Oggi ricorre la giornata mondiale dell'acqua, un bene preziosissimo che troppo spesso diamo per scontato. A noi basta guardare dalla finestra per vedere l'acqua scorrere nel fiume o colmare un lago; basta aprire un rubinetto per averla a disposizione in casa ad ogni ora del giorno, calda, fredda, potabile; basta sollevare lo sguardo verso le montagne per ammirarla, bella bianca, allo stato solido. Altrove purtroppo non è così; ma ciò non può diventare una scusa per forzare un falso appello a quella solidarietà che finisce sempre per tradursi in un fiume di denaro da prelevare dalle solite tasche dei contribuenti.
Per celebrare questa giornata dell'acqua ho somministrato una verifica a tema, dopo averne spiegato ampiamente la storia e le proprietà chimiche e fisiche. Ve ne ripropongo la traccia già completata: i numeri si riferiscono ai vari esercizi.
1) Oggi sappiamo che l'acqua è un composto ma nell'antichità Talete la riteneva il principio di tutte le cose mentre per il grande filosofo Aristotele essa era uno dei quattro elementi.
2) Lavoisier scompose l'acqua per mezzo di una canna di fucile arroventata: in una storta di vetro fece bollire dell'acqua e ne convogliò i vapori in un tubo di ferro immerso nei carboni ardenti. La parte terminale del tubo entrava in una bottiglia a due colli; il secondo collo era collegato, tramite un refrigerante a serpentina, a un bagno idropneumatico.
Il vapore acqueo generato nella storta si decomponeva in idrogeno e ossigeno nella canna di ferro per effetto del forte calore; l'ossigeno si combinava col ferro; l'idrogeno attraversava la bottiglia e il refrigerante per raccogliersi nel bagno idropneumatico; il vapore acqueo non decomposto ricadeva come acqua liquida nella bottiglia.
La somma della massa dell'idrogeno raccolto, della massa dell'acqua della bottiglia e dell'incremento della massa della canna di fucile (pesata a temperatura ambiente prima e dopo l'esperimento) corrispondeva alla massa dell'acqua inizialmente introdotta nella storta: nulla si crea, nulla si distrugge.
3) In una molecola d'acqua, gli atomi di H e di O sono uniti da legami covalenti; tali legami sono polari e nella molecola possiamo evidenziare una separazione di cariche con segno + sull'idrogeno e segno - sull'ossigeno. Le molecole d'acqua si uniscono formando una rete di legami idrogeno che determinano le proprietà di questa sostanza straordinaria.
4) Tensione superficiale, densità, capillarità.
5) La bagnabilità è una proprietà dell'acqua dovuta alle forze di adesione.
6) Le sostanze insolubili in acqua precipitano se la loro densità è maggiore di quella dell'acqua.
7) Sostanze come litio, sodio oppure l'anidride carbonica reagiscono con l'acqua: i primi due liberando idrogeno e formando gli idrossidi corrispondenti; l'ultima formando acido carbonico.
8) L'acqua è un solvente polare: gli elettroliti si dissociano formando anioni e cationi.
9) Gli acidi liberano cationi H+ mentre le basi liberano anioni OH- e i sali cationi e anioni diversi da H+ e OH-.
10) Le reazioni di neutralizzazione tra un acido e una base portano alla formazione di un sale e di acqua. Così, dall'acido fosforico e dall'idrossido ferrico si formano fosfato ferrico e acqua; o dall'acido cloridrico e dall'idrossido di litio si formano cloruro di litio e acqua.
Vi lascio con un problema per casa da risolvere...
- Una vasca da giardino ha la forma di un parallelepipedo a base ottagonale, il cui lato misura 60 cm e l'altezza 70 cm.
- Una fontana alimenta la vasca immettendo tre litri d'acqua al minuto.
- Lo scarico sul fondo elimina invece due litri d'acqua ogni due minuti.
- Supponendo che al tempo t = 0 la vasca sia vuota, calcola qual è il livello dell'acqua raggiunto dopo mezz'ora.
- Quanto tempo occorre perché la vasca si riempia completamente?
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