Chimica per il liceo/Il laboratorio di chimica: differenze tra le versioni

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* '''Carta da filtro e imbuto''': l'imbuto viene appeso ad un sostegno metallico, viene inserita la carta da filtro e sotto viene posizionato un becher. Utilizzato per separare miscugli eterogenei di solidi e liquidi (es. acqua e sabbia).
*'''Centrifuga''': usata per separare miscugli eterogenei che si separerebbero anche per decantazione; in pratica si accelera la decantazione.
*'''Imbuto separatore''': è un particolare contenitore a forma di pallone chiuso con un rubinetto ad una estremità, serve per separare liquidi immiscibili
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File:Simple distillation apparatus.svg|Schema di un distillatore semplice
File:Filtrace-prubeh.jpg|imbuto e filtro
File:Tabletop centrifuge.jpg|Centrifuga
File:Scheidetrichter zwei Phasen brauner Hintergrund.png|Imbuto separatore con tre liquidi immiscibili
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lontano da fiamme libere
|}
#
 
== Approfondimento sull'uso di particolari strumenti ==
 
=== L'imbuto separatore ===
 
 
 
 
 
 
Introduzione
 
== Dispositivi e principali norme di sicurezza ==
La sicurezza è la riduzione massima di qualunque rischio o pericolo ed è legata a tutto ciò con cui entriamo in contatto.
# Pericolo: è ciò che arreca danni a persone, animali o cose;
# Esposizione: rappresenta il momento in cui si entra in contatto con qualcosa di potenzialmente pericoloso;
# Rischio: è il grado di pericolo presente nell’esposizione;
# Danno o incidente: è la conseguenza dannosa dell’esposizione ad un pericolo.
 
=== DISPOSITIVI DI SICUREZZA INDIVIDUALI: ===
* Guanti: essenziali per la protezione delle mani da eventuali schizzi;
* Camici: obbligatori per la protezione del corpo, dal torace alle gambe;
* Mascherine: proteggono le vie respiratorie da gas nocivi;
* Occhiali: proteggono gli occhi da eventuali schizzi di acidi o liquidi nocivi.
 
=== DISPOSITIVI DI SICUREZZA COLLETTIVI: ===
Esempi:
* l’estintore,
* le porte di emergenza,
* la cappa.
 
=== SEGNALETICA ===
In ogni ambiente pubblico la sicurezza è ricordata dalla segnaletica che può essere verticale (cartelli) o orizzontale (segnalate sul pavimento).
[[File:Indicazione disporsi su 2 file.png|centro|miniatura|170x170px|Obbligo a disporsi in due file ordinate]]
- i cartelli con lo sfondo blu indicano un obbligo o una prescrizione;
 
[[File:DIN 4844-2 D-P008.svg|miniatura|103x103px|Divieto di toccare|centro]]
 
- i cartelli con lo sfondo rosso barrati, indicano un divieto;
 
[[File:Segnale comburente.svg|miniatura|102x102px|Comburente|centro]]- i cartelli con lo sfondo giallo, a volte con i bordi neri, indicano un eventuale pericolo; [[File:Salvataggio1.svg|miniatura|101x101px|Pronto soccorso|centro]]- i cartelli con sfondo bianco, indicano soccorso o evacuazione [[File:Antincendio1.gif|miniatura|101x101px|Lancia antincendio|centro]]- i cartelli con lo sfondo rosso invece indicano antincendio.
 
=== Rischi che riguardano la sicurezza ===
* Macchine
* Impianti elettrici
* Sostanze pericolose
* Incendio/esplosioni
 
=== Rischi riguardo alla salute ===
* Agenti chimici
* Agenti fisici
* Agenti biologici
 
=== Rischi legati sia alla sicurezza che alla salute ===
* Organizzazione del lavoro
* Fattori psicologici ed ergonomici
* Condizioni di lavoro difficili
 
=== RISCHI CHIMICI ===
* Sostanze tossiche
* Agenti combustibili
 
=== RISCHI FISICI ===
* Termici
* Elettrici
* Meccanici
 
RISCHIO DI INCENDIO:
 
- Presenza di combustibili ed infiammabili
 
- Comportamenti errati mentre si maneggiano strumenti e sostanze
 
Per evitare tutti questi rischi si devono rispettare le norme di comportamento, oltre che pulire dopo aver utilizzato il laboratorio, lavarsi bene le mani e gettare i rifiuti.
 
 
DANNO o INCIDENTE
 
- Principalmente gli incidenti sono dovuti a queste cause o disattenzioni:
 
- Poca esperienza
 
- Distrazione
 
- Incoscienza
 
- Troppa sicurezza in se stessi
 
 
IL TRIANGOLO DEL FUOCO:
 
Il triangolo del fuoco si presenta soltanto in caso di incendio ed è composto da combustione, combustibile e calore; senza uno di essi l’incendio non avviene.
Il comburente è ciò che permette al fuoco di bruciare (ossigeno, carbone…).
 
Il combustibile è la sostanza in grado di bruciare.
 
Il calore rappresenta l’innesco della fiamma.
 
Esistono due tipi di prevenzione.
 
- PREVENZIONE PRIMARIA: Fa in modo che tutte le strutture siano a norma e le fornisce di tutti i dispositivi di sicurezza obbligatori
 
- PREVENZIONE SECONDARIA: È costituita dal soccorso che viene fornito dopo che l'incidente è accaduto.
 
Per identificare gli elementi chimici dannosi esistono dei simboli che vengono messi sulle etichette dei contenitori. I simboli sono composti da un disegno/segno su sfondo arancione
 
SIMBOLI
 
- Esplosivo: viene identificato con un oggetto che esplode;
 
- Infiammabile: è simboleggiato da un fuoco, mentre per “estremamente infiammabile” viene aggiunta una F+ nell'angolo in cima a sinistra;
 
- Comburente: il suo simbolo è un cerchio contornato dal fuoco;
 
- Corrosivo: è simboleggiato da una sostanza che consuma una superficie solida e una mano;
 
- Tossico: simboleggiato da un teschio e due tibie, mentre ad “estremamente tossico” viene aggiunta una T+ in alto a sinistra;
 
- Irritante e Nocivo: entrambi sono indicati con una grande X, per distinguerli ad irritante viene aggiunta una “i” minuscola in basso a destra;
 
- Pericoloso per l'ambiente: simboleggiato da un ambiente inquinato con un animale (solitamente un pesce) e un albero morti.
== Strumenti per misurare le masse ==
La massa (dal greco màza) è la misura della quantità di materia presente in un corpo. Più precisamente, essa è una grandezza fisica che determina il comportamento dinamico dei corpi quando sono soggetti all’influenza di forze estreme.
 
La bilancia (anche detta bilancia graduata o bilancia da laboratorio) viene utilizzata per misurare la massa di un oggetto.
 
Nella sua forma standard (bilancia a bracci) questo strumento di misura confronta gli oggetti, posizionando in uno dei due piatti, sospeso tramite una leva, un peso di riferimento e nell’altro piatto l’oggetto che si vuole confrontare.
[[File:Bilancia.jpg|150px|Bilancia]]
 
Invece la bilancia elettronica (o da laboratorio) a differenza della bilancia standard è molto più precisa, come la bilancia analitica (stante la precisione di 0.1mg e oltre) fornita di indicatore per metterla in bolla.
 
[[File:Analytical balance mettler ae-260.jpg|150px|Analytical balance mettler ae-260]]
 
== Strumenti per separare miscugli ==
 
=== I separatori scientifici ===
 
L'imbuto separatore è un attrezzo da laboratorio chimico, utilizzato per estrazioni liquide, ovvero per le separazioni di miscele di liquidi con l'ausilio di una fase solvente, composta anch'essa da due differenti liquidi aventi densità diverse.
È una tecnica nota sin dal Medioevo, applicata inizialmente alla produzione di bevande alcoliche. Successivamente è stata applicata in numerosi processi chimici, tra cui la separazione del petrolio grezzo nei suoi diversi componenti (detta "topping").
 
=== '''Il termometro''' ===
== Strumenti per misurare temperatura e tempo ==
{{...}}
 
'''La temperatura:'''
 
La temperatura è una proprietà fisica intensiva,definibile per mezzo di una grandezza fisica scalare (ovvero non dotata di direzione e verso), che indica lo stato termico di un sistema.
 
'''Termometro:'''
 
Il primo termometro fu realizzato da Galileo Galilei nel 1607, seguì quello costruito da Daniel Gabriel Fahrenheit nel 1709 ad alcol a cui seguì quello a mercurio nel 1725. Nel 1742 Anders Celsius propose l'introduzione della scala centigrada attualmente in uso,basata sugli stadi dell’ acqua. I termometri basano il loro funzionamento fisico sull'uso di una qualche grandezza fisica che varia con la temperatura che tipicamente può essere:
* la dilatazione termica di una sostanza liquida, gassosa o solida;
* la resistenza elettrica di un materiale;
* altre grandezze fisiche e dinamiche
 
'''Tipi di termometro:'''
* a mercurio: la variazione di temperatura modifica il volume del mercurio
* a gas:misura la temperatura attraverso la variazione di volume o di pressione di un gas contenuto. I termometri a gas sono molto precisi.
* digitale: usufruisce dei sensori elettrici per il calcolo della temperatura
 
=== '''Il TempoCronometro''' ===
Il tempo è la dimensione nella quale si concepisce e si misura il trascorrere degli eventi. Esso induce la distinzione tra passato, presente e futuro.La percezione del "tempo" è la presa di coscienza che la realtà di cui siamo parte si è materialmente modificata.
 
'''Il Cronometro'''
* Un cronometro è uno strumento che misura il tempo progettato per avere elevata accuratezza e precisione.
* Ha due pulsanti principali: uno per far partire il tempo e uno per stopparlo e resettarlo
Il cronometro viene utilizzato soprattutto nell’ambito sportivo. I cronometri sportivi sono progettati in genere per misurare il tempo a partire da un istante zero corrispondente all'inizio della gara. L'avvio e l'arresto del cronometro possono essere effettuati manualmente agendo su pulsanti oppure automaticamente. Quest'ultima soluzione, che elimina il ritardo umano, è indispensabile nelle gare di velocità, dove la vittoria o il superamento di un record sono a volte determinati dai centesimi di secondo.
 
=== Agitatore elettromagnetico ===
== Principali reagenti chimici ==
L'agitatore elettromagnetico è uno degli strumenti di base di qualsiasi laboratorio scientifico.
===Che cosa sono i reagenti?===
Viene utilizzato solitamente per mescolare efficacemente, senza l'ausilio di aste ed agitatori esterni, un solvente e uno o più soluti, o anche dei reagenti, mediante la rotazione di un'ancoretta magnetica sul fondo di un contenitore sul quale agisce un campo magnetico. La dimensione e la forma dell'ancoretta magnetica determinano l'efficacia dell'agitazione stessa a parità di velocità di agitazione. La velocità di agitazione viene solitamente regolata mediante un microprocessore ad impulsi che consente di ottenere un'ottima progressione della velocità. È opportuno quindi scegliere l'ancoretta magnetica più adeguata
Reagente: qualsiasi sostanza che prende parte ad una reazione chimica consumandosi.
 
Col procedere della reazione, i reagenti si trasformano nei "prodotti di reazione".
in relazione alla quantità e qualità di liquido in lavorazione nonché al tipo di contenitore utilizzato.
Spesso i prodotti di una reazione chimica a loro volta possono essere reagenti di altre reazioni, anche concomitanti.
Gli agitatori magnetici spesso sono anche dotati di riscaldamento per mezzo di una resistenza elettrica posta sotto il piano d'appoggio. Le temperature che possono essere raggiunte variano da poche decine di gradi fino a 300 °C a seconda della qualità professionale dello strumento. Anche le dimensioni possono variare ed in alcuni casi si costruiscono appositamente agitatori magnetici di grosse dimensioni per contenitori di 30 o 50 litri.
Esempio: nella reazione:
 
A + B → C + D
=== Becco di Bunsen ===
A e B sono i reagenti, C e D sono i prodotti di reazione.
Il becco di Bunsen è un bruciatore a gas usato in chimica. Prende il nome da Robert Wilhelm Bunsen, il chimico e fisico tedesco al quale è erroneamente attribuita l'invenzione.
Affinché la reazione abbia luogo, le molecole dei reagenti devono urtarsi con un'energia, detta energia di attivazione, sufficiente per produrre uno stato di transizione che evolve successivamente nei prodotti di reazione.
Il becco di Bunsen brucia un flusso continuo di gas senza rischio che la fiamma abbia un ritorno nel tubo e giunga fino alla bombola. In genere il bruciatore usa gas naturale o, in alternativa, gas di petrolio liquefatto.
Il becco di Bunsen è composto da uno zoccolo con il tubo da cui giunge il combustibile gassoso, che presenta all'estremità finale un beccuccio, e da un tubo verticale, all'imboccatura del quale viene acceso il gas.
Il tubo verticale è forato in due punti per l'accesso dell'aria ed è ricoperto da un manicotto, anch'esso munito di due buchi: ruotando il manicotto si può regolare quanto i suoi buchi coincidano con quelli del tubo. In questo modo è possibile avere una maggiore o minore quantità di aria aspirata e quindi ottenere una fiamma di diversa natura, ossidante (colore blu) o riducente (colore arancio, usata anche per rendere visibile la fiamma libera quando non si usa l'apparecchio). La portata del gas è regolata invece da un'apposita vite.
La fiamma raggiunge la temperatura anche di 1410 °C, pari a 1683.15 K, quando è ossidante, e si divide in diverse zone a seconda della temperatura: la base della fiamma che raggiunge i 300 °C, la zona di fusione (che si ritrova a circa 2/3 dell'altezza della fiamma) che raggiunge i 1410 °C.
Al giorno d'oggi il becco di Bunsen è stato sostituito in molti utilizzi da riscaldatori elettrici che hanno il vantaggio di essere più sicuri, facilmente controllabili e di non emettere prodotti di combustione che potrebbero interagire con le reazioni.
Viste le alte temperature che raggiunge bisogna stare attenti a non ustionarsi.
 
== Approfondimento sull'uso di particolari sostanze ==
 
===Cloruro di sodio===
 
== Contenitori, reattori, miscelatori, staffe, altro ==
 
=== Agitatore elettromagnetico ===
L'agitatore elettromagnetico è uno degli strumenti di base di qualsiasi laboratorio scientifico.
Viene utilizzato solitamente per mescolare efficacemente, senza l'ausilio di aste ed agitatori esterni, un solvente e uno o più soluti, o anche dei reagenti, mediante la rotazione di un'ancoretta magnetica sul fondo di un contenitore sul quale agisce un campo magnetico. La dimensione e la forma dell'ancoretta magnetica determinano l'efficacia dell'agitazione stessa a parità di velocità di agitazione. La velocità di agitazione viene solitamente regolata mediante un microprocessore ad impulsi che consente di ottenere un'ottima progressione della velocità. È opportuno quindi scegliere l'ancoretta magnetica più adeguata
 
in relazione alla quantità e qualità di liquido in lavorazione nonché al tipo di contenitore utilizzato.
Gli agitatori magnetici spesso sono anche dotati di riscaldamento per mezzo di una resistenza elettrica posta sotto il piano d'appoggio. Le temperature che possono essere raggiunte variano da poche decine di gradi fino a 300 °C a seconda della qualità professionale dello strumento. Anche le dimensioni possono variare ed in alcuni casi si costruiscono appositamente agitatori magnetici di grosse dimensioni per contenitori di 30 o 50 litri.
 
=== Mortaio ===
 
Un mortaio è un utensile utilizzato per pestare, ridurre in polvere e mescolare sostanze solide. Si tratta essenzialmente di un recipiente, dal fondo tondeggiante, in legno duro o metallo (raramente in pietra, marmo o porcellana) nel quale vengono poste le sostanze, che vengono poi triturate dall'azione di un pestello, una corta mazzetta costituita da un'impugnatura e da una estremità più larga e pesante.<gallery>
File:Mortaio e pestello - Musei del cibo - Prosciutto - 0166.tif|
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=== Becco di Bunsen ===
 
Il becco di Bunsen è un bruciatore a gas usato in chimica. Prende il nome da Robert Wilhelm Bunsen, il chimico e fisico tedesco al quale è erroneamente attribuita l'invenzione.
Il becco di Bunsen brucia un flusso continuo di gas senza rischio che la fiamma abbia un ritorno nel tubo e giunga fino alla bombola. In genere il bruciatore usa gas naturale o, in alternativa, gas di petrolio liquefatto.
Il becco di Bunsen è composto da uno zoccolo con il tubo da cui giunge il combustibile gassoso, che presenta all'estremità finale un beccuccio, e da un tubo verticale, all'imboccatura del quale viene acceso il gas.
Il tubo verticale è forato in due punti per l'accesso dell'aria ed è ricoperto da un manicotto, anch'esso munito di due buchi: ruotando il manicotto si può regolare quanto i suoi buchi coincidano con quelli del tubo. In questo modo è possibile avere una maggiore o minore quantità di aria aspirata e quindi ottenere una fiamma di diversa natura, ossidante (colore blu) o riducente (colore arancio, usata anche per rendere visibile la fiamma libera quando non si usa l'apparecchio). La portata del gas è regolata invece da un'apposita vite.
La fiamma raggiunge la temperatura anche di 1410 °C, pari a 1683.15 K, quando è ossidante, e si divide in diverse zone a seconda della temperatura: la base della fiamma che raggiunge i 300 °C, la zona di fusione (che si ritrova a circa 2/3 dell'altezza della fiamma) che raggiunge i 1410 °C.
Al giorno d'oggi il becco di Bunsen è stato sostituito in molti utilizzi da riscaldatori elettrici che hanno il vantaggio di essere più sicuri, facilmente controllabili e di non emettere prodotti di combustione che potrebbero interagire con le reazioni.
Viste le alte temperature che raggiunge bisogna stare attenti a non ustionarsi.
 
=== Provette ===
Questo genere di pipette necessitano, per il loro funzionamento, di particolari aspiratori/dosatori, che si applicano sull'estremità superiore dello strumento. Tra essi, il più diffuso è stato a lungo la pompetta a tre valvole (chiamata anche Palla di Peleo, "propipetta" o "porcellino"), che ancora si trova in molti laboratori. Da qualche anno sono stati introdotti in commercio degli aspiratori più funzionali, che vanno rimpiazzando le pompette sopracitate.
In biologia cellulare vengono utilizzate delle pipette automatiche per volumi di liquido molto piccoli dell'ordine del microlitro( μL), chiamate appunto micropipette
 
== Temperatura e tempo ==
 
=== La temperatura ===
La temperatura è una proprietà fisica intensiva,definibile per mezzo di una grandezza fisica scalare (ovvero non dotata di direzione e verso), che indica lo stato termico di un sistema.
 
==== Termometro ====
Il primo termometro fu realizzato da Galileo Galilei nel 1607, seguì quello costruito da Daniel Gabriel Fahrenheit nel 1709 ad alcol a cui seguì quello a mercurio nel 1725. Nel 1742 Anders Celsius propose l'introduzione della scala centigrada attualmente in uso,basata sugli stadi dell’ acqua. I termometri basano il loro funzionamento fisico sull'uso di una qualche grandezza fisica che varia con la temperatura che tipicamente può essere:
la dilatazione termica di una sostanza liquida, gassosa o solida;
la resistenza elettrica di un materiale;
altre grandezze fisiche e dinamiche.
Tipi di termometro:
a mercurio: la variazione di temperatura modifica il volume del mercurio
a gas:misura la temperatura attraverso la variazione di volume o di pressione di un gas contenuto. I termometri a gas sono molto precisi.
digitale: usufruisce dei sensori elettrici per il calcolo della temperatura.
 
=== Il tempo ===
Il tempo è la dimensione nella quale si concepisce e si misura il trascorrere degli eventi. Esso induce la distinzione tra passato, presente e futuro.La percezione del "tempo" è la presa di coscienza che la realtà di cui siamo parte si è materialmente modificata.
 
==== Il Cronometro ====
Un cronometro è uno strumento che misura il tempo progettato per avere elevata accuratezza e precisione.
Ha due pulsanti principali: uno per far partire il tempo e uno per stopparlo e resettarlo
L'unità di misura è il secondo e la sua sensibilità è di solito il millesimo di secondo
Il cronometro viene utilizzato soprattutto nell’ambito sportivo. I cronometri sportivi sono progettati in genere per misurare il tempo a partire da un istante zero corrispondente all'inizio della gara. L'avvio e l'arresto del cronometro possono essere effettuati manualmente agendo su pulsanti oppure automaticamente. Quest'ultima soluzione, che elimina il ritardo umano, è indispensabile nelle gare di velocità, dove la vittoria o il superamento di un record sono a volte determinati dai centesimi di secondo.
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