Calcoli stechiometrici

LE FORMULE MINIME DALLA COMPOSIZIONE PERCENTUALE

La formula minima (o empirica) viene stabilita dalla determinazione sperimentale (analisi chimica quantitativa) della composizione percentuale in massa di un composto (masse in grammi di ciascun elemento presenti in 100 g di composto) e dalle masse atomiche degli elementi.

I passaggi per determinare la formula minima sono i seguenti:

1. si scrive la massa m in grammi di ciascun elemento presente in 100 g di composto, cioè la sua percentuale in massa;
2. si calcola il numero di moli n di ciascun elemento;
3. si usa il numero di moli di ciascun elemento nel campione per calcolare il loro rapporto relativo. Per far questo si divide il numero di moli di ciascun elemento per il più piccolo numero di moli calcolato: i numeri interi che si ottengono sono gli indici numerici della formula;
4. si scrivono gli elementi e in basso a destra di ciascuno il rispettivo indice.

FORMULA MOLECOLARE

La formula molecolare di un composto si ricava dalla formula

minima e dalla massa molecolare (opeso molecolare) che deve essere determinata sperimentalmente.“Fattore” = massa molecolare / massa della formula empirica

La formula molecolare di un composto non ci dice nulla circa la disposizione degli atomi e di come questi sono legati tra loro nelle molecole del composto.

LE FORMULE MINIME PER DETERMINARE LE MASSE ATOMICHE SCONOSCIUTE

Se conosciamo la formula minima di un composto possiamo determinare la massa atomica di un elemento nel composto, se sono note le masse atomiche degli altri elementi.

La moderna spettrometria di massa consente la determinazione diretta delle masse atomiche. Tecnica strumentale utile per determinare la massa molecolare di un composto.

DETERMINAZIONE DEL PESO MOLECOLARE MEDIANTE LA SPETTROMETRIA DI MASSA

Se una sostanza può essere vaporizzata, il suo vapore può essere fatto collidere con un fascio di elettroni ad alta energia; ciò provoca la perdita di elettroni e la formazione di ioni positivi. Questi

Le sostanze chimiche possono essere suddivise in ioni più piccoli. L'analisi dello spettro permette di identificare un composto e determinarne l'esatta massa molare.

L'analisi di combustione, sviluppata da Lavoisier, viene utilizzata per determinare la composizione elementare di molti composti. Questa tecnica è stata perfezionata dal chimico tedesco Justus von Liebig, diventando un semplice metodo per l'analisi chimica.

Molti composti organici sono costituiti solo da atomi di C e H o atomi di C, H e O. Quando questi composti vengono bruciati completamente (a 1000°C) in presenza di un eccesso di O(g), tutti gli atomi di C si trasformano in CO(g) e tutti gli atomi di H in H2O(g), N in N2, S in SO2. In questo modo si ottiene la determinazione della composizione percentuale mediante analisi di combustione, ovvero l'analisi dei prodotti ottenuti quando un composto organico viene bruciato in eccesso.

diossigeno.Bilanciamento di reazioni di combustione di idrocarburi

C H (g) + O (g) CO (g) + H O(g)

1. Formule corrette per reagenti e prodotti: C H (g) + O (g) 3 CO (g) + H O(g)
2. Bilanciare gli atomi di C: C H (g) + O (g) 3 CO (g) + 4H O(g)
3. Bilanciare gli atomi di H: C H (g) + 5O (g) 3 CO (g) + 4H O(g)
4. Bilanciare gli atomi di O
5. Verificare che sia bilanciato il numero di atomi di ciascun elemento.

In generale per gli idrocarburi: C H (g) + ( + 1/4 ) O (g) CO (g) + /2 H O(l)

LA COMPOSIZIONE PERCENTUALE DALLE FORMULE MOLECOLARI

Attraverso le formule chimiche è possibile calcolare la percentuale in massa o composizione percentuale di ciascun elemento presente nel composto.

Per far ciò moltiplichiamo il numero di atomi presenti nella formula chimica per la massa atomica (o peso atomico) dell'atomo e dividiamo per il peso molecolare del composto (o peso formula nel caso di composti salini), moltiplicando poi per 100.

-STECHIOMETRIA

STECHIOMETRIA = studio delle relazioni

quantità di reagenti e prodotti in una reazione chimica. Essi possono essere interpretati come il numero di molecole, il numero di moli o le masse delle sostanze coinvolte. Ad esempio, nell'equazione chimica bilanciata: 3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g) i coefficienti stechiometrici indicano che per ogni 3 molecole di idrogeno e 1 molecola di azoto, si formano 2 molecole di ammoniaca. I coefficienti stechiometrici possono essere interpretati anche in termini di moli. Quindi, nella stessa equazione, si può dire che per ogni 3 moli di idrogeno e 1 mole di azoto, si ottengono 2 moli di ammoniaca. In generale, i coefficienti stechiometrici permettono di stabilire le relazioni quantitative tra i reagenti e i prodotti in una reazione chimica. Essi sono fondamentali per i calcoli stechiometrici e per determinare le quantità di prodotti che si possono ottenere da date quantità di reagenti.

quantità (moli) di una sostanza coinvolta in una reazione chimica con la quantità (moli) di un'altra sostanza coinvolta nella stessa reazione. I calcoli che coinvolgono le reazioni chimiche sono condotti in termini di moli, utilizzando i rapporti dei coefficienti stechiometrici che compaiono nell'equazione chimica bilanciata. Non è sempre necessario conoscere l'equazione chimica per sviluppare i calcoli stechiometrici.