Calcoli stechiometrici e purezza

Esercizio sui calcoli stechiometrici e purezza

Data la seguente reazione da bilanciare:

Fe₂(CO₃)_3(s) → Fe₂O_3(s) + CO_2(g)

Determinare quanti grammi di CO₂ si possono ottenere da 250 grammi di Fe₂(CO₃)₃ puro al 75% ?

Svolgimento dell'esercizio

Bilanciamo innanzitutto la reazione:

Fe₂(CO₃)_3(s) → Fe₂O_3(s) + CO_2(g)

Tra i reagenti sono presenti tre atomi di C, mentre tra i prodotti è presente soltanto un atomo di C. Bilanciamo gli atomi di C:

Fe₂(CO₃)_3(s) → Fe₂O_3(s) + 3 CO_2(g)

Come è possibile notare, la reazione è ora bilanciata.

Si hanno 250 grammi di campione puro al 75%.

Mediante una proporzione è possibile determinare i grammi di campione puro:

75 : 100 = X : 250

da cui:

X = (250 · 75) / 100 = 187,5 g

Determiniamo la massa molare di Fe₂(CO₃)₃:

Mm = (55,85 · 2) + (12 · 3) + (16 · 9) = 291,7 g/mol

Determiniamo le moli di Fe₂(CO₃)₃ dividendo la massa in grammi per il valore della massa molare:

n = g / Mm = 187,5g / (291,7 g/mol) = 0,643 mol

Dai coefficienti stechiometrici della reazione, è possibile notare che per una mole di Fe₂(CO₃)₃ che reagisce si producono tre moli di CO₂.

Mediante una proporzione è possibile determinare il numero di moli di CO₂ prodotte:

1 : 3 = 0,643 : X

da cui:

X = 0,644 · 3 / 1 = 1,929 mol di CO₂ prodotte

Determiniamo la massa molare di CO₂:

Mm = 12 + (16 · 2) = 44 g/mol

Determiniamo infine i grammi di CO₂ prodotti dalla reazione:

g = n · Mm = 1,929 mol · 44 g/mol = 84,87 g

I grammi di CO₂ prodotti nella reazione sono dunque 84,87 g.

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