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Applicazione dell'equazione generale dei gas

Applicazione dell'equazione generale dei gas e reazione di un solfuro

1,00 g di un solfuro di un metallo la cui formula è MS sono completamente attaccati con un eccesso acido cloridrico.

Il solfuro di idrogeno (H2S) che si è sviluppato dalla reazione occupa un volume di 0,248 dm3 a 1,00 · 105 Pa e a 293 K.

Calcolare la massa atomica del metallo.

Svolgimento dell'esercizio

Applicando l'equazione generale dei gas è possibile determinare il numero di moli prodotte del solfuro di idrogeno .

L'equazione è la seguente:

equazione generale dei gas perfetti

in cui:

P = pressione in atm
V = volume in litri
n = numero moli
T = temperatura in Kelvin

Nel caso in cui la pressione P sia espressa in Pascal, il volume V in m3 e la temperatuta T in Kelvin, si ha che la costante universale dei gas R vale:

equazione gas ideali

Dall'equazione estrapoliamo il numero di moli n:

n = (P · V) / (R · T)

Ricordando che 0,248 dm3 = 2,48 · 10-4 m3, ricaviamo il numero di moli di H2S prodotte dalla reazione:

n = (1,00 · 105 · 2,48 · 10-4) / (8,314 · 293) = 0,0102 mol

Le moli di H2S prodotte dalla reazione sono numericamente uguali al numero di moli del solfuro MS. Infatti dai coefficienti stechiometrici della reazione:

MS + 2 HCl → MCl2 + H2S

si nota che per ogni mole di MS reagita si forma una mole di H2S.

Di H2S conosciamo la massa in grammi e il numero di moli.

Sappiamo che:

n = m / Mm

in cui:

n = numero moli (mol)

m = massa in grammi (g)

Mm = massa molare (g/mol)

Tramite la formula inversa possiamo determinare la massa molare del solfuro MS:

Mm (MS) = m / n = 1 / 0,0102 = 98,04 g/mol

È possibile determinare la massa molare del metallo M sottraendo alla massa molare del solfuro MS la massa molare dello zolfo S (32,06 g/mol):

Mm (M) = 98,04 - 32,06 = 65,98 g/mol

La massa atomica del metallo M è quindi 65,98 uma - unità di massa atomica.

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