Fattori che influenzano le reazioni

Una banana matura molto prima sul tavolo della cucina che dentro il frigorifero. Quale fattore accelera la maturazione in un caso e la rallenta nell'altro? Spiega brevemente come agisce questo fattore.

Il pesce che compriamo si conserva nel congelatore perché impieghi molto più tempo a rovinarsi. Quale fattore stiamo controllando congelandolo e perché rallenta le reazioni di decomposizione?

Una compressa effervescente di vitamina C impiega $80\ \text{s}$ a sciogliersi completamente in un bicchiere d'acqua a $10\ \celsius$ e solo $20\ \text{s}$ in acqua a $30\ \celsius$. Il grafico riassume i dati:

1. a) Quante volte più veloce è la reazione a $30\ \celsius$ rispetto a $10\ \celsius$?
2. b) Spiega questo risultato pensando a come si muovono le particelle quando la temperatura aumenta.

Quasi tutte le reazioni chimiche sono più veloci quando la temperatura aumenta. La figura rappresenta le particelle di un gas a due temperature diverse:

Spiegalo con il modello particellare: che cosa accade alle particelle dei reagenti e quale conseguenza ha questo sui loro urti.

Aitana mescola in laboratorio due soluzioni incolori e misura il tempo che impiega a comparire un solido giallo (un precipitato). Ripete la miscela a temperature diverse e ottiene: $80\ \text{s}$ a $10\ \celsius$, $40\ \text{s}$ a $20\ \celsius$ e $20\ \text{s}$ a $30\ \celsius$. I dati sono rappresentati nel grafico:

1. a) Descrivi con parole tue l'andamento mostrato dai dati.
2. b) Osservando l'andamento, quanto tempo ci si potrebbe aspettare approssimativamente a $40\ \celsius$?
3. c) Giustifica l'andamento con il modello particellare.

Quando soffiamo sulla brace di un barbecue, essa brucia con più forza. Che cosa le stiamo fornendo soffiando? Quale fattore che accelera le reazioni stiamo mettendo in gioco?

Una scheggia di legno solo incandescente si accende con fiamma se la si introduce in un tubo pieno di ossigeno puro. Quale fattore spiega perché in quel tubo la combustione è molto più vivace che nell'aria?

In molti fornelli a gas c'è un'entrata d'aria regolabile: con poca aria la fiamma è gialla e annerisce le pentole, con più aria è azzurra e scalda meglio.

1. a) Quale fattore stai modificando regolando l'entrata d'aria?
2. b) Spiega perché la combustione è più completa ed efficiente con l'entrata aperta.

Un nastro di magnesio brucia nell'aria con una fiamma bianca intensa, ma in un recipiente pieno di ossigeno puro la combustione è molto più violenta. La figura rappresenta le particelle di gas all'interno di ciascun recipiente:

1. a) Sapendo che l'aria contiene soltanto il $21\ \%$ di ossigeno, spiega la differenza usando il modello degli urti tra particelle.
2. b) Prevedi che cosa accadrebbe se il recipiente fosse pieno di un gas privo di ossigeno, come l'azoto, e giustifica la previsione.

Lucia mette una zolletta di zucchero nel suo caffellatte e Marco mette la stessa quantità di zucchero semolato nel suo, come mostra la figura. Entrambi mescolano allo stesso modo.

Quale dei due si scioglierà prima? Quale fattore che influisce sulla velocità delle reazioni spiega la differenza?

Perché un antiacido faccia effetto prima, in farmacia lo vendono in compresse effervescenti, che si sciolgono in acqua, oppure si consiglia di sbriciolare la compressa. Quale fattore si sfrutta in entrambi i casi?

Nel brodo della minestra, il sale fino si scioglie quasi all'istante e il sale grosso impiega molto più tempo, anche se la quantità è la stessa. Spiega la differenza usando il modello particellare: pensa a quali particelle del sale sono a contatto con l'acqua in ciascun caso.

Un tronco di quercia può bruciare per ore in un camino, ma la segatura della stessa quercia, se è sparsa, brucia quasi di colpo.

1. a) Quale fattore spiega questa differenza?
2. b) Spiega perché nelle falegnamerie è vietato fumare e la segatura accumulata viene rimossa spesso.

La paglietta di acciaio che si usa per pulire brucia scintillando se la si avvicina a una fiamma, mentre un chiodo dello stesso materiale si ossida solo lentamente, nel corso degli anni.

1. a) Quale fattore spiega perché lo stesso materiale reagisce in modo così diverso?
2. b) Come si chiama l'ossidazione lenta che subisce il chiodo?

Vuoi verificare l'effetto della superficie di contatto usando due compresse effervescenti identiche: una intera e l'altra sbriciolata fino a ridurla in polvere.

1. a) Descrivi la procedura passo dopo passo.
2. b) Prevedi il risultato e giustificalo con il modello particellare.
3. c) Spiega perché devi usare la stessa quantità d'acqua e alla stessa temperatura nei due bicchieri: che cosa accadrebbe alle tue conclusioni se non lo facessi?

Nei silos di grano e nei vecchi mulini ci sono state esplosioni senza alcuna fiamma visibile: bastava una piccola scintilla in un'aria carica di polvere di farina.

1. a) Spiega perché la polvere di farina in sospensione brucia molto più velocemente della stessa farina ammassata in un sacco.
2. b) Quale dei fattori che accelerano le reazioni agisce in modo estremo?
3. c) Proponi una misura di sicurezza per questi luoghi e giustificala.

Che cos'è un catalizzatore? Spiega quale effetto ha sulla velocità di una reazione e se si consuma oppure no. Fai un esempio di catalizzatore che conosci.

Le automobili hanno un catalizzatore nel tubo di scarico. Quale compito svolge sui gas inquinanti che escono dal motore? Perché pensi che si chiami così?

Se mastichi un pezzo di pane per un bel po', finisce per avere un sapore dolce: un enzima della saliva comincia a scomporre l'amido del pane in zuccheri.

1. a) Che ruolo ha questo enzima nella reazione?
2. b) Perché si dice che gli enzimi sono catalizzatori biologici?
3. c) Indica un altro processo del corpo umano in cui intervengono enzimi.

Per fare lo yogurt in casa si mantiene il latte con i fermenti a circa $40\ \celsius$ per diverse ore. Se la miscela arriva a bollire, lo yogurt non si forma più.

1. a) Che cosa sono i fermenti dal punto di vista della reazione chimica?
2. b) Spiega perché funzionano bene a $40\ \celsius$ ma smettono di agire se la miscela bolle.
3. c) Prevedi che cosa accadrebbe se lasciassi la miscela a $10\ \celsius$ invece che a $40\ \celsius$ e motiva la risposta.

Il catalizzatore di un'automobile contiene metalli come il platino, che accelerano le reazioni che convertono i gas tossici di scarico in gas meno dannosi.

1. a) Spiega che cosa significa che un catalizzatore «non si consuma» nella reazione.
2. b) Se non si consuma, perché pensi che dopo molti anni un catalizzatore possa smettere di funzionare bene? Pensa a che cosa può accadere alle sue superfici con l'uso.

Luca vuole verificare che la temperatura influisce sulla velocità con cui il cacao si scioglie nel latte. Progetta l'esperimento al posto suo: di quali materiali ha bisogno, quale grandezza cambierà tra i due bicchieri, quali cose deve mantenere esattamente uguali e che cosa misurerà per confrontare.

Progetta un esperimento completo per verificare che la concentrazione di un reagente influisce sulla velocità di reazione, usando aceto e bicarbonato: prepareresti diversi bicchieri con quantità diverse di aceto, completando tutti con acqua fino allo stesso volume. Indica:

1. a) Quali variabili mantieni costanti e perché.
2. b) Quale variabile cambi da un bicchiere all'altro.
3. c) Come misureresti la velocità della reazione (che cosa osserveresti o cronometreresti).
4. d) Quale risultato ti aspetti di ottenere e come lo interpreteresti.

Prepari quattro bicchieri d'acqua con zucchero: il bicchiere 1 con acqua fredda e una zolletta, il bicchiere 2 con acqua fredda e la stessa quantità di zucchero semolato, il bicchiere 3 con acqua calda e una zolletta e il bicchiere 4 con acqua calda e zucchero semolato. La figura mostra i quattro bicchieri:

1. a) Quali due bicchieri confronteresti per studiare solo l'effetto della temperatura? Giustifica la scelta.
2. b) E quali due bicchieri confronteresti per studiare solo l'effetto della superficie di contatto?
3. c) In quale bicchiere lo zucchero si scioglierà in meno tempo? Motiva la risposta combinando i due fattori.