Esercizi svolti spiegati e guide agli esercizi

Stechiometria

• Calcolare moli e numero di molecole dati i grammi di un composto
  • Moli: ^grammi/_{peso formula} [^n·l/_M]
  • #Molecole: moli·l·N [n·6.02·10²³]
• Calcolare quanti grammi di ogni elemento ci sono in x moli del composto
  • moltiplico i pedici di ogni elemento per le moli date "x" [_{n.=#atomic(moli)}]
    • poi quello che ottengo lo moltiplico per il rispettivo peso atomico [g=n.pesoat.]
• Dato il p.g. di una specie e le sue percentuali in peso, trovare la formula
  • divido le percentuali per il peso atomico rispettivo
  • poi li riduco dividendo di nuovo per il più piccolo
  • i valori ottenuti si arrotondano all'intero e sono i pedici
• Decomposizione in altri composti in grammi, trovare la formula
  • vanno impostate delle proporzioni ^{g_tot: g_decomp.=P.F._tot: X_dec.} [g/mol]
  • dividendo le x dec. per i rispettivi p.g e pesi atom. si ottengono
    • i pedici (o il fattore moltiplicativo per i pedici).
• Calcolare peso di un composto con #molecole·#atomi in certi grammi di (comp.2)
  • calcolo le moli contenute negli x grammi del 2°composto/elemento
  • (se non è dato si calcola il p.g del composto iniziale)
    • (e le uso moltiplicandole per il p.g trovato (percent))
• Altrimenti [N]^P.F.(1)=[#molecole comp2]·X_comp1

- Reattivo limitante

redox

BILANCIARE CON MODALITA’ REDOX LA SEGUENTE REAZIONE

1. Scrivo tutti i #ox ricordando che ∀ molecola _{∑#ox = 0}
2. Verifico i #ox di ogni elemento e cerco quali vanno
3. Scrivo le semireazioni con gli elettroni impiegati

• 1 OSSIDAZIONE
• 1 RIDUZIONE

2 Ox / 1 Ox

1 Red / 2 Red

20 X | 2 Red

3b) Accorpo le 2 (ox/red) per unire e confronto la risultante con la terza rimanente

4. Moltiplico le 2 reazioni per due fattori opportuni e le sommo
5. Riporto i coefficienti stechiometrici della reazione risultante nella reazione data
6. Bilancio le molecole restanti con metodo classico

Soluzioni

solvente: H₂O

Molarità:

M = [n _(soluto) / V _(soluto)] [mol / m³]

Molalità:

m = [n _(soluto) / m _(solvente)] [mol / kg]

Frazione Molare:

X = [n _(sostanza) / n _(totale)]

Volume Totale:

V_tot = [grammi _Tot / densita'] [g . ml / g = ml]

Peso Molecolare:

- Δt = [(g _soluto . 1000) / (MM . g _solvente)]

va impostata una proporzione per ottenere le q.tà contenute in 1 mole delle specie

trovo che

p.f. H₂SO₄ = (2 · 1,008) + (1 · 32,06) + (4 · 16) = 2,016 + 32,06 + 64 = 98,06 UMA

perchè 1 mole ha stesso # di particelle

(N° AVOGADRO)

METODO 2sapendo p.f. H₂SO₄ # molecole e n° avogadro6,023 · 10²³ : 98,06 = 5 · 10²¹ : X_H2SO4X_H2SO4 = 0,823 g

4) Calcolare quanti grammi di idrogeno ci sono in 0,745 g di CH₃COCH₃ (acetone)

P_r = (12 · 3) + (1,007 · 6) + 15,99 = 36 + 6,042 + 15,99 = 58,03 uma

p_H = 1,008 uma

0,745 : X_H = 58,03 : 1,008

X_H = 0,01294

0,01294 · 6 = 0,0776

SOLUZIONE

g_H = 7,76 · 10^-2 g

5) In quanti grammi di H₄P₂O₇ ci sono 2,53 g di fosforo [P]?

P_r = (1,008 · 4) + (30,97 · 2) + (15,99 · 7) = 4,032 + 61,94 + 111,93 = 177,902 uma

p_p = 30,97 uma

X_H4P2O7 : 2,53 = 177,902 : 30,97

X_H4P2O7 = 14,533

ma nella molecola ve ne sono 2 di atomi di P, quindi

g_p = 14,53 = 7,26 g

SOLUZIONE CORRETTA

Evidenziando le variazioni redox nella reazione

4 K₂Cr₂O₇ + 3 NH₄Cl + 6 HCl → 3 KNO₃ + 4 KCl + 8 CrCl₃ + 19 H₂O

E calcolare trovando il reattivo limitante la quantità di CrCl₃ ottenuta con 42 g di K₂Cr₂O₇ e 12,6 g di NH₄Cl con eccesso di HCl.

• K: +1 6→3 +5
• Cr: +6 → +3
• N: -3 → +5
• Cl: -1 → -1
• 2Cr⁺⁶ + 6e → 2Cr⁺³
• 8Cr + 24e → 8Cr
• 3N^-3 → 3N⁺⁵ + 24e^-
• 8Cr + 3N → 8Cr⁺³ + 3N⁺⁵
• K: 8 → 3 + 1
• Cr: 8 → 8
• N: 3 → 3
• Cl: 3 + 1 → 4 + 2Cl
• H: 12 + 24 → 2
• 36 → 2
• CrCl: 3 + 24 → 4 + 24
• 27 → 28

Trovo il reattivo limitante:

n_K2Cr2O7 = 42 / (39,2) + (52,2) + (16·7) = 0,142 m

12,6 / (14 + (4) + 35,4)

12,6 / 53,4 = 0,235 m

x = 0,106 n_NH4Cl se uno?

4 K₂Cr₂O₇ 3 NH₄Cl ≈ 0,142 K₂Cr₂O₇

4 : 3 = 4 : 0,235

y = 0,313 n_K2Cr2O7 non ce l'ho, è il limitante

4 K₂Cr₂O₇ + 8 CrCl₃ ≈ 0,142 : x'

x' ≈ 0,284 m

q = 0,284 · 158,35 = 44,97 g CrCl₃

MM_CrCl3 = 51,9961 + (35,45 27 · 3) = 158,35

Miscele Gassose

Calcolare la quantità di grammi di CO2 che occupa un volume di 682 ml alla temperatura di 38,2 °C alla pressione di 435 Torr. Quale sarebbe la pressione del gas se contemporaneamente la temperatura triplicasse e il volume si dimezzasse?

Passo 1 Controllo le unità di misura

• T(K) = T(°C) + 273,15 = 38,2 + 273,15 = 311,35 K
• 1 atm = 760 torr → 435 torr = 0,57 atm

Passo 2 PV = nRT

• n = ^PV/_RT oppure n = ^massa/_P.M. quindi
• m = ^PV/_{P.M. RT} → m = P.M. ^PV/_RT → m = 70,90 ^{(0,57·0,682)}/_{(0,082·311,35)} = 1,077 g

Passo 3 Trattamento Caso Particolare

• Temperatura Triplicata: T' = 387,75 K
• Volume dimezzato: V' = 341 ml
• Mol del gas: In calo da n = ^1,077/_70,90 = 0,015 mol (CO2)
• P = ^nRT/_V = 0,015·^{(0,082·387,75)}/_0,341 = 1,42 atm