Un problema di stechiometria

Francesca ha scritto: Una soluzione di HCl contiene il 28% di HCl in massa ed ha una densità di 1,14 g/mL. Che volume di questa soluzione è necessario per reagire con 1,87 g di Al nella reazione? Grazie. Ecco la risposta: Il processo in questione è dovuto ad una reazione di sostituzione o di scambio semplice, che vede reagire l'alluminio con l'acido cloridrico per formare il cloruro di alluminio con sviluppo di idrogeno gassoso:

2 Al_(s) + 6 HCl_(aq) → 2 AlCl_3(aq) + 3 H_2(g)

Calcoliamo le moli di alluminio presenti:

n Al = 1,87 g / (26,98 g/mol) = 0,0693 mol

Per l'acido cloridrico, invece, calcoliamo la concentrazione % in massa/volume moltiplicando la concentrazione % in massa per la densità della soluzione. Moltiplicando poi questo valore per 10, si ottiene la concentrazione in grammi al litro da cui, dividendo il valore ottenuto per la massa molare di HCl, ricaviamo la sua concentrazione molare:

C%_m/V = 28%_m/m · 1,14 g/mL = 32%_m/V

C_g/L = 32%_m/V · 10 = 320 g/L

[HCl] = (320 g/L) / (36,458 g/mol) = 8,8 M

Secondo il rapporto molare di reazione, per far reagire tutta la massa di alluminio, è necessaria una quantità in moli di acido cloridrico tre volte più grande di quella dell'alluminio:

n HCl = 0,0693 mol · 3 = 0,208 mol

corrispondenti a

V HCl = n/M = 0,208 mol / (8,8 mol/L) = 0,0236 L

Tenendo conto delle cifre significative, occorre un volume di acido cloridrico al 28% in massa pari a 24 mL.

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