Il problem solving nelle prove di laboratorio: esperimenti scuola
Qui trovate la prima parte degli esperimenti di laboratorio con il metodo del problem solving, di seguito altri problemi.
Problem solving N° 12
Trasforma il carbonato di calcio in un ossido basico e un ossido acido.
Materiale: provetta pyrex, bunsen e pinze di legno, cartine tornasole blu e rossa, spatola.
Per l'insegnante.
a) Prerequisiti teorici: decomposizione dei carbonati, ossidi acidi e ossidi basici.
b) Prerequisiti sperimentali: riscaldamento in provetta.
c) Una possibile soluzione: si riscalda la provetta con il carbonato di calcio alla fiamma, intensamente, per
alcuni minuti. La cartina blu imbevuta d‘acqua vira al rosso viola se viene immessa nell’imboccatura. La
polvere residua, posta sulla cartina rossa con una goccia d'acqua, la fa virare al blu.
Problem solving N° 13
Una soluzione di KI può servire da "indicatore" dello ione Pb2+. Trova la concentrazione minima di Pb2+
rivelabile con l'indicatore KI.
Materiale: soluzione di KI al 20%, Pb(NO3)2, acqua distillata, due cilindri graduati da 100 ml, contagocce, provetta e portaprovette, 2 beute da 100 ml.
Per l'insegnante.
a) Prerequisiti teorici: concentrazione (m/V), diluizione di soluzioni più concentrate, reazione fra lo
ioduro e Pb2+.
b) Prerequisiti sperimentali: preparazione di soluzioni per diluizione di una soluzione più concentrata.
c) Una possibile soluzione: il contenuto minimo rivelabile è superiore all'1%.
Problem solving N° 14
Si vuole determinare la formula del cloruro di zinco, a partire da 0,65 g di polvere di zinco e una soluzione di HCl.
Materiale: 0,65 g di polvere di Zn, HCl 1:1, becher da 100 ml, contagocce, pipetta da 10 ml, bilancia con sensibilità al mg, bunsen e treppiede.
Per l’insegnante.
a) Prerequisiti teorici: mole, reazioni fra metalli ed acidi, peso atomico e molecolare relativi.
b) Prerequisiti sperimentali: evaporazione a secchezza.
c) Una possibile soluzione: Si pesa il becher vuoto. Sotto cappa, nel becher contenente 0.65 g (1/100 di mole) di Zn si versa un leggero eccesso di HCl. Terminata la reazione, si evapora la soluzione a secchezza e si determina la massa del cloruro di zinco. Si fanno tre ipotesi: che abbia reagito con 1/100 di mole, 2/100 di mole e 3/100 di mole di Cl. Dalla massa ottenuta del sale, circa 1,35 g di sale (0,65 + 2*0,345) si deduce la formula.
Problem solving N° 15
Molti metalli liberano l'idrogeno dell'acqua formando ioni positivi. Hai a disposizione alcuni metalli e una tabella con le energie di prima ionizzazione. La reattività dei metalli con l'acqua ha una relazione con le energie di ionizzazione dei rispettivi atomi?
Materiale: sodio a piccoli pezzi già tagliato in etere di petrolio, litio, magnesio, alluminio, calcio in granuli. 5 becher da 50 ml con acqua distillata.
Per l'insegnante.
a) Prerequisiti teorici: energia di ionizzazione, ioni ed elettroni di valenza.
b) Prerequisiti sperimentali: nessuno.
Problem solving N° 16
Unendo una soluzione di solfato di magnesio con una di nitrato di bario si forma un precipitato. Devi stabilire sperimentalmente se gli atomi di bario entrano a far parte del precipitato o se restano in soluzione.
Materiale: soluzioni di MgSO4 circa 1M e di Ba(NO3)2 circa 0,5-1 M. Imbuto e carta da filtro. Spruzzetta con acqua distillata. Filo al Ni-Cr su bacchetta di vetro e HCl 1:1 in provetta. Bunsen.
Per l'insegnante.
Prerequisiti teorici: concetto di reagente limitante; colori alla fiamma degli elementi.
Prerequisiti sperimentali: filtrazione, saggio alla fiamma. Una possibile soluzione: si fa avvenire la reazione e si filtra. Si ricerca il bario alla fiamma su una porzione di precipitato lavata con acqua in abbondanza, sulla soluzione filtrata e sulla soluzione iniziale di Ba(NO3)2. Eventualmente si aggiunge altro Ba(NO3)2 o altro MgSO4 alla soluzione filtrata per confermare le deduzioni.
Problem solving N° 17
Ti vengono consegnati tre composti bianchi. Devi riconoscere quale è formato da ioni, quale da molecole polari e quale da molecole apolari.
Materiale: le tre polveri, su vetrini d'orologio, sono: cloruro di sodio finemente macinato, zucchero finemente macinato, p-diclorobenzene in polvere. Etere di petrolio o esano, acqua, spatola, provette. Sistema rivelatore della conducibilità (ad esempio un tester).
Per l’insegnante.
a) Prerequisiti teorici: legame ionico, legame covalente, polarità e solubilità.
b) Prerequisiti sperimentali: uso dell'apparecchio per la conducibilità (es., con lampadina e pila).
Problem solving N° 18
Hai a disposizione tre liquidi: pentano (C5H12), etilen glicole (HOCH2CH2OH), etanolo (CH3CH2OH).
Progetta ed effettua uno o più esperimenti per identificare i tre liquidi e stabilire in quale ci sono maggiori forze di coesione fra le molecole.
Materiale: i tre liquidi indicati; contagocce, vetrini d'orologio, orologio o cronometro, termometro, provette, cilindro da 10 ml, bunsen e tubo con olio di paraffina per punto di ebollizione.
Per l’insegnante.
Prerequisiti teorici: legame a idrogeno, viscosità, evaporazione.
Prerequisiti sperimentali: misura del punto di ebollizione (non indispensabile).
Una possibile soluzione: si misura il diverso tempo di deflusso dal contagocce e la diversa velocità di evaporazione di quantità uguali dei tre liquidi. Il pentano si riconosce perché immiscibile con gli altri. Si può anche determinare il diverso punto di ebollizione.
Problem solving N° 19
Devi preparare rame metallico con due diversi metodi. Puoi disporre di solfato di rame, ossido di rame,
magnesio, carbone, lana d'acciaio.
Materiale: beacher da 100 ml, provettone pyrex, pinza di legno, bunsen.
Per l’insegnante.
a) Prerequisiti teorici: reazione di spostamento dei metalli dalle soluzioni, riduzione degli ossidi metallici con carbone.
b) Prerequisiti sperimentali: riscaldamento in provettone pyrex con bunsen.
Problem solving N° 20
Prepara un campione di cloruro di rame(ll). Hai ha disposizione rame in polvere e acido cloridrico diluito.
Materiale. HCl 1M, rame in polvere, crogiolo, bunsen e triangolo refrattario, spatola, provetta, contagocce, capsula.
Per l'insegnante
a) Prerequisiti teorici: reazioni di sintesi e di spostamento.
b) Prerequisiti sperimentali: riscaldamento in crogiolo ed evaporazione in capsula.
c) Una possibile soluzione: si ossida il rame nel crogiolo. Poi si dissolve in provetta parte dell'ossido (con una quantità in difetto di HCI 1M) e infine si evapora cautamente in capsula la soluzione prelevata col contagocce, fino a colorazione verde o marrone.
Problem solving N°21
Prepara un campione umido di idrossido di rame(II) a partire da rame in polvere.
Materiale: HNO3 1:1, NaOH 2M, contagocce, circa 0,1 g di rame in polvere, provetta, beaker, imbuto e carta da filtro.
Per l'insegnante.
a) Prerequisiti teorici: reazioni del rame con HNO3, CuO è inerte con acqua, reazione di doppio scambio, regole di solubilità.
b) Prerequisiti sperimentali: filtrazione.
c) Una possibile soluzione: si scioglie il rame sotto cappa con l'acido nitrico e si diluisce la soluzione ottenuta.
Poi, a freddo per evitare la decomposizione dell‘idrossido, si aggiunge NaOH a goccia a goccia fino a
precipitazione dell'idrossido e infine si filtra.
Problem solving N°22
Devi riconoscere tre acidi A, B, C, monoprotico, diprotico e triprotico di pari concentrazione molare. Hai
a disposizione NaOH, ma non puoi usare indicatori.
Materiale: HCI 2M, H2SO4 2M, H3PO4 2M, NaOH 3 M. Tre beaker uguali da 100 ml, termometro, pipette e aspirapipette, cilindro, bacchette di vetro.
Per l'insegnante.
a) Prerequisiti teorici: reazione e calore di neutralizzazione, acidi poliprotici, reagente limitante.
b) Prerequisiti sperimentali: nessuno. Uso degli occhiali protettivi.
Fonte: Atti del corso di aggiornamento per i docenti degli Istituti Tecnici
