prendono parte alla reazione.

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1 REAZIONI CHIMICHE A + B = C + D A, B = reagenti C, D = prodotti Es. C 3 H 8 (g) + O 2 (g) = CO 2 (g) + H 2 O (g) propano BILANCIAMENTO DELL EQUAZIONE DI REAZIONE (principio di conservazione della massa) aa + bb = cc + dd a, b,c,d = COEFFICIENTI STECHIOMETRICI devono essere tali che il numero e il tipo di atomi presenti a sinistra dell equazione siano esattamente uguali al numero e al tipo di atomi presenti a destra dell equazione Es. C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) = 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O (g) propano 1 C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) = 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O (g) propano Una reazione chimica bilanciata indica i rapporti quantitativi molari secondo cui le specie prendono parte alla reazione. Nella pratica spesso non ci si trova a lavorare con quantità stechiometricamente esatte dei reagenti ma uno dei reagenti è presente in quantità minori rispetto a quelle richieste dalla stechiometria della reazione REAGENTE LIMITANTE (limita la quantità di prodotto che si può formare) 2

2 ESERCIZIO 1 Data la reazione: AlCl 3 + NH 4 ClO 2 = Al(ClO 2 ) 3 + NH 4 Cl Calcolare quanti g di cloruro di ammonio si formano partendo da 50 g di cloruro di alluminio e 130 g di clorito di ammonio. ( p.a.: Al = 27 u.m.a. Cl = 35 u.m.a. N = 14 u.m.a.) 3 Bilanciamento della reazione: AlCl NH 4 ClO 2 = Al(ClO 2 ) NH 4 Cl Calcolo del numero di moli dei reagenti: n = PM g P.M. AlCl 3 = = 132 uma n AlCl 3 = 50 g = 0,379 moli 132 g/mol P.M. NH 4 ClO 2 = = 85 uma n NH 4ClO2 = 130 g = 1,53 moli 85 g/mol 1mol : 3mol AlCl 3 NH4ClO2 = 0,379mol AlCl3 : xmol NH4ClO 2 n NH 4ClO2 = 3. 0,379 = 1,137 mol moli di NH 4 ClO 2 che reagiscono stechiometricamente con 0,379 moli di AlCl 3 4

3 0,379 moli di AlCl 3 reagiscono con 1,37 moli di NH 4 ClO 2. Restano 1,53-1,37 = 0,393 moli di NH 4 ClO 2. AlCl 3 è il reagente Quante moli di NH 4 Cl si formano? AlCl NH 4 ClO 2 = Al(ClO 2 ) NH 4 Cl 1mol AlCl3 : 3mol NH 4Cl = 0,379mol AlCl 3 : xmol NH 4 Cl n NH 4Cl che si formano= 3. 0,379 = 1,137 mol P.M. NH 4 Cl = = 53 uma g NH4 Cl che si formano = 1,137 mol. 53 g/mol = = 60,261 g 5 ESERCIZIO 2 Il nitrato mercuroso reagisce con acido cloridrico per formare cloruro mercuroso e acido nitrico: Hg 2 (NO 3 ) 2 + HCl = Hg 2 Cl 2 + HNO 3 Dopo aver bilanciato la reazione stabilire quanti g di cloruro mercuroso si ottengono dalla reazione di 10 g di nitrato mercuroso e 3 g di acido cloridrico. ( p.a.: Hg = 200 u.m.a. Cl = 35 u.m.a. N = 14 u.m.a.) 6

4 Bilanciamento della reazione: Hg 2 (NO 3 ) HCl = Hg 2 Cl HNO 3 Calcolo del numero di moli dei reagenti: P.M. Hg 2 (NO 3 ) 2 = 524 uma n Hg2 (NO3)2 = 10 g = 0,02 moli 524 g/mol P.M. HCl = = 36 uma n HCl = 3 g = 0,08 moli 36 g/mol 1mol : 2mol Hg 2(NO3)2 HCl = 0,02mol : x mol Hg 2(NO3)2 HCl n HCl = 2. 0,02 = 0,04 mol moli di HCl che reagiscono stechiometricamente con 0,02 moli di Hg 2 (NO 3 ) 2 7 0,02 moli di Hg 2 (NO 3 ) 2 reagiscono con 0,04 moli di HCl. Restano 0,08-0,04=0,04 moli di HCl Hg 2 (NO 3 ) 2 è il reagente, HCl è il reagente in eccesso. quante moli di Hg 2 Cl 2 si formano? 1Hg 2 (NO 3 ) HCl = 1 Hg 2 Cl HNO 3 Per ogni mole di Hg 2 (NO 3 ) 2 che reagisce si forma 1 mole di Hg 2 Cl 2 quindi se reagiscono 0,02 moli di Hg 2 (NO 3 ) 2 si formano 0,02 moli di Hg 2 Cl 2 P.M. Hg 2 Cl 2 = 470 uma g Hg 2Cl2 che si formano = 0,02 mol. 470 g/mol = = 9,4 g 8

5 ESERCIZIO 3 L acido solfidrico reagisce con l idrossido ferrico secondo la seguente reazione: H 2 S + Fe(OH) 3 = Fe 2 S 3 + H 2 O Dopo aver bilanciato la reazione stabilire quanti g di solfuro ferrico si formano a partire da 3,4 g di H 2 S e 5,3 g di Fe(OH) 3. ( p.a.: Fe = 55,8 u.m.a. S = 32 u.m.a. O = 16 u.m.a.) 9 Bilanciamento della reazione: 3H 2 S + 2 Fe(OH) 3 = Fe 2 S H 2 O Calcolo del numero di moli dei reagenti: P.M. H 2 S = 34 uma n H2 S = 3,4 g = 0,1 moli 34 g/mol P.M. Fe(OH) 3 = 107 uma n Fe(OH) 3 = 5,3 g = 0,049 moli 107 g/mol 3mol H 2S : 2mol Fe(OH)3 = 0,1mol H 2S : x mol Fe(OH)3 n Fe(OH)3 = 2. 0,1 / 3 = 0,067 mol moli di Fe(OH) 3 che reagiscono stechiometricamente con 0,1 moli di H 2 S 10

6 Le moli di Fe(OH) 3 che si hanno a disposizione sono inferiori a quelle stechiometricamente richieste per la reazione di tutto l acido solfidrico Fe(OH) 3 è il reagente (reagisce tutto), H 2 S è il reagente in eccesso. quante moli di Fe 2 S 3 si formano? 3H 2 S + 2 Fe(OH) 3 = Fe 2 S H 2 O 2mol Fe(OH) 3 : 1mol Fe 2 S 3 = 0,049 mol Fe(OH) 3 : x mol Fe 2 S 3 n Fe2 S 3 che si formano = 0,049/2 =0,024 moli P.M. Fe 2 S 3 = 208 uma g Fe 2S3 che si formano = 0,024 mol. 208 g/mol = = 5,096 g 11 ESERCIZIO 4 L acido fosforico reagisce con l idrossido di magnesio secondo la seguente reazione: H 3 PO 4 + Mg(OH) 2 = Mg 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O Dopo aver bilanciato la reazione stabilire quanti g di acqua si formano a partire da 18 g di H 3 PO 4 e 17 g di Mg(OH) 2. ( p.a.: P = 31u.m.a. Mg = 24 u.m.a. O = 16 u.m.a.) 12

7 Bilanciamento della reazione: 2H 3 PO Mg(OH) 2 = Mg 3 (PO 4 ) H 2 O Calcolo del numero di moli dei reagenti: P.M. H 3 PO 4 = 98 uma n H3 PO 4 = 18 g = 0,183 moli 98 g/mol P.M. Mg(OH) 2 = 58 uma n Mg(OH) 2 = 17 g = 0,293 moli 58 g/mol 2mol H 3PO 4 : 3mol Mg(OH)2 = 0,183mol H 3PO 4 : xmol Mg(OH)2 n Mg(OH)2 = 3. 0,183 / 2 = 0,274 mol moli di Mg(OH) 2 che reagiscono stechiometricamente con 0,183 moli di H 3 PO ,183 moli di H 3 PO 4 reagiscono con 0,274 moli di Mg(OH) 2. Restano 0,293-0,274 = 0,019 moli di Mg(OH) 2 H 3 PO 4 è il reagente, Mg(OH) 2 è il reagente in eccesso. quante moli di H 2 O si formano? 2H 3 PO Mg(OH) 2 = Mg 3 (PO 4 ) H 2 O 2mol H 3PO 4 : 6mol H2 O = 0,183mol H 3PO 4 : xmol H2 O n H2 O che si formano = 6. 0,183 / 2 = 0,549 moli P.M. H 2 O = 18 uma g H 2O che si formano = 0,549 mol. 18 g/mol = = 9,88 g 14

8 ESERCIZIO 5 Il ferro reagisce con acido cloridrico secondo la reazione: Fe + HCl = FeCl 2 + H 2 Dopo aver bilanciato la reazione stabilire quanti g di cloruro ferroso si formano dalla reazione tra 10 g di Fe e 4,32 g di HCl ( p.a.: Fe = 56 u.m.a. Cl = 35 u.m.a.) 15 Bilanciamento della reazione: Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 Calcolo del numero di moli dei reagenti: n Fe = 10 g = 0,18 moli 56 g/mol P.M. HCl= 36 uma n HCl = 4.32 g = 0,12 moli 36 g/mol 1 mol Fe : 2 mol HCl = 0,18 mol Fe : x mol HCl Ogni mole di Fe reagisce stechiometricamente con 2 moli di HCl. 0,18 moli di Fe quindi reagiscono stechiometricamente con 2. 0,18 = 0,36 moli di HCl. Si hanno a disposizione solo 0,12 moli di HCl quindi HCl è il reagente in difetto 16

9 0,12 moli di HCl reagiscono con 0,12/2 = 0,06 moli di Fe. Restano 0,18-0,06 = 0,12 moli di Fe quante moli di FeCl 2 si formano? Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 Per ogni mole di Fe che reagisce si forma una mole di FeCl 2. Reagiscono 0,06 moli di Fe, quindi, si formano 0,06 moli di FeCl 2. n FeCl2 che si formano = 0,06 moli P.M. FeCl 2 = 126 uma g FeCl 2 che si formano = 0,06 mol. 126 g/mol = = 7,55 g 17 ESERCIZI Dalla reazione tra nitrito di argento e cloruro di magnesio si formano cloruro di argento e nitrito di magnesio. Dopo aver scritto e bilanciato la reazione, calcolare quanti g di nitrito di magnesio si formano a partire da 100 g di nitrito di argento e 70 g di cloruro di magnesio. ( Mg = 24 uma; Cl = 35 uma; Ag = 107,8 uma; N = 14 uma) ( 37,7 g ) L idrossido di calcio reagisce con acido fosforico per dare fosfato di calcio ed acqua. Calcolare quanti g di fosfato di calcio si formano a partire da 100 g di idrossido di calcio e 100 g di acido fosforico. ( Ca = 40 uma; P = 31 uma) (139,5 g ) Pb(NO 3 ) 2 per riscaldamento si decompone secondo la reazione (da bilanciare): Pb(NO 3 ) 2 = PbO + NO 2 + O 2 Calcolare la massa di ciascun prodotto di reazione che si forma quando sono decomposti 10 g di Pb(NO 3 ) 2. (Pb = 207,2 uma; N = 14 uma) (6,7g PbO; 2,78g di NO 2 ; 0,483g di O 2 ) 18

10 ESERCIZI Bilanciata la reazione: Zn + HCl = ZnCl 2 + H 2 stabilire quanti g di ZnCl 2 si formano facendo reagire 130 g di Zn con 36,5 g di HCl. ( Zn = 65,38 uma; Cl = 35,45 uma) ( 68,14 g ) 15 g di rame metallico sono attaccati da acido solforico concentrato e a caldo. Cu + H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 Si calcoli la massa di solfato di rame anidro che si forma dalla reazione. ( Cu = 63,55 uma; S = 32 uma) (28,5 g ) 19