Titolo: Tecniche e procedimenti per i calcoli delle reazioni chimiche
La resa ponderale di un prodotto ottenuto da una reazione chimica dipende dalle quantità dei reagenti utilizzati. Nella risoluzione di questi problemi, è importante bilanciare la reazione, calcolare le moli dei reagenti, determinare il reagente limitante e poi calcolare le moli e la massa dei prodotti ottenuti.
Nell’esercizio di decomposizione del Pb(NO3)2, si calcola la massa di ciascun prodotto ottenuto dalla decomposizione di 10.0 g di Pb(NO3)2. In questo caso, si calcolano le moli di Pb(NO3)2, e si determina la quantità di PbO, NO2 e O2 ottenuti utilizzando i coefficienti stechiometrici della reazione.
Nell’esempio della reazione tra magnesio e arsenico, si determina il reagente limitante e si calcola la quantità di prodotto formato. Questo esercizio dimostra come calcolare le moli e la massa dei prodotti di una reazione chimica utilizzando i coefficienti stechiometrici.
Per preparare il fosfato di tri-idrogeno a partire dal fosforo e dall’acido nitrico, calcoliamo le moli di fosforo utilizzando la massa fornita. Con la reazione bilanciata, possiamo calcolare le moli di H3PO4 ottenute e la massa correlata, dimostrando come svolgere questi calcoli in un contesto pratico.
Per preparare il silicio a partire dall’esafluorosilicato di potassio, calcoliamo la quantità di silicio ottenuta per ogni chilogrammo di esafluorosilicato di potassio e la quantità di potassio consumata attraverso i calcoli stechiometrici.
Infine, per sbiancare le vernici annerite con perossido di idrogeno, si illustra come sfruttare la reazione tra il solfuro di piombo nero e il perossido di idrogeno per rimuovere la colorazione scura e riportare la vernice al suo colore originale.Calcolo della percentuale di argento in un campione
Un esempio di calcolo della percentuale di argento in un campione impuro si basa sul processo in cui un campione di argento impuro viene sciolto in acido nitrico e precipitato come cloruro di argento. La reazione di precipitazione del cloruro di argento è la seguente: Ag+ (aq) + Cl- (aq) → AgCl (s) in cui il rapporto tra Ag+ e AgCl è sempre di 1:1. La quantità di AgCl ottenuta (1,00 g) corrisponde alle moli di argento contenute nel campione impuro. La quantità di argento può essere calcolata dividendo la massa di AgCl per la sua massa molare, che è 143,3 g/mol. Quindi, le moli di argento sono 1,00 g / 143,3 g/mol, il che equivale a 0,00698 mol.
Successivamente, la percentuale di argento nel campione può essere calcolata dividendo le moli di argento per la massa del campione e moltiplicando il risultato per 100. Quindi, la formula per calcolare la percentuale di argento nel campione si traduce in (0,00698 mol / massa del campione) x 100.
Calcoli stechiometrici
Un altro esempio coinvolge il calcolo della quantità di ossigeno ottenuta da 1,00 g di KClO3 per effetto di una decomposizione completa. Il primo passo è calcolare le moli di KClO3 utilizzando la formula moli di KClO3 = 1.00 g/ 122.55 g/mol, che dà come risultato 0.00816. Poiché la reazione è completa e non vi è un reagente in eccesso, possiamo dire che il coefficiente stechiometrico tra KClO3 e O2 è 2:3. Quindi, le moli di O2 prodotte sono date da 0.00816 mol x (3/2), che è uguale a 0.0122 mol. Utilizzando la legge dei gas ideali, il volume di ossigeno ottenuto può essere calcolato con la formula V = nRT/P, dove V rappresenta il volume, n le moli, R la costante dei gas, T la temperatura e P la pressione. Applicando i valori appropriati, si ottiene un volume di 0.332 L.
Reazione chimica del MnO2 con ClO3-
Infine, prendiamo in considerazione la reazione di ossidazione del MnO2 con ClO3-. Il calcolo delle moli di MnO2 necessarie si basa sulla massa di MnO2 e sulla sua massa molare. Il rapporto stechiometrico tra MnO2 e ClO3- è di 3:1, permettendo così di calcolare le moli di KClO3 necessarie e la massa di KClO3 trovandone la massa molecolare. Pertanto, MnO2 risulta il reagente limitante in questa reazione.
In sintesi, questi esempi illustrano come effettuare calcoli stechiometrici e calcolare la percentuale di un componente in un campione, mettendo in risalto l’importanza della precisione e dei rapporti stechiometrici nel determinare i risultati.