Di Jack Brubaker – Aggiornato il 30 agosto 2022

In ogni laboratorio, i chimici eseguono calcoli precisi per determinare le quantità esatte di reagenti e prodotti necessari per una determinata reazione. Questa disciplina, nota come stechiometria, si basa sul concetto di mole, un'unità fondamentale che rappresenta 6,022×10 ²³ unità formula di una sostanza. La mole è definita in modo tale che una mole di un composto pesa esattamente il suo peso formula in grammi, dove il peso formula è la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi nella formula molecolare. Ad esempio, il cloruro di sodio (NaCl) ha un peso formula di 58,44 gmol ^‑1 , ovvero 58,44 g di NaCl contengono 6,022×10 ²³ unità della formula.

Passaggio 1:scrivere un'equazione chimica bilanciata

Inizia redigendo un'equazione bilanciata per la reazione di interesse. Un'equazione bilanciata contiene lo stesso numero di ciascun tipo di atomo su entrambi i lati della freccia. Ad esempio, la reazione tra l'idrossido di calcio (Ca(OH)₂ ) e l'acido cloridrico (HCl) si scrive come:

Ca(OH)₂ +HCl → CaCl₂ +H₂ O

Questa versione è sbilanciata:il lato sinistro ha due atomi di ossigeno e un atomo di cloro, mentre il lato destro ha due atomi di cloro e un atomo di ossigeno. L'equazione correttamente bilanciata è:

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂ O

Ora ogni elemento appare in numero uguale su entrambi i lati.

Passaggio 2:determina i pesi delle formule

Successivamente, calcola il peso della formula di ogni composto nell'equazione bilanciata. Il peso della formula si ottiene sommando i pesi atomici di tutti gli atomi presenti. Ad esempio, il cloruro di calcio (CaCl₂ ) contiene un atomo di calcio (40,08 gmol ^‑1 ) e due atomi di cloro (35,45 gmol ^‑1 ciascuno), ottenendo:

(1×40,08) + (2×35,45) =100,98gmol ^‑1

Passaggio 3:converti la massa conosciuta in talpe

Quando conosci la massa di un reagente o prodotto, converti quella massa in moli dividendo per il suo peso formula. Usando la reazione bilanciata sopra, supponiamo di avere 10 g di idrossido di calcio. Il peso della formula di Ca(OH)₂ è 74,10 gmol ^‑1 , quindi le moli di Ca(OH)₂ presenti sono:

10g÷74,10gmol ^‑1 =0,135 moli (≈0,13 moli)

Passaggio 4:applica il rapporto stechiometrico

Utilizza i coefficienti dell'equazione bilanciata per mettere in relazione le moli conosciute con le moli sconosciute. In Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂ O, il rapporto stechiometrico tra HCl e Ca(OH)₂ è 2:1. Pertanto:

0,135molCa(OH)₂  ×(2molHCl÷1molCa(OH)₂ ) =0,270molHCl

Pertanto, sono necessarie 0,270 moli di HCl per reagire completamente con 10 g di Ca(OH)₂ .

Materiali necessari

• Tavola periodica degli elementi (per pesi atomici)
• Calcolatrice scientifica (per divisioni e moltiplicazioni)

Seguendo questi passaggi sistematici, puoi determinare con precisione le quantità molari necessarie per qualsiasi reazione chimica, garantendo calcoli stechiometrici precisi in laboratorio.