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Verifica dell'equilibrio chimico in una reazione

Materiali occorrenti:

Cloruro di stagno II - Cloruro di ferro III - Acido cloridrico sol. 1:3 e sol. 37 % - Idrossido di sodio sol. 1 M - Idrossido di ammonio sol. 25 % - Tiocianato di potassio - Ferricianuro di potassio - Solfuro di ferro - Vetreria.

Esecuzione dell'esperienza:

L'esperienza deve verificare la presenza, in una soluzione di tutte le specie chimiche coinvolte nella reazione ossidoriduttiva di equilibrio:

HCl

SnCl₂ + 2FeCl₃ -----> SnCl₄ ↓+ 2FeCl₂ .

In due beckers da 200 mL si pongono 50 mL di acqua distillata ed 2-3 mL di acido cloridrico sol. 1:3; in uno dei due becker si scioglie una punta di spatola di cloruro di stagno II ( SnCl₂ ), nell'altro altrettanto cloruro di ferro III ( FeCl₃ ); si versa quindi il contenuto di un becker nell'altro, agitando la soluzione risultante.

Si prendono, infine, quattro provette ed in ciascuna si versano 5 o 10 ml della soluzione procedendo all'analisi qualitativa:

Parte prima: ricerca dello ione Sn²⁺ :

Si prende una delle provette ed alla soluzione si aggiungono alcune gocce di idrossido di sodio sol. 1 M. Si osserva il formarsi di un precipitato bianco gelatinoso di idrossido di stagno II ( Sn(OH)₂ ), secondo la reazione:

SnCl₂ + 2NaOH -----> Sn(OH)₂ ↓ + 2NaCl .

Aggiungendo alcune gocce di idrossido di ammonio sol. 25 % si nota che il precipitato non si scioglie.

Parte seconda: ricerca dello ione Sn⁴⁺:

Si prepara dell'acido solfidrico ( H₂S ): si pongono in una beuta 2 pezzetti di solfuro di ferro ( FeS ), si aggiungono 10 o 20 mL di acqua distillata e 20 / 30 mL di acido cloridrico sol. 37 %; si chiude con un tappino munito di tubo di sviluppo e si fa gorgogliare il gas così prodotto nella seconda provetta. In pochi secondi si osserva il formarsi di un precipitato giallo chiaro di solfuro di stagno ( SnS₂ ), secondo la reazione:

SnCl₄ + 2H₂S-----> SnS₂ ↓ + 4 HCl .

Nota operativa: Poichè l'ambiente è acido per HCl non può formarsi un precipitato bruno di solfuro stannoso ( SnS ); qualora ciò dovesse avvenire, aggiungere ancora qualche goccia di acido cloridrico sol. 1:3.

Parte terza: ricerca dello ione Fe²⁺:

Si prende la terza provetta contenente la soluzione in esame e ad essa si aggiunge una punta di spatolina di ferricianuro di potassio ( K₃Fe(CN)₆ ) ; si agita ed in breve può osservare la formazione di un precipitato di colore blu-azzurro di ferricianuro di ferro II ( Fe₃[Fe(CN)₆]₂ , detto azzurro di Turnbull ), secondo la reazione:

2K₃Fe(CN)₆ + 3FeCl₂ -----> Fe₃[Fe(CN)₆]₂ ↓ + 6 KCl .

Aggiungendo alcune gocce di acido cloridrico sol. 1:3 si osserva che il precipitato non è solubile.

Parte quarta: ricerca dello ione Fe³⁺:

Si prende l'ultima provetta e alla soluzione si aggiunge una punta di spatolina di tiocianato di potassio ( KCNS ); si agita e si osserva il formarsi di un precipitato color rosso-sangue di tiocianato di ferro III ( Fe(CNS)3 ), secondo la reazione:

3KCNS + FeCl₃ -----> Fe(CNS)₃ ↓ + 3KCl .

La contemporanea presenza degli ioni ricercati dimostra che la reazione è una reazione in equilibrio.