Esercizi: Evidenze di reazione chimica

Mescoli un cucchiaio di bicarbonato con dell'aceto in un bicchiere e, all'istante, si riempie di bollicine con un'effervescenza intensa. Quale evidenza di reazione chimica stai osservando? Che cosa si sta formando?

L'impasto della pizza contiene lievito e, lasciandolo riposare un po', raddoppia di volume e resta pieno di buchini. Quale evidenza di cambiamento chimico fa lievitare l'impasto? Che cosa succede agli ingredienti della miscela?

Tagli un avocado per fare il guacamole e, se tardi a mangiarlo, la superficie diventa marrone. Quale evidenza di reazione chimica è questa? Pensi che sia cambiato solo il colore o che si siano formate anche sostanze nuove?

Accendi la candelina di una torta di compleanno: mentre brucia, fa luce e riscalda l'aria che la circonda. Indica le due evidenze di reazione chimica che emette la candela accesa.

In laboratorio mescoli due liquidi trasparenti e incolori e, all'improvviso, compare un solido giallo che cade sul fondo della provetta, come mostra la figura.

Come si chiama questo solido che si forma? Perché la sua comparsa indica che è avvenuta una reazione chimica?

Un giocatore di basket si storce la caviglia e il fisioterapista attiva una borsa del ghiaccio istantaneo colpendola: senza frigorifero né ghiaccio, la borsa diventa gelida in pochi secondi. Quale cambiamento osservabile indica che dentro la borsa avviene un processo endotermico?

Completa la frase con i cinque grandi segnali che rivelano una reazione chimica: «Sviluppo di $\dots$, formazione di un $\dots$ che cade sul fondo, cambiamento di $\dots$, variazione della $\dots$ ed emissione di $\dots$».

Lo specchio del bagno si appanna ogni volta che fai la doccia con acqua calda. È questa un'evidenza di reazione chimica? Spiega che cosa succede in realtà al vapore acqueo.

A un concerto pieghi un braccialetto luminoso, si sente un «clic» e inizia a brillare di luce verde, senza pile né presa di corrente.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica fornisce il braccialetto?
2. b) Anche una lampadina fa luce e non è una reazione chimica: qual è la differenza tra i due casi?

Uno sturalavandini granulare, versato con acqua nel lavandino, forma molta schiuma e, inoltre, il tubo si scalda al tatto. Indica le due evidenze di reazione chimica che mostra il prodotto e spiega che cosa indica ciascuna.

Un agricoltore analizza l'acqua di irrigazione del suo orto: aggiunge qualche goccia di un reagente a un campione e, se sul fondo della provetta compare una polvere bianca, sa che l'acqua contiene una certa sostanza in eccesso.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica sfrutta questa prova?
2. b) Perché la comparsa di quella polvere dimostra che si è formata una sostanza nuova?

Per la gita sugli sci porti dei sacchetti scaldamani che iniziano a scaldarsi appena apri l'involucro di plastica, senza fuoco né batterie.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica mostrano?
2. b) Spiega perché non possono semplicemente «conservare il calore» dalla fabbrica.

Il succo di cavolo rosso diventa rosa se aggiungi qualche goccia di limone e verdastro se aggiungi una soluzione di sapone, come mostra la figura.

1. a) Quale evidenza chimica sfrutta questo trucco di cucina?

Una macchia di pomodoro sulla maglietta bianca di Daniela scompare applicandovi la candeggina, ma la zona trattata non torna mai allo stato precedente, per quanto la lavi dopo.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica è avvenuta nel tessuto?
2. b) Spiega perché togliere la macchia con la candeggina non è lo stesso che strofinarla solo con acqua.

In laboratorio mescoli due liquidi che erano ciascuno a $20\ \celsius$ e il termometro della miscela sale fino a $35\ \celsius$ senza avvicinare alcun bunsen né piastra riscaldante, come mostra la figura.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica sta rilevando il termometro?
2. b) Da dove viene quel calore se nessuno ha riscaldato la miscela?

Friggendo, l'olio sfrigola perché l'acqua degli alimenti evapora di colpo; ma se lo lasci troppo a lungo sul fuoco, comincia a fumare, a puzzare e ad annerirsi.

1. a) Quale segnale del processo corrisponde a un semplice cambiamento fisico?
2. b) Quali segnali rivelano che l'olio sta subendo una reazione chimica? Giustifica entrambe le risposte.

L'acqua ossigenata del kit di pronto soccorso frigge intensamente quando la versi su una ferita, ma resta tranquilla dentro il flacone chiuso.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica mostra a contatto con la pelle?
2. b) Che cosa pensi apporti la ferita perché la reazione si inneschi in quel momento?
3. c) Se il flacone restasse aperto per anni, finirebbe per diventare acqua normale: spiega che cosa è successo alla sostanza originale e perché questo conferma che era una reazione chimica.

Nessuna evidenza, da sola, garantisce che sia avvenuta una reazione chimica. Fai un controesempio fisico (un fenomeno quotidiano che mostri lo stesso segnale senza essere chimico) per ciascuno di questi quattro segnali:

1. a) Si sprigiona un gas.
2. b) Compare un solido dove non c'era.
3. c) Cambia il colore.
4. d) Cambia la temperatura.

Concludi spiegando che cosa dovresti verificare sempre, oltre al segnale, per essere sicuro della reazione chimica.

Sulla fiamma azzurra del fornello a gas si mette una pentola d'acciaio appena lavata e ben asciutta: sul fondo compaiono subito delle goccioline d'acqua che, quando la pentola si scalda, scompaiono di nuovo. Il montaggio è mostrato nella figura:

1. a) Da dove viene quell'acqua se la pentola era completamente asciutta?
2. b) Perché quelle goccioline sono un indizio che la combustione del gas genera sostanze nuove?
3. c) Perché poi scompaiono? Classifica quest'ultimo processo come fisico o chimico.

In giardino, il cumulo di compost è caldo all'interno anche in una fredda giornata d'inverno e, al mattino, sembra «fumare».

1. a) Quale evidenza chimica spiega quel calore se nessuno riscalda il cumulo?
2. b) Il «fumo» è in realtà vapore acqueo che condensa a contatto con l'aria fredda: è questa un'evidenza di reazione chimica? Giustifica la differenza tra i due segnali che dà il compost.

Le razioni di emergenza d'alta montagna si scaldano da sole versando acqua in una busta doppia: il cibo passa da circa $15\ \celsius$ a circa $60\ \celsius$ in dieci minuti, senza fuoco né elettricità.

1. a) Quale evidenza di reazione chimica agisce dentro la busta?
2. b) Perché è impossibile che fosse acqua calda «nascosta» nell'involucro?
3. c) Dopo un po' la busta smette di scaldare anche se dentro c'è ancora acqua: spiega che cosa si è esaurito.

I fiammiferi antivento si accendono anche con vento forte. Strofinandone uno si osservano vari segnali: fiamma con luce intensa, calore, odore forte, fumo grigiastro e un suono crepitante.

1. a) Fai un elenco dei segnali che sono evidenze di reazione chimica e giustifica ciascuna scelta.
2. b) Quali accompagnano il fenomeno ma, da soli, non provano che si siano formate sostanze nuove? Motiva la risposta.

Sul fondo del bollitore elettrico compare, con l'uso, una crosta bianca e dura. Tuo fratello afferma: «Si è formato un solido dove non c'era, quindi è un precipitato di una reazione chimica».

1. a) Spiegagli perché il suo ragionamento non è valido: la comparsa di un solido non dimostra da sola una reazione (compare un solido anche quando il sale cristallizza per evaporazione dell'acqua di mare). Poi indica che cosa succede davvero: l'acqua del rubinetto contiene disciolto idrogenocarbonato di calcio, $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$, che con il calore si decompone in carbonato di calcio (la crosta), acqua e anidride carbonica. Si tratta quindi di una trasformazione fisica o chimica?
2. b) Quale differenza fondamentale c'è tra quella crosta e il precipitato che si forma mescolando due liquidi in laboratorio?

In un barbecue, il carbone brucia lasciando braci che fanno luce e scaldano, si sprigiona fumo con un odore caratteristico e, alla fine, restano solo ceneri grigie molto leggere; intanto, l'acqua di un bicchiere dimenticato vicino alla griglia evapora per il calore.

1. a) Ordina tutti i segnali del processo in due elenchi: cambiamenti fisici ed evidenze di reazione chimica.
2. b) Giustifica perché le ceneri sono un'evidenza che nel carbone si sono formate sostanze nuove.

Sfida del tema. Trasformati in ricercatore scientifico nella tua cucina e analizza il confine tra cambiamenti fisici e chimici attraverso due trasformazioni quotidiane: la dissoluzione del sale da cucina in acqua e la reazione tra aceto e bicarbonato di sodio.

1. Sperimentazione: In quattro bicchieri con $50\text{ mL}$ di aceto ciascuno, aggiungi rispettivamente $1\text{ g}$, $2\text{ g}$, $3\text{ g}$ e $4\text{ g}$ di bicarbonato di sodio (misurati con la bilancia da cucina, con incertezza $\pm 0,1\text{ g}$). Ripeti una prova sciogliendo $2\text{ g}$ di sale in $50\text{ mL}$ di acqua.

2. Raccolta delle misure: Cronometra con il cellulare il tempo di durata dell'effervescenza in ciascun caso ($t \pm 0,5\text{ s}$) e misura la temperatura iniziale e finale del liquido con un termometro da cucina ($T \pm 0,5\text{ }^\circ\text{C}$).

3. Trattamento dei dati: Elabora una tabella con i tuoi valori e le incertezze e rappresenta il grafico del tempo di effervescenza in funzione della massa di bicarbonato.

4. Relazione finale: Scrivi una breve relazione in cui classifichi in modo motivato entrambi i processi, individuando le evidenze sperimentali osservate (cambiamento termico, sviluppo di gas).

Verrà valutato:

• Individuazione e corretta argomentazione delle evidenze di cambiamento chimico rispetto al cambiamento fisico.

• Rigore nella registrazione dei dati, gestione delle incertezze ed elaborazione di tabella e grafico.

• Qualità dell'analisi, chiarezza espositiva e conclusioni della relazione scientifica.