Esperimento sulla legge di Lavoisier – Conservazione della Massa

antoine_lavoisierAntoine – Laurent Lavoisier nel 1778 enunciò la legge di conservazione della massa secondo la quale in una reazione la massa totale dei reagenti è uguale alla massa dei prodotti. Ciò significa che nel corso di una reazione chimica nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma, proprio come diceva Eraclito più di mille anni prima, con il suo celebre aforisma “panta rei” “tutto scorre”.
Possiamo dimostrarlo con un semplicissimo esperimento che si può fare anche a casa.

Materiale

  • Una Bilancia elettronica
  • Un Palloncino
  • Una bottiglietta (di plastica o di vetro)
  • Un cucchiaino
  • Carta e penna (Per prendere appunti)
  • Bicarbonato di sodio
  • Aceto

Il bicarbonato di sodio (NaHCO3) è un sale che sciolto in una soluzione acquosa si dissocia negli ioni Na+ e HCO3 Lo ione  HCO3–  reagisce con l’acido acetico (CH3COOH) contenuto nell’aceto formando l‘acido carbonico H2CO3 che si separa in Acqua e Anidride Carbonica che evapora. Dunque la reazione completa è la seguente.

NaHCO3 + CH3COOH → NaCH3COO–  + H2O + CO2

Secondo il principio di conservazione della massa, il peso dei reagenti deve essere uguale a quello dei prodotti.

Iniziamo dunque l’esperimento per verificarlo.

ESPERIMENTO

1) Pesare la bottiglia registrando il risultato che chiameremo [BV]

2) Inserire l’aceto nella bottiglia.

3) Pesare la bottiglia con l’aceto. [BP1]

4) Calcolare il peso dell’aceto [AC] – [BP1] – [BV]

5) Pesare una certa quantità di Bicarbonato [BC]

6) Calcolare la massa totale dei reagenti [MR] = [AC]+[BC]

7) Inserire il bicarbonato pesato nella bottiglia dell’aceto.

8) Pesare nuovamente la bottiglia [BP2]

9) Calcolare la massa dei prodotti [MP] = [BP2] – [BV]

10) Confrontare i risultati.

Noteremo che la massa dei reagenti è superiore a quella dei prodotti, quindi dalla reazione si è persa una certa quantità di materia. Questa materia si è svolta sotto forma di Gas che evaporando non è risultato sulla massa dei prodotti.   Per evitare che il gas si disperda e che quindi venga pesato bisogna apportare una piccola modifica all’esperimento.

1) Pesare la bottiglia registrando il risultato [BV]

2) Inserire l’aceto nella bottiglia.

3) Pesare la bottiglia con l’aceto. [BP1]

4) Calcolare il peso dell’aceto [AC] – [BP1] – [BV]

5) Pesare una certa quantità di Bicarbonato [BC]

6) Pesare il palloncino [PL]

7) Calcolare la massa totale dei reagenti [MR] = [AC]+[BC]

8) Inserire il bicarbonato nel palloncino

9) Applicare il palloncino al collo della bottiglia in modo da non far passare l’aria

10) Sollevare il palloncino facendo cadere il bicarbonato nell’aceto

11) Pesare nuovamente la bottiglia [BP2]

12) Calcolare la massa dei prodotti [MP] = [BP2] – [BV] – [PL]

13) Confrontare i risultati.

Possiamo notare che in questo caso la massa non è cambiata durante la reazione, poiché il gas liberatosi è rimasto dentro al palloncino permettendo così di essere pesato. Dunque questo semplicissimo esperimento ci dimostra che in qualunque reazione, la quantità di materia coinvolta non cambia, quindi al mondo nulla si crea e nulla si distrugge.