Benvenuti nel sistema (colour: lime)[Extended Chemistry Simulation].
{(set: $ore to 0)
(set: $score to 100)
(set: $solA to "Da definire")
(set: $solB to "Da definire")
(set: $solC to "Da definire")
(set: $sicurezza to 0)
(set: $aiuto to 0)
}
[[Login]]{(set: $cognome to (prompt: "Inserisci il tuo cognome.", ""))
(set: $nome to (prompt: "Inserisci il tuo nome.", ""))
} Benvenuto nel sistema ECS, (print: $nome + " " + $cognome).
Il tuo nome è corretto?
[[Sì->Esperimento NC31]]
[[No->ECS]]
Tre provette identiche, contenti ciascuna 250 ml di liquido incolore e trasparente, sono poste di fronte a te.
<img src="https://media.istockphoto.com/photos/three-test-tubes-on-black-background-picture-id528965130?k=6&m=528965130&s=612x612&w=0&h=U9dT6fmNVY2nU7VuqyBg6o3UiwL8iIiTqyHm1oqdq5Y=">
Il tuo obiettivo è arrivare a conoscere le sostanze contenute nelle tre provette.
Potrai svolgere esperimenti selezionando le opzioni sotto riportate.
(colour: orange)[**Sono passate (print: $ore) ore dall'inizio dell'esperimento.**]
Cosa fai?
[[Analisi diretta (visiva,olfattiva...)]]
[[Analisi delle proprietà fisiche]]
[[Analisi delle reazioni chimiche]]
[[Ho tutti i dati, inserisco la risposta->Inserisci risposta]]
[[Chiedi un aiuto (piccola penalità)->Aiuto]]L'analisi diretta permette di avere una prima idea di una sostanza usando i propri sensi.
Cosa vuoi fare?
[[Osserva le sostanze]]
[[Annusa le sostanze]]
[[Assaggia le sostanze]]
[[Tocca le sostanze]]
[[Indietro->Esperimento NC31]] L'analisi delle proprietà fisiche può aiutare a capire le caratteristiche di certi composti osservandone il comportamento.
[[Studi analitici della composizione atomica]]
[[Analisi del punto di ebollizione]]
[[Analisi del punto di fusione]]
[[Analisi della solubilità]]
[[Analisi della rotazione della luce polarizzata]]
[[Indietro->Esperimento NC31]] La diversa reattività chimica dei composti aiuta a capire la loro natura.
Quale tipo di reazione vuoi svolgere?
[[Combustione]]
[[Ossidazione]]
[[Riduzione]]
[[Alogenazione radicalica]]
[[Reazione con HCl]]
[[Indietro->Esperimento NC31]] (if: $alert is 0)[(alert:"Leggi con attenzione le istruzioni per scrivere le risposte!")]
Gentile (colour: lime)[(print: $nome + " " + $cognome)],
grazie di avere svolto le analisi per l'esperimento NC31.
Ti preghiamo di inserire, di seguito, le tue conclusioni.
(colour: red)[**Istruzioni per le risposte **
* Scrivi i nomi dei composti //tutti in minuscolo!//
* Usa i segni grafici della nomenclatura studiata (trattini, virgole, parentesi ecc.)
* Se non sai il nome di un composto ma hai capito la sua classe scrivi quella (es. "acido carbossilico"), sempre in minuscolo
]
(colour: yellow)[La soluzione da te proposta è:
* Provetta A: (print: $solA)
* Provetta B: (print: $solB)
* Provetta C: (print: $solC)
]
(if: $solA is not "Da definire")[(if: $solB is not "Da definire")[(if: $solC is not "Da definire")[ (colour: red)[ [[Invia ->Risultato finale]] ]]]]
[[Inserisci nome del composto nella provetta A]]
[[Inserisci nome del composto nella provetta B]]
[[Inserisci nome del composto nella provetta C]]
[[Mi mancano dei dati->Esperimento NC31]] (set: $solA to (prompt: "Inserisci il nome della soluzione A.", ""))
(set: $alert to 1)
[[Ok->Inserisci risposta]](set: $solB to (prompt: "Inserisci il nome della soluzione B.", ""))
(set: $alert to 1)
[[Ok->Inserisci risposta]](set: $solC to (prompt: "Inserisci il nome della soluzione C.", ""))
(set: $alert to 1)
[[Ok->Inserisci risposta]]Gentile (colour: green)[(print: $nome + " " + $cognome)],
grazie di aver inviato la tua risposta.
{(if: $solA is "(+)-2-butanolo")[(set: $errorA to 0)]
(else-if: $solA is "(+)-butanolo")[(set: $errorA to 10)]
(else-if: $solA is "(-)-2-butanolo")[(set: $errorA to 13)]
(else-if: $solA is "(+)2-butanolo")[(set: $errorA to 5)]
(else-if: $solA is "(+)-2butanolo")[(set: $errorA to 5)]
(else-if: $solA is "+-2-butanolo")[(set: $errorA to 5)]
(else-if: $solA is "+2-butanolo")[(set: $errorA to 5)]
(else-if: $solA is "2-butanolo")[(set: $errorA to 6.5)]
(else-if: $solA is "butanolo")[(set: $errorA to 10)]
(else-if: $solA is "alcol")[(set: $errorA to 15)]
(else:)[(set: $errorA to 25)]
} {(if: $solB is "pentano")[(set: $errorB to 0)]
(else-if: $solB is "alcano")[(set: $errorB to 10)]
(else-if: $solB is "idrocarburo")[(set: $errorB to 15)]
(else:)[(set: $errorB to 25)]
} {(if: $solC is "2-butanone")[(set: $errorC to 0)]
(else-if: $solC is "butanone")[(set: $errorC to 5)]
(else-if: $solC is "chetone")[(set: $errorC to 15)]
(else:)[(set: $errorC to 25)]
} (set: $score to it - $errorA + $errorB + $errorC + $sicurezza + $aiuto)
(colour: green)[**Hai ottenuto un punteggio finale di (print: $score) punti**]
Grazie di aver partecipato!
La tua risposta:
(colour: yellow)[
* Provetta A: (print: $solA)
* Provetta B: (print: $solB)
* Provetta C: (print: $solC)
]
Penalità per sicurezza: -(print: $sicurezza) punti.
Aiuti: -(print: $aiuto) punti.
Durata in ore: (print: $ore)(set: $ore to it + 0.15)
La provetta A emana un'odore simile a quello della vodka.
La provetta B odora di benzina.
La provetta C ha un odore simile ai solventi per lo smalto delle unghie.
[[indietro->Analisi diretta (visiva,olfattiva...)]] (colour: red)[ASSAGGIARE SOSTANZE CHIMICHE SCONOSCIUTE NON E' UNA BUONA IDEA!!!]
(set: $sicurezza to it + 10)
[[Indietro->Analisi diretta (visiva,olfattiva...)]] (colour: red)[TOCCARE LE SOSTANZE PUO' ESSERE PERICOLOSO!!!](set: $ore to it + 0.25) (set: $sicurezza to it + 5)
[[indietro->Analisi diretta (visiva,olfattiva...)]] Per studiare il punto di ebollizione poni una piccola quantità delle tre diverse sostanze in un becher appoggiato su una piastra riscaldante.
Inserisci un termometro nei becher per misurare la temperatura quando la sostanza inizia a bollire.
<img src="https://www.comprensivocasatenovo.gov.it/ICCmagazine/images/becker-acqua.jpg"> (set: $ore to it + 1)
Alla fine dell'esperimento ti accorgi che:
(colour: yellow)[
La sostanza A bolle a 100°C circa.
La sostanza B bolle a 36°C circa.
La sostanza C bolle a 80°C circa.
]
[[Indietro->Analisi delle proprietà fisiche]]
Essendo tutte e tre le sostanze allo stato liquido, per analizzare il punto di fusione è necessario raffreddarle, e misurare l'equivalente punto di solidificazione.
(set: $ore to it + 1)
Il laboratorio di analisi possiede un freezer a -20°C e un freezer a -86°C, oltre che una tanica di azoto liquido che raggiunge i -196°C.
Dopo aver disposto ogni sostanza in 3 piccole provette di plastica chiuse, queste vengono messe alle tre diverse temperature per un'ora.
<img src="https://www.vaisala.com/sites/default/files/styles/16_9_liftup_extra_large/public/images/HERO-Liquid-Nitrogen-Tank-Monitoring-1920x680.jpg?itok=2rhOf9kY">
Il risultato finale osservato è il seguente:
<table style="width:100%">
<tr>
<th>Temperatura</th>
<th>Sostanza A</th>
<th>Sostanza B</th>
<th>Sostanza C</th>
</tr>
<tr>
<td>-20°C</td>
<td>liquida</td>
<td>liquida</td>
<td>liquida</td>
</tr>
<tr>
<td>-86°C</td>
<td>liquida</td>
<td>liquida</td>
<td>solida</td>
</tr>
<tr>
<td>-196°C</td>
<td>solida</td>
<td>solida</td>
<td>solida</td>
</tr>
</table>
[[Indietro->Analisi delle proprietà fisiche]] Per verificare la solubilità di una sostanza si formano miscele contenenti quantità diversa di acqua e della sostanza stessa, verificando, caso per caso, quanta sostanza si scioglie in acqua.
(set: $ore to it + 0.75)
Alla fine dell'analisi scopri che:
(colour: yellow)[La sostanza A è molto solubile in acqua, con una solubilità superiore a 100 g/litro.
La sostanza B è totalmente insolubile in acqua.
La sostanza C è molto solubile in acqua, con una solubilità superiore a 100 g/litro.]
Allo stesso tempo decidi di verificare la solubilità in un solvente organico (etere di petrolio):
(colour: blue)[Tutte e tre le sostanza sono estremamente solubili nei solventi organici.]
[[Indietro->Analisi delle proprietà fisiche]] L'analisi con il polarimetro consente di verificare se il composto in questione ruota il piano della luce polarizzata.
<img src="https://www.isistassinari.gov.it/sito2/chimica/archivio2000/IMG/Polari3.jpg">
(set: $ore to it + 1.25)
Svolgi l'esperimento per tutte e tre le sostanze e scopri che:
(colour: yellow)[* La sostanza A ruota il piano della luce polarizzata di un angolo di +13.52°.
* La sostanza B non ruota il piano della luce polarizzata.
* La sostanza C non ruota il piano della luce polarizzata.
]
[[Indietro->Analisi delle proprietà fisiche]] La riduzione catalitica delle sostanze dà i seguenti risultati:
(colour: yellow)[
Dalla sostanza A si forma un alcano.
La sostanza B non reagisce.
Dalla sostanza C si forma la sostanza A.]
(set: $ore to it +1)
[[Indietro->Analisi delle reazioni chimiche]] La reazione con Acido Cloridrico HCl produce risultati solo nel caso della sostanza A, che produce alcuni composti clorurati.
Le altre due sostanze non reagiscono.
(set: $ore to it +0.5)
[[Indietro->Analisi delle reazioni chimiche]] Tutti e tre i composti danno reazione di combustione, generando acqua e anidride carbonica in quantità diverse. Tutti i dati sono raccolti a partire dalla combustione di UNA MOLE di sostanza:
<table style="width:100%">
<tr>
<th>Sostanza</th>
<th>Ossigeno consumato (moli)</th>
<th>Acqua (moli)</th>
<th>Anidride Carbonica (moli)</th>
</tr>
<tr>
<td>A</td>
<td>6</td>
<td>5</td>
<td>4</td>
</tr>
<tr>
<td>B</td>
<td>8</td>
<td>6</td>
<td>5</td>
</tr>
<tr>
<td>C</td>
<td>5,5</td>
<td>4</td>
<td>4</td>
</tr>
</table>
(set: $ore to it + 1)
[[Indietro->Analisi delle reazioni chimiche]] L'ossidazione delle sostanze in esame produce i seguenti risultati:
(colour: yellow)[
Dalla sostanza A si forma la sostanza C.
La sostanza B forma un alcol non ramificato.
La sostanza C reagisce solo in condizioni molto spinte (alte temperature, catalizzatori acidi) e forma una miscela di prodotti diversi.]
(set: $ore to it +1)
[[Indietro->Analisi delle reazioni chimiche]] Con dei macchinari appositi è possibile studiare il peso molecolare e la composizione atomica percentuale di una sostanza.
[[Studio la composizione atomica]]
[[Studio il peso molecolare]]
[[Indietro->Analisi delle proprietà fisiche]] L'analisi elementare è un processo complesso, che richiede la combustione di microscopiche quantità di sostanza e il passaggio dei suoi atomi in un macchinario in grado di misurarne la quantità relativa.
(set: $ore to it + 1.25)
<img src="http://www.ise.cnr.it/crypta/limnol/lagomicro/figs/chn.jpg">
I risultati ottenuti indicano la percentuale DI MASSA formata dagli atomi di un certo elemento:
(colour: cyan)[Sostanza A:
* 64.86% Carbonio
* 21.62% Ossigeno
* 13.52% Idrogeno
]
(colour: yellow)[Sostanza B:
* 83.33% Carbonio
* 16.66% Idrogeno
]
(colour: orange)[Sostanza C:
* 66.67% Carbonio
* 22.22% Ossigeno
* 11.11% Idrogeno
]
[[Indietro->Studi analitici della composizione atomica]] Il peso molecolare delle diverse sostanze viene analizzato attraverso uno spettrometro di massa.
(set: $ore to it + 0.65)
I risultati sono i seguenti:
(colour: yellow)[* Sostanza A: 74 Dalton
* Sostanza B: 72 Dalton
* Sostanca C: 72 Dalton
]
[[Indietro->Studi analitici della composizione atomica]] Soltanto la sostanza B riesce a dare alogenazione radicalica, formando vari composti alogenati.
Le sostanze A e C non reagiscono.
(set: $ore to it +0.5)
[[Indietro->Analisi delle reazioni chimiche]] (set: $ore to it + 0.1) Ad occhio nudo le tre sostanze sono tutte indistinguibili, trasparenti e incolori.
[[indietro->Analisi diretta (visiva,olfattiva...)]] Ecco una lista di aiuti che puoi utilizzare. Attenzione! Usare un aiuto attribuisce una piccola penalità al punteggio finale! E' quindi sconsigliato usare più di 2 o 3 aiuti al massimo...
[[Indietro->Esperimento NC31]]
---
[[Aiuto sulla soluzione A]]
[[Aiuto sulla soluzione B]]
[[Aiuto sulla soluzione C]]
[[Aiuto sull'osservazione diretta]]
[[Aiuto sulle proprietà fisiche]]
[[Aiuto sulle proprietà chimiche]]
Per capire bene cos'è la soluzione A è consigliabile averne già un'idea dopo l'osservazione diretta (l'odore potrebbe aiutare...).
La composizione elementare ti dà un'idea degli atomi che la formano, anche quantitativa, seppur non precisa.
Proviamo a fare reagire questo composto? Magari fa qualche reazione il cui prodotto può darci un'idea di che cos'è lui.
Pensa, poi, che i gruppi funzionali possono stare in posizioni diverse (all'estremità come al centro...). Hai trovato qualcosa che ti possa far capire, in questo senso, la struttura della molecola?
(set: $aiuto to it + 5)
[[indietro->Esperimento NC31]] Se studi la composizione atomica della sostanza B ti accorgi di una cosa importante: da quali elementi è composta?
A questo punto puoi abbinare questa informazione con il suo peso molecolare per calcolare (usando un'equazione o "a spanne") la sua formula.
Ricorda che a volte il naso aiuta a orientarsi tra le categorie di sostanze...
(set: $aiuto to it + 5)
[[indietro->Esperimento NC31]] Per capire bene cos'è la soluzione C è utile capire cos'è la A.
Se hai provato a fare qualche reazione chimica, infatti, ti accorgerai che queste due sostanze sono in qualche modo connesse...
Per il resto: il naso può dare un'idea del tipo di sostanza...
(set: $aiuto to it + 5)
[[indietro->Esperimento NC31]] Osservare le sostanze (in particolare odorarle in sicurezza) può dare un grande aiuto.
Attenzione, invece, a toccarle o mettersele in bocca... se non sai cosa sono, non sono molto sicure...
(set: $aiuto to it + 2)
[[Indietro->Esperimento NC31]] La proprietà fisiche possono aiutare molto a capire il tipo di sostanza che abbiamo di fronte.
Ricordi, ad esempio, come la natura delle sostanze fa variare i loro punti di fusione / ebollizione? O la loro solubilità in acqua?
L'analisi elementare è importantissima per capire da quali atomi sono fatti i composti, e qual è il loro peso molecolare.
Avendo questi due dati si può ricavare, in alcuni casi la formula, in altri almeno a grandi linee il tipo di composto.
Pensa, ad esempio: se ho il metano CH4, e so che il C pesa 12 Dalton e H pesa 1 Dalton, la sua composizione elementare sarà:
Carbonio 12 Dalton / 16 totali = 75%
Idrogeno 4 Dalton / 16 totali = 25%
Se poi conosco il peso molecolare totale (es. per il metano 16) posso subito capire la formula del composto...
Ah, anche l'analisi della luce polarizzata è importante! Ricorda che un composto che ruota la luce polarizzata è chirale, e quindi...
(set: $aiuto to it + 5)
[[indietro->Esperimento NC31]] La proprietà chimiche ci dicono come reagiscono i composti, e dipendono dai loro gruppi funzionali.
Ti ricordi, ad esempio, che solo una categoria di composti fa l'alogenazione radicalica?
Ricordi anche che alcuni composti possono trasformarsi l'uno nell'altro attraverso reazioni di ossidazione o di riduzione? In questo caso presta attenzione alla posizione dei gruppi funzionali... che nel caso di ossidazione e riduzione si "conserva".
(set: $aiuto to it + 5)
[[indietro->Esperimento NC31]]