Passaggi di stato dei gas

Passaggi di stato dei gas

OBIETTIVO Osservare l'andamento dei dati riguardanti il passaggio di stato di una sostanza

MATERIALE OCCORRENTE Becco Bunsen, bicchiere, provetta, n° 2 termometri, supporto per provetta, naftalene, vanillina.

PROCEDIMENTO In laboratorio abbiamo voluto dimostrare l'andamento dei dati riguardanti il passaggio di stato di una sostanza. In un bicchiere contenente acqua è stata posta una provetta contenente il naftalene. Il tutto è stato posto su una retina poggiata su un sostegno a tre pedi sotto la quale è stato posto un becco Bunsen. Si è proceduto con l'accendere il becco Bunsen (a fiamma non troppo alta onde evitare l'eccessivo e brusco riscaldamento della sostanza). A mano a mano che il tempo passava, leggendo sul termometro n° 1 posto nell'acqua, si notava che la temperatura aumentava più velocemente rispetto alla temperatura della sostanza esaminata in provetta, che leggevamo sul termometro n° 2 posto nella provetta. Questi dati venivano riportati nella tabella 1 in corrispondenza del tempo. Quando la sostanza raggiunge la temperatura di fusione questa si mantiene costante fino al suo totale scioglimento. A questo punto è stato spento il becco Bunsen ed è così iniziata la fase di raffreddamento. I dati ottenuti da questa fase come in quella precedente sono stati riportati nella tab. 1.

I dati ottenuti dalla fase di raffreddamento sono stati riportati in un grafico raffigurante l'andamento della temperatura della sostanza in funzione del tempo. Non è stata riportata nella tabella la fase di riscaldamento perché la sostanza in subisce degli sbalzi improvvisi ed inoltre non c'è una sosta termica tranne che a 100°C che viene raggiunta alla fine del processo di riscaldamento.

CONCLUSIONI OSSERVAZIONI: Nella tabella ottenuta si nota una fase in cui la temperatura è costante e questo periodo di tempo è chiamata sosta termica.

La temperatura della sosta termica coincide con quella di cristallizzazione. Quando la sostanza è totalmente cristallizzata la temperatura ricomincia a riprendere la sua discesa costante.

Si può notare che le temperature di cristallizzazione e di fusione coincidono, nel nostro caso a 80±1°C:

Inoltre si è notata anche una fase in cui la temperatura è diminuita e subito dopo è risalita ristabilendosi. Questo fenomeno è chiamato sotto raffreddamento.

Nel sotto raffreddamento le particelle sono disposte caoticamente. Al punto di congelamento dovrebbero disporsi secondo il reticolo cristallino, può accadere però che ciò non avvenga immediatamente, il calore viene così sottratto al sistema senza che la cristallizzazione abbia luogo.

Così la temperatura sotto il punto di fusione continua a scendere e le particelle continuano a disporsi disordinatamente fino a quando, per caso, assumono la giusta posizione. Quando la configurazione ha raggiunto dimensioni sufficienti, altre particelle molto rapidamente cristallizzano su di esse ed a questo punto la temperatura si ristabilisce.