2 C6H6 + 15 O2 → 12 CO2 + 6 H2O
a) Quante moli di ossigeno sono necessarie per bruciare completamente 20 mol di benzene? b) Quante moli di acqua si ottengono bruciando completamente 10 mol di benzene? c) Quante moli di benzene occorre bruciare per ottenere 1,2 mol di anidride carbonica? d) Quante moli di benzene possono reagire con 45 mol di ossigeno? e) Quante moli di anidride carbonica si ottengono bruciando 10 mol di benzene? Come si svolge questo esercizio? Grazie. Lo svolgimento è questo: I coefficienti di reazione presenti nell’equazione chimica indicano i rapporti secondo cui si combinano i reagenti e si formano i prodotti. Essi si ricavano a partire dal bilanciamento degli atomi nello schema di reazione, atomi che hanno dimensioni ultramicroscopiche e che, proprio per questo, non sono direttamente maneggiabili. Tali coefficienti, tuttavia, sono validi anche a livello macroscopico, quello a cui noi normalmente operiamo, purché si faccia ricorso al concetto di mole (il cui simbolo è mol). Una mole, infatti, è una quantità di sostanza che contiene un ben definito numero di particelle (6,02×1023), sempre lo stesso per qualsiasi sostanza. Nella reazione che mi proponi ci sono 2 molecole di benzene, C6H6, che, per bruciare completamente, hanno bisogno di 15 molecole di ossigeno, O2, e che durante la combustione si trasformano in 12 molecole di anidride carbonica, CO2, e 6 molecole di H2O. Se ricorri al concetto di mole, puoi affermare che per bruciare completamente 2 mol di benzene servono 15 mol di ossigeno e che dalla combustione si producono 12 mol di anidride carbonica e 6 mol di acqua. Ovviamente, si può bruciare una quantità qualsiasi di benzene, ma se si vuole bruciarla completamente è necessario aggiungere l’ossigeno in giusta quantità, rispettando le proporzioni, cioè rispettando i rapporti di reazione tra le moli. Di conseguenza, anche i prodotti si formeranno in proporzione. Se, allora, devi bruciare 20 mol di benzene anziché 2 mol soltanto, cioè una quantità di benzene dieci volte più grande, dovrai aggiungere ossigeno in quantità dieci volte maggiore; servono quindi 150 mol di ossigeno invece che 15 soltanto. Per risolvere problemi di questo tipo basta quindi mantenere inalterati i rapporti molari di reazione; per farlo si può impostare di volta in volta una proporzione in cui compare come incognita la quantità in moli di sostanza da determinare. Per sapere, per esempio, quante moli di acqua si ottengono bruciando completamente 10 mol di benzene, si imposta la seguente proporzione:2 mol benzene : 6 mol acqua = 10 mol di benzene : x mol acqua
x mol acqua = 6 mol acqua · 10 mol benzene / 2 mol benzene = 30 mol di acqua
Per le domande successive si scrivono, quindi, le seguenti proporzioni: c)2 mol benzene : 12 mol anidride carbonica = x mol benzene : 1,2 mol anidride carbonica
x mol benzene = 2 mol benzene · 1,2 mol anidride carbonica / 12 mol anidride carbonica = 0,2 mol di benzene
d)2 mol benzene : 15 mol ossigeno = x mol benzene : 45 mol ossigeno
x mol benzene = 2 mol benzene · 45 mol ossigeno / 15 mol ossigeno = 6 mol di benzene
e)2 mol benzene : 12 mol anidride carbonica = 10 mol benzene : x mol anidride carbonica
x mol benzene = 12 mol anidride carbonica · 10 mol benzene / 2 mol benzene = 60 mol di benzene
Ecco fatto…spero che tu abbia capito!