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Esercizi sulla composizione di miscele- chimicamo

Esercizi sulla composizione di miscele

  |   Chimica, Stechiometria

Gli esercizi sulla composizione di una miscela sono spesso proposti nell’ambito degli esercizi di stechiometria. Non esiste un metodo unico e generale per la risoluzione di tali esercizi ma essi possono essere risolti usando opportune strategie. Gli esercizi sulla composizione di una miscela consentono la determinazione, ad esempio, della percentuale di un metallo in una lega.

Esercizi

Calcolo del peso atomico

Un campione di massa 1.000 g contiene il 75.0 % di solfato di potassio e il 25 % di un generico sale MSO4. Il campione è solubilizzato e il solfato è precipitato come BaSO4. La massa di solfato di bario ottenuta è pari a 1.490 g. Calcolare il peso atomico di M presente in MSO4 e individuale il metallo.

Iniziamo con il calcolo della massa dei costituenti il campione:

massa di K2SO4 = 1.000 g ∙ 75.0/100 = 0.7500 g

massa di MSO4 = 1.000 g ∙ 25.0/100 = 0.2500 g

Le moli di K2SO4  sono pari a 0.7500 g/ 174.25 g/mol= 0.004304

Quelle di solfato di bario sono pari a 1.490 g/ 233.39 g/mol = 0.006384

Le moli di solfato di bario sono uguali alla somma delle moli di solfato di potassio e di MSO4 quindi:

0.006384 = 0.004304 + moli di MSO4

Le moli di MSO4 sono quindi uguali a 0.006384 – 0.004304 = 0.002080

Conoscendo la massa e le moli di MSO4 possiamo conoscerne il peso molecolare:

Peso molecolare di MSO4 = 0.2500 g/ 0.002080 = 120.19

Per ottenere il peso atomico di M sottraiamo al peso molecolare di MSO4 quello dello zolfo e dell’ossigeno:

peso atomico di M = 120.19 – 32.066 – 4(15.999) = 24.12 g/mol che corrisponde al peso atomico del magnesio

Calcolo della composizione percentuale della miscela    

Una miscela di cloruro di mercurio (I) e di bromuro di mercurio (I) ha una massa di 2.00 g. Lo ione mercurio presente nella miscela è ridotto quantitativamente a mercurio metallico che ha massa di 1.50 g. Calcolare la composizione percentuale della miscela.

Detta x la massa di Hg2Cl2 e detta y la massa di Hg2Br2 si ha:

x + y = 2.00

Le moli di mercurio metallico ottenute sono pari a:

moli di Hg = 1.50 g/200.59 g/mol = 0.00748

e vengono ottenute dalla somma delle moli di Hg2Cl2 e di Hg2Br2

Le moli di Hg2Cl2 sono pari al rapporto tra la massa di Hg2Cl2 e il suo peso molecolare ovvero:

moli di Hg2Cl2 = x/ 472.09 g/mol

Le moli di Hg2Br2 sono pari al rapporto tra la massa di Hg2Br2 e il suo peso molecolare ovvero:

moli di Hg2Br2 = y/ 560.99 g/mol

Poiché 1 mole di Hg2Cl2 produce 2 moli di Hg e 1 mole di Hg2Br2  produce 2 moli di Hg si ha:

2x/472.09 + 2y/ 560.99 = 0.00748

Moltiplicando ambo i membri per 472.09 e per 560.99 per eliminare i denominatori si ha:

1121.98 x + 944.18 y = 1981

Dall’equazione x + y = 2.00 ricaviamo che x = 2.00 – y

Sostituendo questo valore si ha:

1121.98 (2.00-y)  + 944.18 y = 1981

2244 – 1121.98 y + 944.18 y = 1981

263 = 177.8 y

Da cui y =  1.479  g e x = 2.00 – 1479 = 0.521 g

La % di Hg2Cl2 presente nella miscela è 0.521 ∙ 100/ 2.00 =26.05 %

La % di Hg2Br2 presente nella miscela è 1.479 ∙ 100/ 2.00 =73.95 %

 

Determinazione della  percentuale di magnesio in una lega

 

Una lega metallica costituita da alluminio e magnesio ha massa 0.155 g. A seguito della reazione con HCl si ottengono 0.0163 grammi di H2. Determinare la percentuale di magnesio presente nella lega

Detta x la massa di Al e detta y la massa di Mg si ha: x + y = 0.155

Le moli di H2 sono pari a 0.0163 g/ 2.016 g/mol = 0.00809

Scriviamo le reazioni tra Al e Mg con HCl:
2  Al + 6 HCl →2 AlCl3 + 3 H2

Mg + 2 HCl →MgCl2 + H2

Dai rapporti stechiometrici sappiamo che due moli di Al producono 3 moli di H2 e da 1 mole di Mg si ottiene 1 mole di H2. Quindi nel caso di Al le moli di H2 sono pari amoli di Al x 3/2 mentre nel caso di Mg le moli di H2 sono uguali a quelle di H2

Ricordando che le moli sono date dal rapporto tra massa e peso molecolare si ha:

3x / 2(26.9815) + y/ 24.3050 = 0.00809

3x/ 53.963+  y/ 24.3050 = 0.00809

Moltiplichiamo ambo i membri per 53.963 3 per 24.3050 per eliminare i denominatori:

72.915 x + 53.963 y =10.6

Poiché x = 0.155-y si ha

72.915 ( 0.155-y) + 53.963 y = 10.6

11.3 – 72.915 y + 53.963 y = 10.6

0.7 = 18.952 y

Da cui y = 0.0369 g = massa di Mg

% di Mg = 0.0369 x 100/ 0.155 =23.8 %

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