Con il post di oggi iniziamo una nuova serie occasionale di grafici, che riguarderà le reazioni chimiche comuni che si incontrano nelle scuole. Oggi inizia con una delle mie reazioni preferite, la dimostrazione della “pioggia dorata”, che comporta la sintesi e la ricristallizzazione dello ioduro di piombo (II), ed è comunemente usata per illustrare il processo di ricristallizzazione, così come per dimostrare le differenze di solubilità.
Questo esperimento inizia con due composti ionici solubili: ioduro di potassio e nitrato di piombo (II). Questi vengono sciolti in acqua per formare soluzioni incolori, e poi mescolati insieme. Questa miscelazione porta ad una reazione di doppio spostamento, essenzialmente con il risultato che i metalli si “scambiano” i loro posti nei due composti, producendo ioduro di piombo (II) e nitrato di potassio. Produce anche un rapido cambiamento di colore, poiché lo ioduro di piombo è molto insolubile in acqua a temperatura ambiente. Quando le soluzioni vengono aggiunte insieme, producono immediatamente un precipitato giallo brillante di ioduro di piombo.
Sebbene lo ioduro di piombo sia insolubile in acqua a temperatura ambiente, la sua solubilità aumenta marginalmente con la temperatura. Per dirla semplicemente, quando i composti ionici si dissolvono in acqua, si dissociano nei loro ioni componenti. Questa dissociazione può cedere o sottrarre energia all’ambiente circostante. Nel caso dello ioduro di piombo, si dissocia in ioni Pb2+ e I-. Questo prende energia, e quindi l’aumento della temperatura della soluzione promuoverà la dissociazione dello ioduro di piombo (II). Di conseguenza, la solubilità dello ioduro di piombo sale da 0,0756 grammi per 100 millilitri d’acqua, a un vertiginoso 0,41 grammi per 100 millilitri d’acqua.
Lo ioduro di piombo dissolvendosi produce ancora una volta una soluzione incolore. Tuttavia, se questa soluzione viene lasciata raffreddare, l’abbassamento della temperatura costringe cristalli molto puri di ioduro di piombo a precipitare di nuovo fuori dalla soluzione. Questi cristalli esagonali impiegano un po’ di tempo per serpeggiare delicatamente sul fondo della beuta, dando alla miscela di reazione un effetto scintillante e scintillante, comunemente chiamato “pioggia dorata”.
L’effetto può durare fino a un’ora mentre i cristalli cadono dalla soluzione, quindi è un grande esperimento per instillare la paura della chimica! Le immagini grafiche non rendono davvero giustizia alla grandezza dell’effetto scintillante – per avere il pieno impatto, dovresti guardare questo video di Chemistry in Context, che lo mostra con grande chiarezza, e include anche qualche ulteriore discussione sulla solubilità.
In termini di usi pratici dello ioduro di piombo, in passato era usato con parsimonia come pigmento per vernici gialle, anche se la sua instabilità in questa forma significava che altri pigmenti erano generalmente favoriti. Attualmente, i cristalli di ioduro di piombo sono talvolta utilizzati come materiale rivelatore per fotoni ad alta energia.
Come ultimo punto: vale la pena notare che i composti di piombo sono tossici, e dovrebbero essere utilizzati solo da chimici esperti o insegnanti con le necessarie precauzioni di sicurezza in atto.
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