Tutoraggio Ing. Biomedica Lez.2 Esercizio 1. Il metanolo, CH 3 OH, che è usato come combustibile nelle macchine da corsa e nelle celle a combustibile, si può produrre facendo reagire monossido di carbonio e idrogeno. CO(g) + H 2 (g) CH 3 OH(l) Si supponga di far reagire una miscela di 356 g di CO e 65.0 g di H 2. (a) Quale massa di metanolo viene prodotta? (b) Quale massa di reagente in eccesso rimane non reagito dopo che il reagente limitante è stato consumato. 1
Esercizio 2. Il solfuro di sodio, Na 2 S, viene utilizzato nell industria conciaria per rimuovere i peli dalle pelli. Il solfuro di sodio si prepara secondo la reazione Na 2 SO 4 (s) + C(s) Na 2 S(s) + CO(g) Se si mescolano 15 g di Na 2 SO 4 e 7.5 g di C qual è il reagente limitante? Quale massa di Na 2 S si ottiene? 2
Esercizio 3. Il dicloruro di dizolfo, S 2 Cl 2, viene utilizzato nella vulcanizzazione della gomma. Esso si può ottenere trattando lo zolfo fuso con cloro gassoso: S 8 (l) + Cl 2 (g) S 2 Cl 2 (l) Se si fanno reagire 32.0 g di zolfo, S 8, con 71.0 g di Cl 2 : (a) Qual è il reagente limitante? (b) Qual è la resa teorica di S 2 Cl 2? (c) Quale massa del reagente in eccesso avanza al termine della reazione? 3
Esercizio 4. Si supponga di preparare in laboratorio l aspirina, secondo la seguente reazione C 7 H 6 O 3 (s) + C 4 H 6 O 3 (l) C 9 H 8 O 4 (s) + CH 3 CO 2 H(l) Se la quantità di partenza di acido salicilico, C 7 H 6 O 3 (reagente limitante), è 14.4 g e si ottengono 6.26 g di aspirina, qual è la resa percentuale di questa reazione? 4
Esercizio 5. Il carburo di alluminio, Al 4 C 3, reagisce con l acqua per dare metano CH 4. Al 4 C 3 (s) + H 2 O(l) Al(OH) 3 (s) + CH 4 (g) (a) Se vengono decomposti 125 g di carburo di alluminio, qual è la resa teorica in metano? (b) Se si ottengono solo 13.6 g di metano, qual è la resa percentuale per questo gas? 5
Esercizio 6. Dati gli elementi con Z = 11 Z = 16 (a) darne la configurazione elettronica (b) individuare l elemento Esercizio 7. Scrivere la configurazione elettronica del Neon e specificare a quale classe di elementi appartiene 6
Soluzione Esercizio 1. (1) CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(l) Massa molare CO: 12.01 g mol -1 + 16.00 g mol -1 = 28.01 g mol -1 moli CO: 356 g / 28.01 g mol -1 = 12.7 mol di CO Massa molare H 2 : 2 1.01 g mol -1 = 2.02 g mol -1 moli H 2 : 65 g / 2.02 g mol -1 = 32.2 mol di H 2 Massa molare CH 3 OH: 12.01 g mol -1 + (4 1.01 g mol -1 ) + 16.00 g mol -1 = 32.05 g mol -1 7
Soluzione Esercizio 1. (2) CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(l) Equazione bilanciata moli iniziali 12.7 32.2 0 Rapporto tra i coefficienti stechiometrici (R cs ) di H 2 e CO: 2/1 = 2 Rapporto tra le moli effettive dei reagenti (R me ) di H 2 e CO: 32.2/12.7 = 2.53 R me > R cs (R = mol H 2 /mol CO) Solo CO viene consumato completamente! CO è il reagente limitante, H 2 quello in eccesso 8
Soluzione Esercizio 1. (3) Equazione bilanciata CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(l) moli iniziali 12.7 32.2 0 moli reagite 12.7 2 12.7 = 25.4 0 moli finali 0 32.2 25.4 = 6.8 12.7 Risposta (a) grammi CH 3 OH: 32.05 g mol -1 12.7 mol (moli ottenute) = 407 g Risposta (b) grammi H 2 : 2.02 g mol -1 6.8 mol (moli in eccesso) = 13.8 g 9
Soluzione Esercizio 2. Na 2 SO 4 (s) + 4 C(s) Na 2 S(s) + 4 CO(g) Reagente limitante: Na 2 SO 4 Massa di Na 2 S = 8.2 g Soluzione Esercizio 3. Reagente limitante: S 8 Resa teorica S 2 Cl 2 = 67.5 g S 8 (l) + 4 Cl 2 (g) 4 S 2 Cl 2 (l) Massa reagente in eccesso (Cl 2 ) = 35.5 g 10
Soluzione Esercizio 4.(1) C 7 H 6 O 3 (s) + C 4 H 6 O 3 (l) C 9 H 8 O 4 (s) + CH 3 CO 2 H(l) Massa molare aspirina (C 9 H 8 O 4 ) = 180.16 g mol -1 Massa molare acido salicilico (C 7 H 6 O 3 ) = 138.1 g mol -1 moli acido salicilico (reagente limitante) = moli aspirina moli acido salicilico: 14.4 g / 138.1 g mol -1 = 0.104 mol di acido salicilico resa teorica aspirina (C 9 H 8 O 4 ) : 0.104 mol 180.16 g mol -1 = 18.8 g aspirina (C 9 H 8 O 4 ) 11
Soluzione Esercizio 4.(2) Calcolo della resa percentuale r = Q e Q t 100 Q e = quantità di prodotto effettivamente ottenuta = 6.26 g Q t = resa teorica = 18.8 g Resa percentuale = 33.3% 12
Soluzione Esercizio 5. Al 4 C 3 (s) + 12 H 2 O(l) 4 Al(OH) 3 (s) + 3 CH 4 (g) Risposta (a): 41.8 g Risposta (b): 32.5 % Esercizio 6. Z = 11, Elemento = Sodio, simbolo = Na c.e. = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Z = 16, Elemento = Zolfo, simbolo = S c.e. = (Ne) 3s 2 3p 4 Esercizio 7. Neon, Z = 10, Simbolo = Ne, c.e. = 1s 2 2s 2 2p 6, gas nobili 13