Composizione percentuale e identità degli elementi in un composto
La conoscenza della composizione percentuale di un composto e del rapporto tra le sue specie permette di determinare l’identità degli elementi presenti. Questo è particolarmente utile nel caso di composti binari.
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Esercizi svolti
1) Un metallo M forma un ossido avente formula MO. La composizione percentuale dell’ossigeno è pari al 39.70 %. Per identificare l’elemento M si possono seguire i seguenti passaggi:
Si considerino 100 g di tale composto: la massa di M è pari a 100 – 39.70 = 60.3 g. Le moli di ossigeno corrispondono a 39.70 g/ 15.999 g/mol = 2.48. Nella formula MO si ha un rapporto 1:1 tra le moli dei due elementi. Pertanto, il peso atomico di M è 24.3 g/mol. L’elemento corrispondente a questo peso atomico è il magnesio, quindi il composto è MgO.
2) Un solfuro metallico avente formula MS2 contiene il 40.064% di zolfo in massa. Per identificare il metallo si procede nel seguente modo:
Si considerino 100 g di tale composto: la massa di M è pari a 100 – 40.064 = 59.936 g. Le moli di zolfo corrispondono a 1.249. Il rapporto tra le moli di M e di S è 1:2, quindi le moli di M sono pari a 0.6247. Il peso atomico di M è 95.94 g/mol, pertanto l’elemento è il molibdeno e la formula è MoS2.
3) Un ossido metallico ha formula M2O3 e contiene il 68.4% di metallo in massa. Per calcolare il peso atomico del metallo si procede come segue:
Si considerino 100 g di tale composto: la massa dell’ossigeno è 31.6 g. Le moli di ossigeno corrispondono a 1.98. Il rapporto tra le moli di M e quelle di O è 2:3, quindi le moli di M sono pari a 1.32. Il peso atomico di M è 51.9 g/mol, pertanto il metallo M è il cromo.
4) Un idrossido metallico avente formula M(OH)2 contiene il 32.80% di ossigeno in massa. Per identificare il metallo si procede nel modo seguente:
Si considerino 100 g di tale composto: la massa di ossigeno è 32.80 g. Le moli di ossigeno sono 2.05, e le moli di idrogeno sono anch’esse pari a 2.05. La massa di M in 100 g di composto è quindi pari a 65.13 g. Poiché le moli di M sono pari alla metà delle moli di ossigeno, il peso atomico di M è 63.5 g/mol, indicando il rame come il metallo M.
5) Un composto ha formula KBrOx e contiene il 59.19% di Br. Per calcolare il valore di x:
Il rapporto tra le moli dei tre elementi nel composto è 1:1:x. Utilizzando le relazioni percentuali di massa, si ottiene x=1, e quindi la formula è KBrO.
Questi esercizi illustrano come la composizione percentuale dei composti possa essere determinante per rivelare l’identità degli elementi coinvolti.
