Chimica generale - la stechiometria

CALCOLI BASATI SU EQUAZIONI CHIMICHE

La stechiometria di una reazione chimica coinvolge sempre le relazioni molari fra reagenti e prodotti e, quindi, la stechiometria in una reazione chimica è rappresentata dai coefficienti dell'equazione chimica bilanciata.

Con i coefficienti stechiometrici si possono ricavare i rapporti molari tra due sostanze coinvolte in una reazione. Tali rapporti molari si usano come fattori di conversione nel determinare le quantità di sostanze che reagiscono.

C H OH + 3O 2CO + 3H O2

5 2 2 2

Ci sono quattro sostanze coinvolte nella reazione e possiamo scrivere sei coppie di rapporti molari:

H OH 3 moli di O

1 mole di C 2 5 2

C H OH e O2 5 2 1 mole di C H OH

3 moli di O 2 5 2

1 mole di C H OH

2 moli di CO2 5 2

C H OH e CO2 5 2 1 mole di C H OH

2 moli di CO 2 5 2

1 mole di C H OH

3 moli di H O2 5 2

C H OH e H O2 5 2 1 mole di C H OH

3 moli di H O 2 5 2

2C H OH + 3O 2CO + 3H O2

5 2 2 2

O e CO 3 moli di O 2 moli di CO2

2 2 2

2 moli di CO 3 moli di O2

2 3 moli di O 3 moli

di H₂O = 2O e H₂O₂ = 3 moli di O₃ moli di H₂O = 22 moli di CO₃ moli di H₂O₂ = 2CO e H₂O₂ = 2 moli di CO₃ moli di H₂O = 22

Calcoli mole - mole

Quando è noto il numero di moli di uno dei reagenti o di uno dei prodotti, si può determinare facilmente il numero di moli proporzionale di qualunque altro reagente utilizzando il corretto rapporto molare.

Tale conversione può essere schematizzata come:

Moli di A / Moli di B = n° equazione

Se si parte da un'equazione non bilanciata, bisogna eseguire prima il bilancio.

Esempio:

Quante moli di anidride carbonica si producono dalla combustione di 1,20 moli di alcol etilico (C₂H₅OH) ?

2C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

Bisogna scrivere il corretto rapporto molare:

1 mole di C₂H₅OH / 2 moli di CO₂

Moli del reattivo di partenza / Moli del reattivo desiderato = Moli del reattivo di partenza date / Moli prodotte del reattivo desiderato

C₂H₅OH / CO₂ = 1,20 mol / 2 mol = 0,60 mol

1. Quante moli di anidride carbonica si producono dalla combustione di 1,20 moli di alcol etilico (C₂H₅OH)?

Equazione chimica: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Moli del reattivo di partenza: 1,20 moli di C₂H₅OH

Moli prodotte del reattivo desiderato: Moli del reattivo di partenza x Moli del reattivo desiderato / Moli date del reattivo di partenza

Quindi: 2 moli di CO₂ = 1,20 moli di C₂H₅OH x (2 moli di CO₂ / 2 moli di C₂H₅OH) = 2,40 moli di CO₂

2. Quanti grammi di ossigeno gassoso sono richiesti per bruciare 10.0 g di alcol etilico (A)?

Equazione chimica: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Prima convertire i grammi di alcol etilico (A) in moli: 10,0 g di C₂H₅OH = 0,217 mol (numero di moli di C₂H₅OH, reattivo di partenza)

Massa molare di C₂H₅OH: 46,0684 g/mol

Poi moltiplicare il numero di moli ottenuto per il fattore di conversione ricavato dall'equazione chimica: 3 moli di O₂ = 0,651 mol (di O₂) x 0,217 moli di C₂H₅OH = 0,651 mol di O₂

OH 22 5 1 mole di C H OH (r. desiderato)2 5Infine, i grammi di O si ottengono moltiplicando il n. di moli ottenuto per la sua2massa molare:0,651 moli di O x massa molare di O (31,998 g/mol) = 20,8 g (di O )2 2 2

REAGENTE LIMITANTE
Quando i reagenti non sono presenti negli esatti rapporti molari specificatidall’equazione chimica bilanciata della reazione (rapporti stechiometrici),la reazione procede fino a quando uno dei reagenti non si sia consumato.Il reagente che “ ferma la reazione” (quello che si consuma perprimo) viene detto Reagente limitanteGli altri reagenti vengono chiamati reagenti in eccesso; essi nonvengono consumati totalmente e l’eccesso rimane senza reagire.Un è il reagente in una reazione chimica che vienereagente limitanteinteramente consumato quando la reazione va a completezza (si ferma)Qualunque siano le quantità di due o più reagenti in una reazionechimica, è necessario determinare quale delle quantità date

Sia il reagente limitante. Come si determina?

1. Determinare il numero di moli di ciascun reagente presente
2. Calcolare il numero di moli di prodotto che ciascun reagente produrrebbe se fosse l'unico reagente dato. Anche se si forma più di un prodotto nella reazione, si esegue questo calcolo di moli solo per uno dei prodotti.
3. Il reagente che produce il minor numero di moli di prodotto è il reagente limitante

Una volta individuato, bisogna usare solo il numero di moli del reagente limitante per determinare la quantità di ogni prodotto che si forma.