STECHIOMETRIA. (s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO 2

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1 Data la reazione Fe 2 (s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO 2 (g) Calcolare quanti grammi di ferro si possono produrre da 0.3 Kg di ossido di ferro (III) che reagiscono con 0.3 m 3 STP di CO. Quanti litri STP di monossido d'azoto si possono ottenere da 47,65 g di Cu aggiunti a 0,75 l di soluzione acquosa di HN al 15% in peso? (Considerare la densitàdella soluzione pari a 1.1 Kg/l) 3Cu + 8HN 3Cu(N ) 2 +4H 2 O + 2NO Si miscelano g di cerio con 9.00 g di zolfo. Sapendo che: 4Ce + 3S Ce4S3 Calcolare la quantità massima in grammi di prodotto che si può formare. Quale volume di H 2 S (STP) occorre per formare 5 g di As 2 S 5 secondo la reazione (da bilanciare): AsCl 5 + H 2 S As 2 S 5 + HCl Quanto AsCl 5 occorre per la reazione? STECHIOMETRIA

2 Si hanno a disposizione due combustibili per produrre una quantità di calore pari a kj. Sapendo che i due combustibili sono propano (C 3 ) e benzene (C 6 ) e che il loro costo è rispettivamente: 1.5 /kg per il propano (C 3 ) 2.1 /kg per il benzene (C 6 ) stabilire quale dei due combustibili è economicamente più conveniente e quale produce piùco 2 per kg di combustibile. Sono noti: H 0 f (C 3 ) = kJ/mol H 0 f (C 6 ) = kj/mol H0 f (CO 2 ) = kJ/mol H0 f (H 2 O (g) ) = kJ/mol Le due reazioni di combustione bilanciate sono: 1) C 3 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O 2) C /2O 2 6CO 2 + 3H 2 O Per ciascuna delle reazioni posso valutare il H 1) Hr = [ 3 H f (CO 2 ) + 4 H f (H 2 O)] - [ H f (C 3 )] = =3(-393.5)+4(-241.8)-( )= kj/mol 2) Hr = [ 6 H f (CO 2 ) + 3 H f (H 2 O)] - [ H f (C 6 )] = =6(-393.5)+3(-241.8)-(49.04)= kj/mol I valori così ricavati rappresentano il calore sviluppato per una mole di ciascun combustibile.

3 Il numero di moli di ciascun combustibile necessario alla produzione di kj di calore sarà quindi 1) n(c 3 ) = kJ / H r = kj/ kj/mol= moli g(c 3 ) = n(c 3 ) PM(C 3 ) = 244.6*44=10762 = kg Costo totale = kg* 1.5 /kg = ) n(c 6 ) = kJ / H r = kj/ kj/mol= moli g(c 6 ) = n(c 6 ) PM(C 6 ) = 164.6*78=12839 = kg Costo totale = kg* 2.1 /kg = Valutiamo le moli di combustibile per chilogrammo: n(c 3 )=1000 g/44= 22.7 n(c 6 )=1000 g/78= 12.8 Per valutare la anidride carbonica prodotta utilizziamo il coefficiente stechiometrico: n(co 2 )=3*n(C 3 ) = 3*22.7 = 68.1 n(co 2 )=6*n(C 6 ) = 6*12.8 = 76.8 Il combustibile più economico è il propano che produce anche una quantità di anidride carbonica a chilogrammo più bassa.

4 Date due reazioni chimiche A e B e il loro H A) Fe 2 + 3CO (g) 2 Fe (s) + 3CO 2(g) H A =-26.7 kj B) CO (g) + 1/2 O 2(g) CO 2(g) H B = kj calcolare il H della seguente reazione: C) 2 Fe (s) + 3/2 O 2(g) Fe 2 (s) H C =? La reazione con H incognito è il risultato della reazione A invertita sommata con la B moltiplicata per 3: -A+3B = C - H A +3 H B = H C 2 Fe(s) + 3CO 2 (g) Fe 2 (s) + 3CO(g) H = = kj 3CO(g) + 3/2 O 2 (g) 3 CO 2 (g) H = kj 2Fe(s) +3CO 2 (g) +3CO(g) + 3/2O 2 (g) Fe 2 (s) + 3CO(g)+ 3CO 2 (g) 2 Fe(s) + 3/2 O 2 (g) Fe 2 (s) H = kj

5 Calcolare il calore di formazione del metano a partire dagli elementi a 298 K a P costante, utilizzando i seguenti dati (298 K): H f = kJ/molper CO 2 ; kJ/molper H 2 O liq ; H comb = kJ/molper CH 4. A 2.5 kg di un idrocarburo (C 3 ) vengono bruciati in una caldaia. Determinare il calore sviluppato dalla combustione e quanti m 3 (STP) di H 2 O vengono prodotti. Sono noti: H 0 f (CO 2 ) = kJ/mol H0 f (H 2 O (g) ) = kj/mol H 0 f (C 3 ) = kj/mol Nota l entalpia di formazione di FeO (- 266,4 kj/mol) e di Fe 2 (-824,2 kj/mol) determinare il calore svolto nella reazione di 10kg di FeO con 1m 3 di O 2 (a 20 C e P=1 atm) secondo l equazione: 2 FeO (s) +1/2 O 2(g) =Fe 2 (s) Calcolare l entalpia di formazione dell alcol etilico C 2 H 5 OH utilizzando i valori delle entalpie per le reazioni di combustione dell alcol etilico ( kj/mol ) del carbone ( -393 kj/mol) e dell idrogeno (- 285,8 kj/mol). Quale volume di CO 2 (g) a 0 C e P= 101 kpa si forma dalla combustione di 1dm 3 di alcol se la sua densità è pari a 0,9 g/cm 3? La reazione tra Mg metallico e CO 2 è 2Mg + CO 2(g) 2 MgO(s) + C (grafite) Determinare l entalpia della reazione e spigare perché un estintore a base di CO 2 non è in grado di spegnere un incendio causato da Mg metallico. Determinare i grammi di MgO che si formano dalla reazione di 20 g di Mg con 20 dm 3 di CO 2 gassosa misurati a T= 25 C e P= 1 atm. Dati: H f(mgo) =-610 kj/mol H f(co2) = -393 kj/mol