Gioia ha scritto:
Non capisco cosa vuol dire minima quantità e quantità massima.
1. Calcolare la minima quantità di acqua in grammi necessaria per trasformare completamente 170 g di P4O10 in H3PO4.
2. Calcolare la massima quantità in grammi di N2O3 che si può ottenere dalla reazione tra 35,0 g di N2 e 36,0 g di O2.
Questa è la spiegazione:
Le espressioni “quantità minima” e “quantità massima” vanno collegate alla stechiometria delle reazioni a cui le espressioni stesse sono riferite. La stechiometria di reazione, infatti, indica in quale rapporto due o più sostanze possono reagire tra di loro e in quale rapporto esse possono formare i prodotti; tali rapporti si ricavano dall’equazione di reazione bilanciata e si riferiscono alla quantità in moli delle singole specie.
In entrambi i casi che mi proponi è quindi necessario scrivere e bilanciare l’equazione di reazione e considerare i rapporti di reazione tra le specie coinvolte. Quindi:
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 2 N2 + 3 O2 → 2 N2O3
Nel primo caso risulta che servono 6 moli di acqua per ogni mole di P4O10, nel secondo caso che si possono ottenere 2 moli di N2O3 facendo reagire 2 moli di azoto e 3 di ossigeno. A questo punto non resta che calcolare la quantità in moli di ciascuna delle specie coinvolte e, sulla base dei rapporti di reazione, stabilire la quantità in moli di acqua richiesta nel primo caso, e la quantità in moli di N2O3 che si forma nel secondo caso. Moltiplicando le quantità in moli per le corrispondenti masse molari si determinano poi le masse richieste. I calcoli sono questi:
caso 1.
n P4O10 = m/mmolare = 170 g/283,89 g/mol = 0,599 mol
n H2O = n P4O10 × 6 = 0,599 mol × 6 = 3,59 mol
m H2O = n×mmolare = 3,59 mol×18,015 g/mol = 64,7 g
caso 2.
n N2 = m/mmolare = 35,0 g/28,0134 g/mol = 1,25 mol
n O2 = m/mmolare = 36,0 g/32,0 g/mol = 1,125 mol = reagente in difetto
n N2O3 = (n O2/3) × 2 = (1,125 mol/3)×2 = 0,750 mol
n N2O3 = n×mmolare = 0,750 mol×76,0116 g/mol = 57,0 g
In conclusione, la massa minima di acqua necessaria per trasformare completamente 170 g di P4O10 in H3PO4 è 64,7 g, mentre la massima quantità di N2O3 che si può ottenere dalla reazione tra 35,0 g di N2 e 36,0 g di O2 è 57,0 g.