Piccoli esperimenti su elementi, composti e reazioni

Il confronto con le conoscenze scientifiche richiederebbe non solo un approccio teorico, con le lezioni in aula, i libri di testo, gli articoli di approfondimento e i necessari momenti di verifica dell'apprendimento; esige anche una parte pratica, comprendente sia lo sviluppo della capacità di osservare la Natura di cui facciamo parte, di descriverne e classificarne i fenomeni, sia l'attività di laboratorio. 

Non sempre le nostre scuole dispongono di un locale adeguato a tale attività, ma credo che qualche piccola attività sia proponibile anche in una piccola aula di scienze, dotata degli strumenti più elementari e almeno di un lavandino e di un aspiratore.

Vi racconto qualche osservazione che ho svolto recentemente con i miei discenti: tralascio i primi due esperimenti sulle proprietà dell'acqua e riporto qualche osservazione su elementi, composti e reazioni.

Esperimento 3: osservazione di alcuni elementi.

• Ferro: tipico elemento metallico, lucente, grigio, conduttore e lavorabile. Particolarità: mostra proprietà magnetiche (è attirato dalla calamita).
• Mercurio: unico metallo liquido, lucente, grigio, conduttore. Particolarità: densità elevata: "pesa" 13,6 volte più dell'acqua.
• Zolfo: tipico elemento non metallico, opaco, giallo, isolante, fragile. Particolarità: presenta un odore riconoscibile. I suoi composti puzzano alquanto... ne abbiamo detto QUI e altrove sul blog.

Esperimento 4: Miscuglio e combinazione. Sintesi di un composto binario.

• Metto in una provetta una piccola quantità di ferro in polvere.
• Aggiungo zolfo e mescolo, scuotendo la provetta. Si forma un miscuglio. Posso ancora separare il ferro dallo zolfo usando la calamita, che attrae il primo e non il secondo.
• Scaldo la provetta contenente il miscuglio con una fiamma a gas: il miscuglio si arrossa, diventa incandescente. 
• Sospendo il riscaldamento e lascio raffreddare: si è formato un solido grigio che non è attirato dalla calamita. Il ferro si è combinato con lo zolfo per formare solfuro di ferro, un composto che non ha le proprietà del ferro e le proprietà dello zolfo, ma nuove proprietà, diverse da quelle dei singoli elementi che lo formano.

Esperimento 5: Preparazione di una soluzione acquosa di solfato di rame.

• Con una spatola in acciaio si preleva una piccola quantità di solfato di rame anidro e la si pone in una beuta. Osservando la sostanza, si presenta come una polvere bianca. 
• Aggiungendo acqua, si forma una soluzione di colore blu, dovuta alla formazione dell'acquo-ione. La reazione è esotermica, come si avverte semplicemente toccando il vetro della beuta.
• La soluzione è conservata per realizzare gli esperimenti successivi.

Esperimento 6: Precipitazione del carbonato basico di rame.

• Ad un'aliquota di soluzione di solfato di rame è gocciolata una soluzione acquosa di carbonato di sodio. Avviene una reazione di doppio scambio, con formazione di solfato di sodio e di carbonato basico di rame - che, essendo insolubile, precipita sotto forma di polvere azzurra, successivamente separata dalla soluzione contenente solfato di sodio per filtrazione a gravità.

Esperimento 7: Precipitazione dell'idrossido di rame.

• Aggiungendo goccia a goccia una soluzione di NaOH 1M a un'aliquota di soluzione di solfato di rame, precipita una massa gelatinosa di idrossido di rame, mentre rimane in soluzione il solfato di sodio. 
• Riscaldando a bagnomaria la provetta contenente il precipitato, si forma un solido nero: l'idrossido si disidrata e diventa ossido rameico.

Osservate nella foto il confronto tra l'ossido rameico (nero) e l'ossido rameoso (arancione), ottenuto eseguendo il saggio di Fehling - Benedict per il riconoscimento del glucosio.

Queste attività le ho pensate ispirandomi al manuale di istruzioni del vecchio "Piccolo chimico", gioco oggi considerato da terroristi ma presente nell'infanzia di molti bambini che delle scienze hanno fatto una professione da adulti.

Si avvicinano grandi feste: pensate bene a che cosa regalare... e se avete dubbi, c'è sempre il mio libro: Incoscienze naturali, ed. La Bussola!