteratura.

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 polvere di zinco a una soluzione di solfato di rame.
3. Calcolano l’entalpia di reazione molare e la confrontano con il valore della letteratura, discutendo le possibili cause delle deviazioni.

Obiettivi formativi

Attraverso questo esperimento, gli studenti approfondiscono la loro conoscenza della chimica redox e imparano a mettere in relazione i processi chimici con l’entalpia di reazione. Costruiscono un semplice calorimetro e analizzano la reazione chimica esotermica del solfato di zinco e rame misurando la temperatura. Gli studenti dovrebbero anche riconoscere le possibili cause di deviazioni tra i valori sperimentali e quelli della letteratura.

Vantaggi

• Facile esecuzione e promozione della comprensione tecnica con un calorimetro autoassemblato costituito da apparecchiature di laboratorio standard.
• Promuove la comprensione delle conversioni di energia nelle reazioni redox.
• Forte rilevanza quotidiana (ad esempio, spiegazione del rilascio di energia quando si accende un fiammifero).
• Esperimento utile per gli esami finali di termodinamica.
• Analisi quantitativa mediante sensori digitali (Cobra SMARTsense).
• Combinazione di esperimenti classici e acquisizione dati moderna.
• Possibilità di discutere le deviazioni di misura rispetto ai valori di letteratura.
• Preparazione dell’esperimento rapida e semplice (istruzioni e valutazione del rischio disponibili).