Voglio proporvi una verifica scritta che ho utilizzato con due quarte classi per verificare il modulo sulle relazioni quantitative in chimica. Gli argomenti sono: moli, calcolo stechiometrico, formula empirica, composizione percentuale di un composto. I colleghi possono utilizzarla così com'è mentre gli studenti possono sfruttarla per esercitarsi, dato che qui di seguito indico loro il procedimento e le soluzioni.
Compito in classe di chimica su: moli, calcolo stechiometrico, formula empirica, composizione percentuale di un composto
Problemi
- Calcolare le moli di ortofosfato di calcio in 200 g di composto e le moli degli elementi che lo compongono.
- Facendo reagire ossido ferrico con acido cloridrico si ottengono cloruro ferrico e acqua. Calcolare: a) i grammi di HCl necessari per ottenere 40 g di cloruro ferrico; b) quanti grammi di ossido ferrico sono necessari per ottenere la reazione completa di 300 grammi di acido.
- Una sostanza ha la seguente composizione percentuale: %Na = 34,559%; %P = 23,319%; %O = 42,122%. Calcolare la formula di tale composto.
- Calcolare la composizione percentuale in massa degli elementi costitutivi del solfato di alluminio.
Soluzioni
Problema 1
L'ortofosfato di calcio ha formula Ca3(PO4)2; la massa molare è pari a 310,172 g·mol-1.
Calcoliamo le moli contenute in 200 g di ortofosfato di calcio.
n = 200g / 310,172 g·mol-1 = 0,645 mol
Ora possiamo calcolare le moli di ciascun elemento:
nCa = 3·0,645 = 1,94 mol
nP = 2·0,645 = 1,29 mol
nO = 8·0,645 = 5,16 mol
Problema 2
La prima cosa da fare è scrivere la reazione e bilanciarla:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Ora calcoliamo i grammi di acido necessari per risolvere la parte (a) del problema:
n di FeCl3 = 40g / 162,2 g·mol-1 = 0,25 mol
Impostiamo la seguente proporzione:
2 (moli stechiometriche di FeCl3 ) : 6 (moli stechiometriche di HCl) = 0,25 (moli effettivamente presenti di FeCl3 ) : x (moli di HCl necessarie)
x = 6·0,25 / 2 = 0,75 mol di HCl
massa di HCl = 0,75 mol · 36,465 g·mol-1 = 27 g
Ora risolviamo la parte (b) del problema:
n di HCl = 300 g / 36,465 g·mol-1 = 8,23 mol
Impostiamo la seguente proporzione:
1 (moli stechiometriche di Fe2O3 ) : 6 (moli stechiometriche di HCl) = x (moli di Fe2O3 necessarie) : 8,23 (moli di HCl effettivamente presenti)
x = 8,23 / 6 = 1,37 mol
massa di Fe2O3 = 1,37 mol · 159,697 g·mol-1 = 219 g
Problema 3
Na = 34,559 / 22,99 = 1,50
P = 23,319 / 30,97 = 0,75
O = 42,122 / 16 = 2,63
Ora dividiamo i rapporti ottenuti per 0,75 (quello più piccolo)
Na = 1,50 / 0,75 = 2
P = 0,75 / 0,75 = 1
O = 2,63 / 0,75 = 3,5
Dato che il rapporto relativo all'ossigeno non è intero, raddoppiamo tutti i rapporti ottenuti:
Na = 2 · 2 = 4
P = 2 · 1 = 2
O = 2 · 3,5 = 7
La formula empirica del composto è Na4P2O7
Problema 4
La formula del composto è Al2(SO4)3
La sua massa molare è 342,14 g·mol-1
%Al = 26,98·2·100 / 342,14 = 53,96·100 / 342,14 = 15,77 %
%S = 32,06·3·100 / 342,14 = 96,18·100 / 342,14 = 28,11 %
%O = 16·12·100 / 342,14 = 192·100 / 342,14 = 56,12 %
