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Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 1 Ho una forte acidità di stomaco! Quanto mi brucia lo stomaco!

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Presentazione sul tema: "Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 1 Ho una forte acidità di stomaco! Quanto mi brucia lo stomaco!"— Transcript della presentazione:

1 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 1 Ho una forte acidità di stomaco! Quanto mi brucia lo stomaco!

2 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 2 Progetto Lauree Scientifiche Chimica Prof. Alessandro De Robertis Prof.ssa Claudia Foti

3 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 3 Nella vita di tutti i giorni certi alimenti di uso comune quali laceto, il succo di limone, lo yogurt presentano un tipico sapore aspro, che viene definito genericamente acido Acido acetico Acido citrico Acido lattico

4 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 4 Vi sono altre sostanze con caratteristiche differenti dette basi o alcali e tra esse Potassa Ammoniaca Bicarbonato di sodio Idrossido di sodio Ipoclorito di sodio o candeggina

5 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 5 Nel nostro organismo sono presenti sia sostanze acide sia sostanze basiche. Nello stomaco viene secreto acido cloridrico (HCl); il sangue e la bile sono leggermente basici.

6 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 6 Anche gli ossidi di azoto (NO x ) e di zolfo (SO x ) sono sostanze di natura acida. Essi si originano nella combustione del carbone e delle benzine (centrali termoelettriche, impianti di riscaldamento, gas di scarico). Essi diffondono nellatmosfera, reagiscono con lossigeno e lacqua presenti nellaria, ricadono al suolo come H 2 SO 4 e HNO 3, producendo le piogge acide.

7 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 7 Alcuni esempi di prodotti di uso giornaliero con differente acidità

8 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 8

9 9 PRIMA CONSIDERAZIONE: L'acqua, allo stato liquido, è costituita da molecole unite da legami a idrogeno, in una situazione dinamica, in cui cioè tali legami si formano e si rompono continuamente In rosso i legami a idrogeno Angoli H-H > 90° In verde i legami covalenti

10 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 10 H 2 O H + + OH - SECONDA CONSIDERAZIONE: Una parte molto piccola di molecole è dissociata secondo la reazione: Dalla reazione possiamo dedurre che il numero totale dei protoni H + sarà sempre uguale a quello degli ioni idrossido OH -

11 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 11 K w = [ H + ] x [ OH - ] = 1 x PRODOTTO IONICO DELLACQUA E stato trovato che, a 25 °C, il prodotto tra le concentrazioni del protone (o idrogenione) e dello ossidrilione è costante

12 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 12 Lacqua e gli equilibri Una soluzione acquosa in cui [H + ] > [OH - ] è acida [H + ] > [OH - ] è acida Una soluzione acquosa in cui Una soluzione acquosa in cui [H + ] < [OH - ] è basica [H + ] < [OH - ] è basica Lacqua pura è neutra poiché [ H + ] = [OH - ] Lacqua pura è neutra poiché [ H + ] = [OH - ] Alcune (ovvie) considerazioni: [H + ] = [OH - ] = [H + ] = [OH - ] = 10 -7

13 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 13 Esempio: log = 2 poichè 10 2 = 100 I LOGARITMI Il logaritmo in base a di b è x, poiché x è l'esponente da dare ad a per ottenere b log a b = x poichè a x = b

14 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 14 Per esprimere in modo più semplice la concentrazione del protone H +, si usa la notazione pH Per scrivere [H + ] = 0,001 moli/l, utilizziamo la notazione pH. Il log 10 di 0,001 = -3 ed il pH = 3 pH = -log 10 [H + ]

15 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 15 Corrispondenza tra molarità di H + e pH [H + ] [OH - ] pH Neu- tro Basicità crescenteAcidità crescente

16 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 16 Come si misura il pH di una soluzione? *** per una misura manuale gli indicatori acido-base *** per una misura strumentale il pH-metro

17 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 17 Gli INDICATORI (di acidità) sono sostanze organiche che cambiano colore per uno specifico valore di pH. Indicatore Universale

18 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 18 UNA MAGIA? Il fatto che da liquidi incolori nasca un liquido colorato è già qualcosa di strano, ma vederlo tornare incolore semplicemente aggiungendo ancora un liquido incolore come l'aceto è qualcosa che stupisce davvero. Bisogna però evitare di far credere ai ragazzi che la scienza sia qualcosa di magico. Quindi, dopo qualche secondo che la meraviglia si è impadronita dei ragazzi, bisogna spiegare loro che quello che hanno visto non ha niente a che fare con la magia, ma che ha delle precise ragioni chimiche. In un becker, versate 100 ml d'acqua e 3 gocce di fenolftaleina. Si ottiene una soluzione incolore, i cui aspetto continua ad essere del tutto simile all'acqua. Proviamo a fare un esperimento che coinvolge la fenolftaleina Cosa è successo?: il pH dellacqua è circa 6 e quindi è acido.

19 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 19 Non è strano che si formi un colore, anche se stiamo usando liquidi incolori e trasparenti come lacqua? Aggiungere ora ammoniaca (attenzione ai vapori!) Ad un certo punto, la soluzione diventerà di colore porpora! Spiegazione: il pH della soluzione è diventato alcalino e lindicatore è virato

20 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 20 Il liquido torna ad essere incolore! Il liquido torna ad essere incolore! Ora, al liquido porpora ottenuto aggiungiamo gocce d'aceto. Che cosa succede? Spiegazione: Laceto ha neutralizzato lalcalinità dellammoniaca riportando la soluzione a pH acido

21 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 21 Il fatto che da liquidi incolori si formi un liquido colorato è già qualcosa di strano, ma vederlo tornare incolore semplicemente aggiungendo ancora un liquido incolore come l'aceto è qualcosa che stupisce davvero. Bisogna però evitare di credere (e far credere ai ragazzi) che la Scienza sia qualcosa di magico. COMMENTO…

22 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 22 Determinazione Sperimentale del pH Essa contiene una mescolanza di indicatori aventi differenti pH di viraggio. Il pH si apprezza valutando il colore assunto dalla cartina bagnata con una goccia dellanalita. Per misure approssimate si usa la Cartina Indicatore Universale.

23 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 23 Determinazione Sperimentale del pH pH-metro Per misure accurate si utilizza uno strumento chiamato pH-metro

24 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 24 Determinazione Sperimentale del pH microprocessore **un microprocessore che converte i mV in unità pH Il pH-metro è un millivoltmetro elettronico che rileva la differenza di potenziale tra due elettrodi: indicatore **quello indicatore, sensibile alla [H + ]; esso assume un potenziale funzione dellacidità della soluzione riferimento **quello di riferimento a potenziale costante

25 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 25 Proviamo a fare qualche semplice misura sperimentale del pH?

26 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 26 Misuriamo e confrontiamo il pH di alcuni campioni reali utilizzando prima la cartina indicatore universale e poi ilpH-metro

27 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 27 Misura con la Cartina Indicatore Universale 1) Scegliere il campione 2) Prelevarne una piccola goccia con la punta di una bacchetta di vetro 3) Collocare la goccia sulla cartina 4) Valutare per confronto il pH del campione 5) Annotare il risultato

28 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 28 1) Scegliere il campione e prelevarlo in un beker 2) Prendere gli elettrodi, sciacquarli con acqua distillata e asciugarli 3) Inserire gli elettrodi nella soluzione ed agitare 4) Dopo alcuni secondi leggere il valore del pH 5) Estrarre gli elettrodi, sciacquarli e riporli nel contenitore 6) Annotare il risultato Misura con il pH-metro

29 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 29 Proviamo a misurare quanto è acido quellaceto?

30 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 30 L'aceto è una sostanza che contiene dal 4 al 6% di acido acetico In questo esperimento, riprodurremo la procedura di titolazione dell'aceto Titolare un aceto significa determinare il suo contenuto in acido acetico

31 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 31 CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O Reazione chimica: Ricordate che in acqua l'acido acetico è dissociato parzialmente negli ioni CH 3 COO - e H +, e l'idrossido di sodio è dissociato totalmente negli ioni Na + e OH -

32 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 32 Principio del metodo 1) Al campione d'aceto da titolare si aggiungono alcune gocce di fenolftaleina (indicatore). 2) Si farà gocciolare lentamente nel liquido NaOH 0,1M. 3) Quando il pH della soluzione arriva al punto di equivalenza la fenolftaleina cioè da incolore diventerà porpora. virerà

33 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 33 Appena la soluzione virerà, si prenda nota del volume di NaOH 0,1M che è stato utilizzato. Dal momento che conosciamo il volume e la concentrazione dell'idrossido aggiunto, con semplici calcoli potremo conoscere anche la concentrazione dell'aceto.

34 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 34 In laboratorio Attrezzatura necessaria Volume utilizzato Viraggio

35 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 35 PROCEDURA - versate 1,5 ml di aceto in un becker; - diluite con circa 50 ml di acqua distillata; - aggiungete 3 gocce di fenolftaleina; - riempite una buretta con una soluzione 0,1 M di idrossido di sodio ed azzeratela; - mettete il contenitore della soluzione da titolare sotto la buretta; - fate gocciolare lentamente la soluzione di idrossido nella soluzione da titolare e mescolate; - al viraggio chiudete il rubinetto della buretta ed annotare il volume di NaOH utilizzato PROCEDURA - versate 1,5 ml di aceto in un becker; - diluite con circa 50 ml di acqua distillata; - aggiungete 3 gocce di fenolftaleina; - riempite una buretta con una soluzione 0,1 M di idrossido di sodio ed azzeratela; - mettete il contenitore della soluzione da titolare sotto la buretta; - fate gocciolare lentamente la soluzione di idrossido nella soluzione da titolare e mescolate; - al viraggio chiudete il rubinetto della buretta ed annotare il volume di NaOH utilizzato.

36 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 36 Conosciuto il volume di NaOH utilizzato, come facciamo a risalire alla quantità di acido acetico presente nellaceto? Ricordardiamo la reazione di neutralizzazione CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O dalla quale si deduce che per ogni mole di acido acetico è necessaria una mole di NaOH. Ne deriva che conoscendo le moli di NaOH utilizzate, si conoscono anche le moli di CH 3 COOH titolate

37 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 37 CALCOLI Immaginate che per neutralizzare il campione d'aceto siano stati necessari 14,5 ml di soluzione titolante di NaOH 0,1M. Dal momento che la quantità di molecole di acido neutralizzate e la quantità di molecole di NaOH utilizzate è uguale, il numero di moli presenti nell'idrossido gocciolato è pari a quello delle moli di acido acetico presenti nella soluzione da titolare.

38 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 38 Applicando quanto prima descritto: Il numero di moli di NaOH usate è (n.moli = molarità x volume): n.moli = 0,1 x 0,0145 = 0,00145 Questo è il numero di moli presente nella quantità di NaOH utilizzata e di conseguenza il numero di moli di acido acetico presenti nella soluzione titolata, cioè 1,5 ml.

39 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 39 La molarità dell'aceto è calcolata con V1 : M1 = V2 : Mx V1 = ml aceto (1,5 ml = 0,0015 litri); M1 = moli presenti in V1 (0,00145); V2 = volume di riferimento (1 litro); Mx = moli in un litro (da calcolare). Mx = M1 x V2 / V1; Mx = M1 x V2 / V1; Mx = 0,00145 x 1000 / 1,5 = 0,97 Dobbiamo calcolare la molarità dellaceto, cioè le moli in 1 litro (avevamo titolato 1,5 ml). Bisogna fare un ulteriore calcolo. Bisogna fare un ulteriore calcolo.

40 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 40 Se si vuole conoscere la concentrazione di acido acetico in termini di g/l, si moltiplica il numero delle moli per la massa molecolare relativa all'acido acetico, che è pari a 60. Conc = numero di moli x 60 Conc = 0,97 x 60 = 58 g/l In termini percentuali corrisponde ad una concentrazione del 5,8 %. Conc = numero di moli x 60 Conc = 0,97 x 60 = 58 g/l In termini percentuali corrisponde ad una concentrazione del 5,8 %.

41 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 41 ATTENZIONE !!! Se volessimo sviluppare lesperimento in maniera più completa, inseriamo nella soluzione gli elettrodi del pH-metro elettronico e se ne misura il pH. Si osservano modeste variazioni durante tutta la titolazione ed un brusco salto di pH al viraggio dellindicatore, che indica la completezza della titolazione

42 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica 42 Progetto Lauree Scientifiche CHIMICA


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