Un calcolo stechiometrico

Roberta ha scritto:

Salve Professoressa, in classe non siamo riusciti a risolvere questo problema, potrebbe aiutarci?

Grazie anticipatamente. 42,6 L di aria vengono fatti gorgogliare lentamente in 580 mL di NaOH 0,02566 M in modo che la CO2 presente venga totalmente assorbita. Precipitati e filtrati i carbonati con un eccesso di Ba2+, 36,4 mL della soluzione risultante vengono titolati da 21,9 mL di HCl 0,03582 M. Determinare la percentuale in volume di CO2 nell’aria.

 

Rispondo così:

La titolazione con HCl consente di determinare la quantità in moli di ioni OH rimasti in 36,4 mL della soluzione di NaOH dopo che vi si è fatta gorgogliare l’aria; si rapporta poi il risultato al volume iniziale di NaOH, pari a 580 mL.

Per differenza con la quantità in moli di ioni OH inizialmente presenti, si può determinare la quantità in moli di ioni OH che hanno reagito con la CO2 dell’aria secondo la reazione complessiva

2 OH(aq) + CO2(g) → CO32-(aq) + H2O(l)

Tenendo conto del rapporto molare di reazione, si calcola la quantità in moli di CO2 e si determina poi il suo volume moltiplicando per il volume molare il cui valore, ammesso che la temperatura sia di 0 °C e la pressione di 1 atm, è pari a 22,4 L. Infine, rapportando il volume di CO2 a quello dell’aria e moltiplicando il risultato per 100, si ottiene la percentuale in volume richiesta.

I calcoli in dettaglio sono questi:

n HCl = n OHrimasti in 36,4 mL = M·V = 0,03582 mol/L · 21,9·10-3 L = 7,84458·10-4 mol

n OHrimasti in 580 mL = (7,84458·10-4 mol / 36,4 mL) · 580 mL =  1,24996·10-2 mol

n OHiniziali = M·V = 0,02566 mol/L · 0,580 L = 1, 48828·10-2 mol

n OHtrasformati = n OHinizialin OHrimasti =  (1, 48828 – 1,24996)·10-2 mol = 2,383195·10-3 mol

n CO2 = n OHtrasformati · 1 mol CO2 / 2 molOHtrasformati = 2,383195·10-3 mol / 2 = 1,192·10-3 mol

V CO2 = n CO2 · Vmolare = 1,192·10-3 mol · 22,4 L/mol = 0,0267 L

VCO2% = (VCO2 / Varia)·100 = (0,0267 L / 42,6 L) ·100 = 0,0627%

In conclusione, la percentuale in volume di CO2 nell’aria è pari a 0,0627%.

Per la lezione