Esempio 2-3 Quante moli di atomi sono contenute in 136.9 g di ferro metallico? g Fe = 136.9 g Pa Fe = 55.85 uma
Esempio 2-4 Quanti atomi sono contenuti in 2.451 moli di ferro? In una mole sono contenuti un numero di Avogadro di atomi.
Esempio 2-11 Calcolare la composizione percentuale in massa di HNO 3. Pa H = 1.0 Pa N = 14.0 Pa O = 16.0 Calcoliamo la massa di una mole. Massa di una mole di HNO 3 = 1 1.0g + 1 14.0g + 3 16.0g = 63.0 g Supponendo di avere esattamente una mole di HNO 3 e quindi 63.0 g, possiamo calcolare la percentuale a 100
Esempio 2-13 20.882g di un composto ionico contengono 6.072 g di Na, 8.474 g di S e 6.336 g di O. Qual è la formula elementare? Pa Na = 23.0 Pa S = 32.1 Pa O = 16.0 Calcoliamo il numero di moli di ogni elemento del composto.
Adesso otteniamo il rapporto relativo del numero delle moli nel composto. Non essendo tutti numeri interi bisogna moltiplicare per 2 affinché lo siano. Na 2 S 2 O 3
Esempio 2-14 Gli idrocarburi sono sostanze organiche composte interamente da idrogeno e carbonio. Un campione di 0.1647 g di idrocarburo puro è stato bruciato in una colonna di combustione per C-H e ha prodotto 0.4931 g di CO 2 e 0.2691 g di H 2 O. Determinare le massa di C e di H nel campione e le percentuali degli elementi in questo idrocarburo. Pa H = 1.008 Pa C = 12.01 Pa O = 16.00 PM CO 2 = 44.01 PM H 2 O = 18.02 Otteniamo dalla massa del CO 2 la quantità di Carbonio
Conoscendo i pesi del carbonio e dell idrogeno nel composto originale possiamo calcolare le rispettive percentuali nel composto.
Esempio 3-3 Quante moli d acqua possono essere prodotte dalla reazione di 3.5 moli di metano con un eccesso di ossigeno. CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O Moli di H 2 O = 2 moli CH 4 = 2 3.5 = 7.0 moli di H 2 O
Esempio 3-5 Quale massa di ossigeno è richiesta per reagire completamente con 24.0 g di metano. CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O moli CH 4 = g/pm = 24.0/16.0 = 1.5 moli moli di O 2 = 2 moli CH 4 = 2 1.5 = 3.0 moli di O 2 g di O 2 = moli O 2 PM = 3.0 32 = 96.0 g di O 2
Esempio 3-9 Quale massa di CO 2 potrebbe formarsi dalla reazione di 16.0 g di CH 4 con 48.0 g di O 2? CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O Si calcolano le moli di ognuno dei reagenti.
Adesso bisogna determinare quel è il reagente limitante. CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 1.0 moli 1.5 moli Moli di CH 4 necessarie per far reagire tutto l ossigeno. Moli di O 2 necessarie per far reagire tutto il metano. È evidente che le moli di O 2 sono insufficienti per far reagire tutte le moli di metano. Quindi le moli di ossigeno finiscono prima, ed è il reagente limitante.
CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 1.0 moli 1.5 moli g CO 2 = moli CO 2 PM = 0.75 ( 12.0 + 2 16.0 ) = 33.0 g di CO 2
Esempio 3-11 Un campione costituito da 15.6 g di C 6 H 6 è mescolato con un eccesso di HNO 3. Sono isolati 18.0 g di C 6 H 5 NO 2. Qual è la resa percentuale di C 6 H 5 NO 2 in questa reazione? C 6 H 6 + HNO 3 C 6 H 5 NO 2 + H 2 O Se la reazione fosse completa : moli C 6 H 5 NO 2 = moli C 6 H 6 = g/pm = 15.6/78.1 = 0.20 moli g C 6 H 5 NO 2 = moli PM = 0.2 (6 12.01 + 5 1.01 + 14.0 + 2 16.0 ) = 24.7 g
Esercizio 3-13 L acido fosforico, H 3 PO 4 è un composto per la produzione di fertilizzanti ed è anche presente in molte bevande analcoliche. H 3 PO 4 può essere preparato in un processo a due stadi. P 4 + 5O 2 P 4 O 10 P 4 O 10 + 6 H 2 O 4H 3 PO 4 La reazione di 272 g di fosforo con un eccesso di ossigeno forma il decaossido di tetrafosforo, P 4 O 10, con una resa del 89.5%. Nella seconda reazione, la resa ottenuta è del 96.8%. Qual è la massa di H 3 PO 4 ottenuta? P 4 + 5O 2 P 4 O 10 272 g moli P 4 O 10 = moli P 4 = gp 4 /PM = 272/(31 4) = 2.19 moli ; g P 4 O 10 = moli P 4 O 10 PM = 2.19 284 = 621.96 g Però la resa è del 89.5 quindi: Peso ottenuto di P 4 O 10 = peso teorico 89.5/100 = 556.65 g
Adesso andiamo alla seconda reazione. P 4 O 10 + 6 H 2 O 4H 3 PO 4 moli H 3 PO 4 = 4 moli P 4 O 10 = 4 g P 4 O 10 / PM = 4 556.65/284 = 7.84 moli g H 3 PO 4 = moli H 3 PO 4 PM = 7.84 98 = 768.32 g Pure in questo caso la resa non è 100% ma del 96.8% quindi: Peso ottenuto di H 3 PO 4 = peso teorico 96.8/100 = 768.32 96.8/100 = 743.73
Viene bruciato completamente un campione di 1.500 g di un composto che contiene solo C, H e O. I prodotti della combustione sono 1.738 g di CO 2 e 0.711 g di H 2 O. Qual è la formula bruta del composto? Prodotti della combustione : Peso CO 2 = 1.738 g Peso H 2 O = 0.711 g Reazione: C x H y O z + O 2 CO 2 + H 2 O 1.500 g 1.738 g 0.711 g
Peso totale degli elementi nel composto originale. Peso C + peso H + peso O = peso C x H y O z = 1.500 g
Quindi: Peso O = 1.500 - peso C - peso H = 1.500 0.474 0.079 = 0.947 g Conoscendo il peso dell ossigeno possiamo calcolare la formula bruta. Moli C = 0.0395 moli Moli H = 0.079 moli Moli O = 0.0592 moli
Rapporto delle moli Formula C 1 H 2 C 1.5 C 2 H 4 O 3