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Rapporti stechiometrici molari e ponderali - ESERCIZI

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Rapporti stechiometrici molari e ponderali - ESERCIZI

Problemi risolti

A)  Nella fermentazione alcolica i monosaccaridi come il glucosio vengono trasformati un 2 molecole di alcool etilico e 2 di anidride carbonica, secondo la seguente reazione

                                                  C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2

Calcolare quanti grammi di zucchero sono necessari per produrre 1000 g di alcool etilico.



Il peso molare del glucosio è 180 g/mol. Il peso molare dell'alcol etilico è pari a 46 g/mol.

Poiché 1 mole di zucchero si trasforma in 2 moli di alcool etilico, possiamo scrivere la seguente proporzione in grammi:

                                              1PmGLUC : 2PmALC = X : 1000

che diventa

                                               180 : 92 = X : 1000             X = 1956,5 g di zucchero

B)  40,5 g di alluminio vengono introdotti in una soluzione che contiene 146 g di HCl. Calcolare quante moli di idrogeno si formano. Calcolare inoltre quale dei due reagenti è presente in eccesso e quante moli rimangono senza aver reagito alla fine della reazione.

La reazione che avviene è la seguente

                                               2Al + 6HCl 3H2 + 2 AlCl3

Calcoliamo il numero di moli di alluminio e di acido cloridrico che sono state poste a reagire

Verifichiamo ora se 1,5 moli di alluminio reagiscono completamente con 4 moli di HCl. Poichè dalla reazione bilanciata deduciamo che 1 mole di alluminio reagisce con 3 di HCl possiamo scrivere la seguente proporzione:

                                                       

che diventa

                                                1 : 3  = 1,5 :  X                X =  4,5 moli

Essendo presenti solo 4 moli di HCl invece delle 4,5 necessarie a far reagire tutto l'alluminio, l'acido cloridrico rappresenta il reagente presente in difetto, mentre l'alluminio è in eccesso e non reagirà completamente.

Per determinare quanto alluminio reagirà con le 4 moli di HCl presente riscriviamo la proporzione

               

                                                  1 : 3  =  Y : 4                   Y = 1,33 moli di Al

In soluzione rimangono dunque senza aver reagito 1,5 - 1,33 = 0,17 moli di alluminio.

Per calcolare infine quante moli di idrogeno si formano, osserviamo che ogni 2 moli di HCl che reagiscono se ne forma 1 di idrogeno e tenendo conto che le 4 moli di HCl reagiscono completamente possiamo scrivere la seguente proporzione

                                                 2  :  1  =  4  :  Z                   Z =  2 moli di  H 2

Problemi da risolvere

1.      HClO3 + Ca(OH)2 ® Ca(ClO3)2 + H2O Dopo aver bilanciato la precedente reazione determinare

  1. il rapporto molare e ponderale tra i due reagenti
  2. il rapporto molare e ponderale tra i due prodotti di reazione
  3. Il rapporto molare e ponderale tra Ca(OH)2 e Ca(ClO3)2

2.  HNO3 + HCl ® NO + Cl2 + H2O  Dopo aver bilanciato la precedente reazione determinare

  1. il rapporto molare e ponderale tra i due reagenti
  2. Il rapporto molare e ponderale tra HCl e Cl2
  3. Il rapporto molare e ponderale tra HCl e H2O
  4. Il rapporto molare e ponderale tra Cl2 e H2O

3.       C + SO2 CS2 + CO   Dopo aver bilanciato la precedente reazione determinare

  1. il rapporto molare e ponderale tra i due reagenti
  2. il rapporto molare e ponderale tra i due prodotti di reazione
  3. il rapporto molare e ponderale tra C e CO
  4. Il rapporto molare e ponderale tra SO2 e CO

                                         

Risposte

1.a                  

1.b                   

1.c               

2.a                         

2.b                           

2.c                         

2.d                          

3.a                             

3.b                            

3.c                             

3.d                           

                                   

 

Dopo aver bilanciato le reazioni rispondere ai quesiti proposti

 

1. Quanti grammi di H2 vengono prodotti dalla reazione tra 11,5 grammi di Na ed acqua in eccesso? La reazione (da bilanciare) è:    Na    +   H2O        NaOH  +  H2

2. Un eccesso di Azoto reagisce con 2 g di Idrogeno. Quanti grammi di Ammoniaca vengono prodotti? La reazione (da bilanciare) è:  N2   +   H2        NH3

3. Quanti grammi di Ossigeno vengono richiesti per bruciare completamente 85,6 grammi di Carbonio? E quanti grammi di CO2 si formeranno? La reazione (da bilanciare) è:         C + O2 CO2



4.         H2SO4 + Al(OH)3      Al2(SO4)3 + H2O    Dopo aver bilanciato, calcolare quanto Idrossido di Alluminio Al(OH)3 e' necessario per far reagire completamente 15 g di Acido Solforico H2SO4? Quanto Solfato di Alluminio Al2(SO4)3  si formerà da tale reazione?

5.         HI + Mg(OH)2   MgI2 + H2O   Dopo aver bilanciato, calcolare quanto Ioduro di Magnesio MgI2 si produce facendo reagire 30 g di Acido Iodidrico HI con 40 g di Idrossido di Magnesio Mg(OH)2. Quale dei due reagenti rimane senza aver reagito completamente alla fine della reazione e in che quantità?

6.         H3PO4 + Ca(OH)2   Ca3(PO4)2 + H2O  Dopo aver bilanciato, calcolare quanti grammi di Acido Ortofosforico H3PO4 sono richiesti per reagire completamente con 75 g di Idrossido di Calcio Ca(OH)2. Quanto Ca3(PO4)2  si forma da tale reazione?

7.         P + O2 P2O5   Dopo aver bilanciato, calcolare quanto Fosforo P e quanto  Ossigeno O2 sono necessari per produrre 1000 grammi di Anidride Fosforica P2O5. Se facessimo reagire 500 grammi di Fosforo con 500 grammi di Ossigeno, quanta Anidride Fosforica si otterrebbe? 

8.          ZnS + O2 ZnO + SO2   Dopo aver bilanciato, calcolare quanti grammi di ossido di zinco si formano per forte riscaldamento in aria di 1 kg di ZnS.

9.         Al + Cr2O3    Al2O3 + Cr  Dopo aver bilanciato, calcolare quanto cromo metallico si può ottenere da una miscela di 5 kg di alluminio e di 20 kg di ossido  cromico e quale reagente resta alla fine della reazione e in che quantità.

10. Quanti chilogrammi di acido solforico (H2SO4) possono essere preparati da un chilogrammo di minerale cuprite (Cu2S), se ciascun atomo di zolfo della cuprite viene convertito in una molecola di acido?

11. Quando il rame Cu è riscaldato con un eccesso di zolfo S si forma Cu2S. Calcolare quanti grammi di solfuro rameico Cu2S possono essere prodotti da 100 g di rame riscaldato con 50 g di zolfo, che reagente rimane alla fine della reazione e in che quantità.

12. Il biossido di manganese può essere trasformato in manganato di potassio (K2MnO4) e successivamente in permanganato (KMnO4) secondo le seguenti reazioni:

                                MnO2  + KOH + O2 K2MnO4 + H2O

                                K2MnO4 + CO2 + H2O KMnO4 + KHCO3 + MnO2

dopo aver bilanciato, calcolare quanto ossigeno è necessario per preparare 100 g di permanganato di potassio.

13. Quanti grammi di ossigeno O2 sono richiesti per ossidare completamente 85,6 g di carbonio C ad anidride carbonica CO2 ? Quante moli di CO2 si formano? Quanto ossigeno è necessario per ossidare la stessa quantità di carbonio ad ossido di carbonio CO? Quante moli di CO si formano?

14. Nella decomposizione del clorato di potassio (KClO3) in ossigeno (O2) e cloruro di potassio (KCl) si formano 64,2 g di ossigeno. Dopo aver bilanciato, calcolare quanti grammi di cloruro di potassio vengono prodotti.

15.       Mg(OH)2 + HNO2 ® Mg(NO2)2 + H2O  Dopo aver bilanciato, calcolare quanti grammi di Mg(NO2)2 si otterranno, disponendo di 8,2 g di idrossido di magnesio (Mg(OH)2) e di acido nitroso (HNO2) in eccesso.

16.       NaIO3 + NaHSO3 NaHSO4 + Na2SO4 + H2O + I2   Dopo aver bilanciato, calcolare quanto iodato (NaIO3) e quanto bisolfito (NaHSO3) sono necessari per produrre 1 kg di I2.

17.       Fe + O2 ® Fe2O3    Dopo aver bilanciato, calcolare che massa di ossido ferrico (Fe2O3) può essere ottenuta per completa ossidazione di 100 g di ferro.

18. Quanti grammi di acido solforico (H2SO4) possono essere ottenuti da 1 Kg di pirite (FeS2) secondo le seguenti reazioni (da bilanciare):

                                                FeS2 + O2    Fe2O3 + SO2

                                                            SO2 +  O2    SO3

                                                            SO3 + H2O   H2SO4

19. Una miscela di 100 g di H2 e 100 g di O2 è sottoposta ad una scarica elettrica in modo che si formi acqua. Calcolare quanti grammi di acqua si producono.

20. Il perclorato di potassio (KClO4) può essere ottenuto attraverso la seguente serie di reazioni (da bilanciare):

                                                Cl2 + KOH        KCl + KClO + H2O

                                                            KClO                 KCl + KClO3

                                                KClO3               KClO4 + KCl

Calcolare quanti grammi di Cl2 sono necessari per preparare 100 g di perclorato.

21. Dopo aver bilanciato la seguente reazione  CaH2 + H2O   Ca(OH)2 + H2   calcolare quanti grammi di idrogeno possono essere prodotti da 50 g di idruro (CaH2).

22.     Bi + HNO3 + H2O Bi(NO3)3.5H2O + NO    Dopo aver bilanciato calcolare quanti grammi di nitrato di bismuto pentaidrato Bi(NO3)3.5H2O si possono formare da 10,4 g di bismuto

23. Il solfuro di carbonio può essere prodotto dalla seguente reazione:   C  + SO2 CS2 + CO  Dopo aver bilanciato, calcolare quanto solfuro (CS2) si può produrre da 450 kg di anidride solforosa (SO2).

24. L'acido azotidrico (HN3) può essere preparato attraverso la seguente serie di reazioni:

                                                N2 + 3H2            2NH3

                                                4NH3 + Cl2      N2H4 + 2NH4Cl

                                                4NH3 + 5O2     4NO + 6H2O

                                                2NO + O2        2NO2

                                                2NO2 + 2KOH            KNO2 + KNO3 + H2O




                                                2KNO2 + H2SO4            K2SO4 + 2HNO2

                                                N2H4 + HNO2 HN3 + 2H2O

Calcolare quanto idrogeno H2 e quanto cloro Cl2 sono necessari per preparare 100 g di acido azotidrico.

25. Date le seguenti reazioni (da bilanciare):

                                                Pb + HNO3      Pb(NO3)2 + H2

                                                Ag2O + HNO3 AgNO3 + H2O

                                                Bi(OH)3 + HNO3 Bi(NO3)3 + H2O

Calcolare quanti grammi di acido nitrico (HNO3) è necessario impiegare nei tre casi volendo ottenere in ciascuno di essi 200 g di sale, rispettivamente Pb(NO3)2, AgNO3 e Bi(NO3)3.

26. Il bicromato di potassio (K2Cr2O7) ossida l'acido solfidrico (H2S) a zolfo elementare (S) in ambiente acido secondo la seguente reazione         K2Cr2O7 + H2S + HCl CrCl3 + KCl + S + H2O

Dopo aver bilanciato, calcolare quanti grammi di bicromato sono necessari ad ossidare 15 g di acido solfidrico e quanto cloruro cromico (CrCl3) si forma.

27. Data la reazione (da bilanciare)     BaCl2 + H2SO4   BaSO4¯ + HCl    calcolare quanti grammi di solfato (BaSO4) si formano facendo reagire 500 g di cloruro (BaCl2) con 100 g di acido solforico (H2SO4). Calcolare inoltre quale dei due reagenti non reagisce completamente ed in che quantità si trova al termine della reazione.

28. Data la reazione (da bilanciare)     MgCl2 + AgNO3   AgCl¯  + Mg(NO3)2     calcolare quanti grammi di cloruro di argento (2AgCl) e di nitrato di magnesio (Mg(NO3)2) si formano facendo reagire 150 g di cloruro di magnesio (MgCl2). Calcolare inoltre quanti grammi di nitrato di argento (AgNO3) vengono consumati.

29.                                           BaCl2 + AgNO3 ® AgCl + Ba(NO3)2

Ad una soluzione contenente 40 g di cloruro di bario BaCl2 vengono aggiunti 50 g di nitrato di argento AgNO3. Calcolare quanti grammi di cloruro di argento AgCl  precipitano e quanti grammi di cloruro di bario rimangono in soluzione.

30. Dopo aver bilanciato le seguenti reazioni:

                                                Cl2 + KOH KCl + KClO + H2O

                                                KClO KCl + KClO3

calcolare quanti grammi di cloro (Cl2) sono necessari per preparare 250 g di clorato di potassio (KClO3).

31. Nella fermentazione alcoolica i monosaccaridi come il glucosio vengono trasformati in alcool etilico e anidride carbonica, secondo la seguente reazione (da bilanciare)     C6H12O6 CH3CH2OH + CO2

Calcolare quanti grammi di zucchero sono necessari per produrre 1000 g di alcool etilico e quante moli di anidride carbonica  si generano.

32.  40,5 g di alluminio vengono introdotti in una soluzione che contiene 146 g di HCl.

Calcolare quante moli di idrogeno si formano. Calcolare inoltre quale dei due reagenti è presente in eccesso e quante moli rimangono senza aver reagito alla fine della reazione. 

La reazione (da bilanciare) è la seguente                        Al + HCl H2 + AlCl3

Risposte

1. (2,2-2,1) 0,5g                                              2.  (1,3-2) 11,3g                                  3.   (1,1-l)  228,1g   313,7g                

4. (3,2-l,6) 8,0g  17,4g                                    5. (2,1-l,2) 32,6g 33,2g Mg(OH)2       6.   (2,3-l,6) 66,1 g 104,7g         

7. (4,5-2) 436,4 g  563,6g 887,2g                    8.   (2,3-2,2) 835g                               9.   (2,1-l,2) 9.635g  5.917g Cr2O3

10. 616,2g                                           11. 125,2g 24,8g          S                     12. (2,4,1-2,2) (3,4,2-2,4,1) 15,2g     

13. 228,1g  7,13mol  114,0g  7,13mol 14. (2-3,2) 99,7g                                 15. (1,2-l,2) 16,4 g    

16. (2,5-3,2,1,1) 1,56 kg  2,05 kg                    17. (4,3-2) 143,0g                   18. (4,11-2,8) (2,1-2) (1,1-l) 1,635 kg

19. (2,1-2) 112,6g                               20.(1,2-l,1,1)(3-2,1)(4-3,1)204,7g     21. (1,2-l,2) 4,8g       

22. (1,4,3-l,1) 24,1g                           23. (5,2-l,4)  267,4g               24. 42,2g 164,8g         

25. 76,1g  74,2g 95,7g                                     26. (1,3,8-2,2,3,7)  43,2g 46,5g           27. (1,1-l,2) 238,0g  287,7g BaCl2

28. (1,2-2,1) 535,3g  451,6g 233,7g    29. (1,2-2,1) 42,2g 9,4g                       30. (1,2-l,1,1) (3-2,1) 433,9g            

31. (1-2,2) 1955,3g  21,7 mol              32. (2,6-3,2) 2 mol H2  0,17 mol  Al






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