Analisi dell’aceto attraverso il rapporto molare dei prodotti dell’elettrolisi dell’acqua: un esperimento di laboratorio di Chimica Fisica per la scuola secondaria
In questo articolo è presentata una interessante esperienza di laboratorio sulla determinazione dell’acidità dell’aceto tramite l’elettrolisi dell’acqua. Viene costruita una semplice cella elettrolitica, facile da assemblare, nella quale i due scomparti catodo e anodo sono separati da un ponte salino. Il generatore di tensione è una comune pila da 9 V. Il disegno della cella e la modalità di costruzione sono illustrati nell’allegato n°1 di questo articolo.
Perchè l’elettrolisi dell’acqua
Come viene sfruttata l’elettrolisi dell’acqua per misurare l’acidità dell’aceto? Se osserviamo le reazioni che si svolgono durante l’elettrolisi dell’acqua:
Vediamo che al catodo si liberano ioni OH- e all’anodo ossigeno O2. Se nel compartimento catodico aggiungiamo una quantità nota di aceto, la sua acidità in acido acetico diminuirà perché sarà neutralizzata dagli ioni OH-, via via che questi sono prodotti dall’elettrolisi dell’acqua.
Il punto di neutralità viene segnalato da un indicatore, aggiunto nel comparto catodico, come la fenoftaleina. Conoscendo i rapporti molari tra O2 sviluppato all’anodo e OH- generati al catodo, esattamente 1:4 (vedi equazioni 1e 2), se siamo in grado di misurare il volume di ossigeno possiamo risalire agli OH-prodotti e quindi all’acido acetico presente (vedi equazione 3).
Il ruolo dell’ ossigeno ?
Un accorgimento dell’esperienza consiste proprio nell’uso di una pipetta graduata, capovolta, immersa nella soluzione anodica e chiusa all’estremità in grado di raccogliere il gas O2 prodotto e di misurarne il volume. Applicando l’equazione generale dei gas possiamo trovare le moli di O2, e quindi quelle dell’acido acetico.
Una esperienza formativa
L’esperienza è un concentrato di conoscenze che vanno dall’elettrolisi dell’acqua e dalle equazioni che la governano, alle reazioni acido base e infine alla equazione generale dei gas. Tutto rivisitato attraverso l’analisi di un prodotto merceologico tra i più comuni e con un apparecchio che gli studenti si confezionano con le proprie mani. L’esperienza è stata tratta da un articolo pubblicato nel Journal of Chemical Education. Di seguito trovate due allegati guida per la comprensione e la esecuzione dell’esperienza:
Allegato 1
Fornisce tutte le informazioni relative alla conduzione dell’esperienza, ai risultati ottenuti e alla costruzione delle celle elettrolitiche.
Allegato 2
Riporta i calcoli relativi alla determinazione delle moli di O2 contenute in un determinato volume del gas e le moli di acido acetico corrispondenti
