Gonfiare un palloncino tramite il gas sviluppato da una reazione chimica: un liquido (aceto e acqua) reagisce con un solido (bicarbonato) per formare un gas (l’anidride carbonica), che viene catturato tramite un palloncino.
Apparato sperimentale:

• 1 bottiglia a collo stretto (vetro o plastica); aceto; bicarbonato di sodio.
• 2 imbuti di plastica; palloncino; cucchiai di plastica.

Nella bottiglia metti circa 3 cucchiai di aceto. Con l’imbuto di plastica, mettere circa 3 cucchiai di bicarbonato nel palloncino. Infilare il palloncino sul collo della bottiglia, facendo attenzione a fissarlo bene e a non versarne il contenuto all’interno. Sollevare il palloncino e far scendere tutta la polvere dentro la bottiglia. Quando il bicarbonato scende, nel liquido si formano bolle e il palloncino si gonfia.

La reazione chimica tra aceto (che contiene acido acetico, CH3COOH) e bicarbonato di sodio (NaHCO3) produce un gas, l’anidride carbonica (CO2), che gonfia il palloncino:

NaHCO3 (aq) + CH3COOH (aq) → CH3COONa (aq) + CO2(g) + H2O (l)

Il gas ottenuto non è l’unico prodotto della reazione: si forma anche un sale (acetato di sodio, CH3COONa). Infatti il liquido ottenuto non ha più un sapore aspro, come l’aceto, ma salato.

Riferimenti all’esperienza quotidiana / Analogie

Nei laboratori i chimici studiano le reazioni che avvengono quando si mescolano due o più sostanze tra di loro. In questo modo si possono ottenere nuove sostanze diverse da quelle di partenza.

Un metallo può trasformarsi per reazione chimica; una reazione chimica può essere evidenziata da un cambiamento di colore: l’ossido di rame che si forma sulla superficie delle monetine di rame viene rimosso con liquidi acidi.

Apparato sperimentale:

• Monetine di rame vecchie (almeno 5)
• Aceto
• Sale da cucina
• Succo di limone
• Coca Cola
• Acqua
• Detersivo in polvere
• Bicchieri di plastica
• Cucchiai di plastica
• Carta
• Mollette da panni (almeno 5).
• facoltativo: viti o chiodi.

Conduzione dell’esperienza: mettere nei bicchieri uno strato di liquido (esempio: aceto) sufficiente a immergere mezza monetina (circa 1 cm). Immergere una monetina nel bicchiere solo per metà aiutandoti con la pinza e aspettare 5 minuti. Togli la monetina e lasciala su un pezzo di carta davanti al bicchiere usato.
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Obiettivi: mostrare che “il simile scioglie il simile”: acqua e olio si mescolano solo se si aggiunge il detersivo.
Apparato sperimentale:

• Olio minerale
• Acqua
• Detersivo liquido per piatti
• Bicchieri di plastica
• Cucchiai di plastica.

Facoltativo: coloranti alimentari per colorare l’acqua ( o l’olio).
Procedimento: riempire per metà di acqua 2 bicchieri di plastica. Aggiungere dell’olio nei due bicchieri in modo che formi una macchia sulla superficie. Mescolare il contenuto di un bicchiere con il cucchiaio e attendere. Ripetere quindi l’operazione nell’altro bicchiere dopo aver aggiunto qualche goccia di detersivo. Confrontare i due risultati.
Descrizione del processo fisico: l’olio e l’acqua sono sostanze di natura diversa, che non si mescolano tra di loro.Una molecola di sapone o detergente è caratterizzata da una estremità ionica, altamente polare e da una restante parte idrocarburica e apolare. Questa struttura conferisce al sapone le sue proprietà detergenti, poiché la porzione polare è solubile in acqua, mentre quella apolare è solubile negli oli. Quando una piccola quantità di olio viene mescolata sotto agitazione con una soluzione di detersivo, si forma un’emulsione di olio in acqua: le molecole di sapone vanno a circondare le goccioline di olio poiché le loro code idrocarburiche sono solubili nell’olio. D’altra parte le teste polari delle molecole di sapone impartiscono alle goccioline di olio una carica superficiale negativa che ne previene l’aggregazione e ne facilita la solubilizzazione in acqua.
Riferimenti all’esperienza quotidiana: i detergenti sono fatti di molecole che agiscono in modo speciale, e permettono a materiali molto diversi di creare miscele altrimenti impossibili.