Osservazione
qualitativa e quantitativa
Dopo aver seguito la lezione sul Metodo Scientifico sai quanto è importante. Se provassi però ad applicarlo in laboratorio avresti ancora delle difficoltà perché manca ancora qualcosa. Sai che si parte dall'osservazione ma, fidati, sei troppo abituato a guardare e troppo poco ad osservare. Quindi adesso imparerai ad osservare scientificamente.
Ma perché c'è differenza tra guardare ed osservare? Se ti chiedo un dettaglio su come era vestita stamattina la tua amica sicuramente non saprai rispondere proprio perché spontaneamente, genericamente e senza una attenzione selettiva l'hai guardata. Diversamente se ti avessi chiesto prima di osservare il suo look allora avresti prestato attenzione, avresti avuto un obiettivo e l'avresti guardata con l'intenzione di raccogliere quelle informazioni. Ecco questo è invece osservare!
Adesso ti dico di più: puoi osservare qualitativamente o quantitativamente. Le osservazioni qualitative si fanno ricorrendo ai nostri sensi (ad es. osservo lo stato fisico della sostanza), quelle quantitative richiedono uno strumento di misura.
Insegnamento 1: Quando si fa scienza non si guarda, SI OSSERVA! Si può osservare qualitativamente o quantitativamente.
Quando la chimica è diventata una scienza, i chimici hanno iniziato a guardare anche ai gas. Prima invece tenevano conto solo di ciò che vedevano palesemente: liquidi e solidi. Ma i gas esistono, sono sostanze chimiche, hanno un peso e non possono essere trascurati.
Avrai sicuramente studiato che la materia può infatti trovarsi in uno dei 3 stati fisici: liquido, solido o gassoso. E cambiando le condizioni, ad esempio la temperatura, la stessa sostanza può passare da uno stato fisico all'altro senza subire nessuna trasformazione chimica.
Insegnamento 2: I gas hanno una massa e non possono essere trascurati da chi fa scienza. Quando una sostanza cambia stato fisico rimane chimicamente la stessa, non cambia quindi l'identità delle sostanza.
I passaggi di stato
Temperatura e passaggi di stato
Se ci limitassimo all'osservazione qualitativa potremmo facilmente giungere a conclusioni errate, così come avveniva quando a occuparsi di chimica erano solo gli alchimisti. Fortunatamente grazie all'applicazione del metodo scientifico nei labotatori di chimica, da un certo momento in poi le quantità impiegate sono diventate importanti (ne parleremo quando conoscerete Lavoisier, il chimico che per primo portò una bilancia in laboratorio!).
E' quindi necessario iniziare a comprendere cosa possiamo osservare quantitativamente, cioè quali grandezze possiamo misurare ottenendo dati numerici. Alcune di queste osservazioni, infatti, potranno tradursi in dati numerici su cui poi ragionare per giungere alle conclusioni.
In chimica si ha spesso a che fare con misurazioni del volume e per questo i contenitori (becker, matracci, cilindri, ecc.) che si usano in laboratorio sono graduati cioè hanno l'indicazione delle quantità di volume.
Oltre al volume, è utile fare delle misurazioni sulla massa (quello che comunemente chiamiamo peso) utilizzando la bilancia.
E' dunque importante conoscere le grandezze e le unità di misura per poter comprendere la chimica.
Insegnamento 3:
La chimica, da quando è diventata una scienza, prende in considerazione le quantità e quindi saper fare delle misurazioni corrette e saper lavorare con i numeri è fondamentale per una buona osservazione quantitativa.
Prima di iniziare a parlare di grandezze e unità di misura dobbiamo sapere che spesso in chimica si ha a che fare con numeri molto piccoli o numeri molto grandi.
Per evitare di lavorare con numeri scomodi con troppi zeri (0,0000234 o 234000000) si utilizza la notazione scientifica.
La notazione scientifica permette infatti di esprimere il valore come prodotto di un numero compreso tra 1 e 10 e una potenza del 10.
Si tratta di spostare la virgola alla prima cifra decimale e aggiungere il prodotto per la potenza del dieci.
Se il numero espresso è grande si usa una potenza positiva, se piccolo (del tipo 0,00001) la potenza sarà negativa.
In laboratorio ci sono tanti contenitori di vetro trasparente, invece nella cucina di tua madre ci sono pentole che hanno solo il coperchio trasparente. Perché?
A tua madre basta guardare il cibo che cucina, a chi fa scienza abbiamo imparato invece che serve osservare.
Questa cosa la scoprì per primo il chimico Priestley che nel suo libro spiegò che per osservare i gas era necessario avere contenitori trasparenti in laboratorio.
Il vetro da laboratorio si chiama pyrex ed è resistente alle alte temperature..
I contenitori da laboratorio in generale si chiamano col termine "vetreria" e ognuno ha un nome specifico. Quasi tutta la vetreria è graduata cioè ha indicata la misura del volume in modo da favorire una veloce osservazione quantitativa.
Dunque una cosa che devi imparare è come si legge una misura, quale unità di misura si utilizza per quella misura. Può esserti molto utile ripassare le equivalenze perché spesso si ha a che fare con unità di misura non omogenee. A tal proposito ti segnalo questo utile sito internet http://equivalenze.it/
Quando disponibile, potrai scaricare da questa sezione un file in PDF con tutta la lezione pronta per la stampa. Inserisci la stampa in un raccoglitore così da avere la lezione in carta per la scuola e per studiare offline.
(NON DISPONIBILE AL MOMENTO)
Il sito è curato dal Prof. Galazzo - Docente laureato in Chimica Industriale