Progetti ed esperimenti di chimica delle scuole superiori

Gli esperimenti di chimica per le scuole superiori non devono essere complicati. I seguenti progetti utilizzano materiali facili da acquisire, ma sono sicuramente esperimenti di chimica di livello superiore. Se hai bisogno di aiuto per scaricare uno qualsiasi dei progetti stampabili, dai un'occhiata a questiconsigli utili.

Easy Chemistry Project: conducibilità e soluzioni di esplorazione

In questo laboratorio esplorerai la solubilità di tre soluti e la conduttività elettrica di tre soluzioni. È importante sapere prima di fare il tuo laboratorio che l'acqua è una molecola polare, mentre un'altra sostanza che stai testando, lo xilene, è una molecola non polare. Le molecole polari dissolveranno i composti ionici e alcuni composti molecolari che hanno legami polari e covalenti. Tuttavia, le molecole non polari dissolveranno le molecole non polari che hanno legami covalenti non polari. D'altra parte, l'alcol ha varie capacità di dissolvere le sostanze. Si dice che mostri 'polarità intermedia'.

• Idee per la notte degli anziani
• La vita da giovane adolescente
• Immagini reali di adolescenti della vita quotidiana

Sfondo del progetto

Termini che dovresti conoscere e comprendere per questo progetto:

• Solubilità - Una sostanza si dice 'solubile' se può dissolversi in una particolare sostanza. La qualità di farlo è la sua solubilità. Ad esempio, il sale è solubile in acqua. L'olio è insolubile.
• Soluto - Un soluto è la sostanza che viene dissolta.
• Solvente - Un solvente è la sostanza in cui è dissolto qualcosa (come l'acqua).
• Molecole polari - Le molecole polari hanno sia una leggera carica negativa che una leggera carica positiva su ciascuna estremità della loro struttura. (L'acqua è una molecola polare.)
• Molecole non polari - Molecole che si dispongono simmetricamente in modo tale che non vi sia una carica positiva né negativa.

Procedura di laboratorio

Fare clic per stampare il seguente lab e seguire esattamente le istruzioni. Annota nel tuo quaderno di laboratorio tutte le tue osservazioni.

Pensando al laboratorio

Usa queste domande per trarre conclusioni dalla tua esperienza di laboratorio:

1. Sulla base dei risultati del tuo laboratorio, fai un breve elenco di tipi di cose che ogni solvente potrebbe pulire.
2. Pensa ai comuni detergenti per la casa come Windex. Perché il tuo lavavetri deve essere a base di alcol?
3. Perché i fornai usano spesso spray da cucina antiaderenti?
4. Cosa c'è nel fluido idraulico che lo rende superiore all'acqua per i tipi di compiti che svolge? (Il fluido idraulico viene utilizzato nelle interruzioni idrauliche o nei sistemi che spostano oggetti pesanti.)

Fare clic per stampare questo progetto.

Progetto moderato: abbassamento del punto di congelamento dell'acqua (chimica del gelato)

Probabilmente hai già visto il punto di congelamento dell'acqua abbassato prima. Se hai mai visto i camion mettere fuori il sale prima di una grande tempesta invernale, hai visto la chimica in azione. Il sale abbassa il punto di congelamento dell'acqua, rendendo così la temperatura alla quale gela più alta e, naturalmente, le strade molto più sicure.

In questo progetto, calcolerai la molalità e testerai il punto di congelamento di tre bicchieri di soluzione di acqua/sale e tre bicchieri di soluzione di saccarosio/acqua. Quindi, scoprirai la depressione del punto di congelamento o come la soluzione è influenzata dal suo soluto.

Sfondo del progetto

La misura in cui si abbassa il punto di congelamento di una soluzione dipende da tre fattori:

• La molalità ( m ) della soluzione espressa in moli di soluto/kg di solvente
• Il fattore van't Hoff ( io ) del soluto - il fattore van't Hoff dello zucchero è io = 1, e il fattore van't Hoff di sale è io = 2
• La costante di depressione del punto di congelamento molare del solvente; per l'acqua questo è Kf = 1,86° C/m dove Kf = la costante di depressione del punto di congelamento

Per prevedere di quanto verrà abbassato il punto di congelamento di un soluto aggiungendo un determinato solvente, è possibile utilizzare l'equazione: ΔT = (Kf)(m)(i) dove:

• ΔT è la depressione del punto di congelamento in gradi Celsius (° C)
• Kf è la costante molare del punto di congelamento in gradi Celsius per molare (° C/m)
• m è la molalità della soluzione in moli per chilogrammo (mol/kg)
• i è il fattore van't Hoff del soluto, che non ha unità

Procedura di laboratorio

Fare clic per stampare la procedura di laboratorio. Segui esattamente le istruzioni e prendi appunti accurati nel tuo quaderno di laboratorio. Assicurati di annotare il punto di congelamento per ciascuna delle tue soluzioni, incluso il bicchiere di acqua naturale, che in questo laboratorio è il tuo controllo.

Trovare la depressione prevista del punto di congelamento

1. Quindi, trova il numero di moli di soluto per ciascuna delle tue soluzioni. Si noti che il numero di moli di una sostanza è definito come il peso della sostanza (in g) diviso per il peso grammolecolare della sostanza. Il peso molecolare del sale è 58,443 g e il peso molecolare del saccarosio è 342,3 g. Si noti che il peso molecolare di 100 ml di acqua è 0,1 kg.
2. Quindi, calcola la molalità che è moli di soluto per kg di solvente.
3. Nota come si confrontano le molalità delle soluzioni sale/acqua e delle soluzioni saccarosio/acqua.
4. Successivamente, calcolare la depressione prevista del punto di congelamento utilizzando la formula sopra per ΔT. Come si confrontano i tuoi calcoli con ciò che hai effettivamente osservato? Puoi fornire un'affermazione che esprima una relazione causale tra la molalità di una soluzione e la sua depressione del punto di congelamento?

Fare clic per stampare questo progetto.

Progetto avanzato: Hot Ice (acetato di sodio)

L'acetato di sodio (uno dei prodotti di una miscela di bicarbonato di sodio e aceto) ha una proprietà unica in quanto è in grado di congelare senza essere effettivamente congelato in temperatura. In effetti, quando questa sostanza si congela, in realtà diventa più calda anziché fredda.

Il ghiaccio caldo è un ottimo esperimento se stai cercando il fattore wow. Tuttavia, ci vuole sicuramente una certa dose di finezza per farlo bene. Non sorprenderti se devi provarlo un paio di volte prima di farlo funzionare.

Sfondo del progetto

Il ghiaccio caldo (congelamento dell'acetato di sodio) è una reazione esotermica, il che significa che quando l'acetato di sodio 'congela' la sostanza emette calore. In effetti, è lo stesso tipo di reazione chimica utilizzata in MRE , scaldamani e prodotti simili. L'acetato di sodio è uno dei sottoprodotti del bicarbonato di sodio e dell'aceto. La formula per la reazione è la seguente: Na+[HCO3]- + CH3-COOH → CH3-COO- Na+ + H2O + CO2.

Procedura di laboratorio

Fare clic per stampare la procedura di laboratorio a destra. Sebbene la produzione di ghiaccio caldo sia relativamente sicura (la sostanza chimica stessa non è tossica), è necessario prestare attenzione ogni volta che si maneggiano sostanze calde. Assicurati di annotare le temperature dell'acetato di sodio mentre procedi nell'esperimento.

Cose da notare e da fare con il ghiaccio caldo

La cosa importante da notare è il liquido superraffreddato (liquido che si raffredda al di sotto del suo punto di fusione) e la reazione esotermica che si ottiene quando si reintroduce un cristallo nella soluzione. Il cristallo funge da sito di nucleazione. Puoi realizzare sculture di ghiaccio caldo introducendo un cristallo mentre versi. Quando lo fai, qual è la temperatura del ghiaccio caldo?

Fare clic per stampare questo progetto.

Sicurezza chimica

Ricorda che quando lavori con sostanze chimiche, anche quelle che ritieni sicure, dovresti sempre usare occhiali protettivi e forse guanti protettivi. È importante prendere l'abitudine di utilizzare i dispositivi di sicurezza in modo che siano automatici.

Ricorda anche che quando lavori su un fornello, dovresti sempre indossare guanti da forno o usare delle pinze. Il buon senso in laboratorio fa molto per un'esperienza piacevole.