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Combustione dei metalli con l’ossigeno:

13/12/2011 Combustione dei metalli con l’ossigeno Andy Suira , Luca Zambello, Enrico Bottani Spai Locarno MI1

Esperienze: reazioni con l’ossigeno:

13/12/2011 Esperienze : reazioni con l’ossigeno Combustione di ferro in polvere Combustione di magnesio in polvere Combustione d’alluminio in polvere con ossido di manganese

Combustione di ferro in polvere:

Combustione di ferro in polvere Preparazione: sul fondo di una provetta viene scaldato del ferro in polvere, tramite l’ausilio di una bombola viene inserito dell’ossigeno. 13/12/2011

Combustione di ferro in polvere:

13/12/2011 Combustione di ferro in polvere Esecuzione e risultato: dopo aver scaldato la polvere di ferro a 700-900°C, questa inizia a reagire, diventa nera di colore, poi diventa incandescente di un bianco-rossastro accecante, perché si libera energia all’interno della provetta, il prodotto resta solido, ferro in eccesso può fondere e schizzare fuori in goccioline, il vetro si rompe per lo shock termico e per l’entrata di materiale solido nel vetro stesso.

Combustione di ferro in polvere:

13/12/2011 Combustione di ferro in polvere Equazione: Fe (s) + O 2 → FeO Video

Combustione di magnesio:

13/12/2011 Combustione di magnesio Preparazione: sul fondo di una provetta viene posizionato del magnesio in polvere, con ossigeno puro al posto dell’aria, poi si scalda; nell’immagine si vede il magnesio in polvere sul fondo della provetta, l’ossido prodotto di color bianco, e l’alone di plasma per l’energia liberata.

Combustione di magnesio:

13/12/2011 Combustione di magnesio Esecuzione e risultato: Dopo aver scaldato il magnesio questo prenderà fuoco grazie alla presenza dell’ossigeno, emettendo una forte luce accecante (la fiamma interna è attorno ai 2000°C), che non deve essere fissata direttamente (lede la retina!).

Combustione di magnesio:

13/12/2011 Combustione di magnesio Equazione: Mg + O 2 → MgO Video

Combustione di alluminio in reazione con l’ossido di manganese:

13/12/2011 Combustione di alluminio in reazione con l’ossido di manganese Preparazione: Il miscuglio viene preparato in un contenitore di terracotta o ceramica (vaso). Prima vengono posizionati 71 g del diossido di manganese (in nero), quindi si aggiungono 29 g di alluminio in polvere (in grigio, attenzione: l’alluminio in polvere è finissimo, un soffio d’aria potrebbe spargerne ovunque), la stessa proporzione può essere applicata a qualsiasi carica.

Combustione: si tratta della reazione termitica:

13/12/2011 Combustione : si tratta della reazione termitica Esecuzione e risultato: dopo aver acceso il miscuglio questo prende rapidamente fuoco, per l’avvio della reazione è necessaria una fiamma maggiore di quella di un fiammifero o un accendino (si deve usare un bastoncino pirotecnico), la temperatura generata supera i 2000 gradi, ed il risultato è ossido di alluminio (sparso via in polvere) e manganese che resta fuso nel crogiuolo.

La reazione dell’alluminio con l’ossido di manganese:

13/12/2011 La reazione dell’alluminio con l’ossido di manganese Equazione: Al + MnO2 → Al2O3 + Mn Video

Commento alle reazioni: stime:

Commento alle reazioni: stime Reazione Velocità (v) Energia ( Δ H) Disordine ( Δ S) Spontaneità ( Δ G, potenziale) Fe + O 2 1 1 < 0 si Mg + O 2 2 2 < 0 si Al + MnO 2 8 4 > 0 si 13/12/2011 Energia: se Δ H < 0, per definizione si libera energia! Disordine: se Δ S > 0, per definizione aumenta il disordine! Spontaneità = una stima del potenziale chimico = combinazione delle grandezze T, H, S ovvero Δ G = Δ H – T Δ S , quindi se Δ G < 0, per definizione c’è il potenziale!

Applicazioni::

Applicazioni: La combustione di magnesio in polvere, data la facilità ad incendiarsi, brucia a temperature di 2200 °C con forte produzione luminosa, viene impiegato nei razzi di segnalazione, nei flash fotografici di vecchia concezione (ora sostituiti dai flash elettronici), nei fuochi pirotecnici e nelle bombe incendiarie . 13/12/2011

Conclusioni:

Conclusioni Nelle nostre esperienze abbiamo combinato degli elementi per avere dei composti = reazioni di sintesi! Si nota che conta l’energia liberata e quella necessaria per innescare le reazioni = attivazione, può essere necessario scaldare molto. Voler calcolare il potenziale della reazione richiede analisi complesse con grandezze finora a noi sconosciute. 13/12/2011