Esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche
In questo articolo troverete 8 esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche. La stechiometria delle reazioni chimiche è un principio fondamentale della chimica generale, essenziale per determinare i rapporti quantitativi tra reagenti e prodotti nelle trasformazioni chimiche. Basata sulla legge della conservazione della massa e sulle leggi ponderali, la stechiometria consente di prevedere la quantità di prodotto ottenibile e di ottimizzare l’uso dei reagenti. Questi concetti trovano applicazione in numerosi ambiti scientifici e ingegneristici, risultando cruciali nella progettazione e ottimizzazione dei processi industriali.
In questo modulo di esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche si approfondirà la stechiometria applicata alle reazioni chimiche, con un focus sui calcoli quantitativi. Per affrontare al meglio gli esercizi, è fondamentale una conoscenza preliminare di concetti chiave quali mole, massa atomica e molecolare relative, massa equivalente, normalità, legge dei gas perfetti, reagente limitante, resa teorica, resa effettiva e resa percentuale. La comprensione di questi principi permette di sviluppare un approccio metodico alla risoluzione dei problemi stechiometrici.
La raccolta di esercizi proposta segue un livello di difficoltà progressivo, guidando lo studente attraverso spiegazioni chiare e dettagliate. .
Scarica gli esercizi svolti gli esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche
Ottieni il documento contenente 8 esercizi risolti, contenuti in 10 pagine ricche di dettagli, per migliorare la tua comprensione della stechiometria delle reazioni chimiche per il corso di chimica generale.
Esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche: autori e revisori
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Revisori: Joan Pasqual Guilabert.
Esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche: testi degli esercizi



Calcolare quanti grammi di partecipano alla reazione.
Svolgimento.

Svolgimento metodo 1.
Le specie di una data reazione chimica stanno tra loro secondo rapporti ben definiti, dipendenti dai rispettivi coefficienti stechiometrici. È possibile impostare quindi proporzioni riferendosi alle moli dei partecipanti alla reazione. In questo caso:
In di
sono contenute:
Per cui la proporzione da impostare sarà:
E quindi:
Svolgimento metodo 2.
Si ricordi che per via della definizione di massa equivalente1 , in una reazione 1 equivalente di una specie si lega solo a 1 equivalente di un’altra, per restituire 1 equivalente di prodotto.
In questo scenario:
Il valore “2” è il numero di elettroni scambiati (per mole) dallo zinco nella reazione in qualità di riducente (.
“1” è il numero di elettroni scambiati, per mole, dall’idrogeno nella reazione in qualità di ossidante. Si imposta ora la proporzione finale:
da cui
-
dove
è la valenza operativa (il numero di moli di particelle che entrano in gioco in relazione a una mole di sostanza). In particolare: reazione redox:
reazione acido-base:
dissociazione di un sale:
- La discrepanza di tale risultato rispetto al metodo precedente è dovuta alle approssimazioni di calcolo. ↩
Svolgimento metodo 3.
Proporzionalità tra masse reagenti
Poiché, come già ragionato nel metodo 1, tra i partecipanti a una reazione chimica è possibile impostare proporzioni ben definite in base ai coefficienti stechiometrici, si può scrivere:
da cui



Svolgimento.

-
Dove:
: pressione (
),
: volume occupato dal gas
,
: numero di moli di gas,
: costante dei gas,
: temperatura (
).
Si noti che esistono diversi valori per la costante
sulla base dell’unità di misura tramite cui è espressa. ↩


Calcolare la massa di cloro () necessaria per produrre
di
.
Svolgimento.




Si imposta la proporzione risolutiva:
da cui









Svolgimento.
Innanzitutto bisogna costruire la reazione, che è di “doppio scambio”:
Bilanciamo la reazione:
In di
sono contenute:
In di
sono contenute:
Il rapporto stechiometrico tra le due specie ) è
. Ma dal momento che si ha:
le moli di sono insufficienti a consumare completamente quelle di
, per cui
si definisce reagente limitante e verrà consumato per intero.
Si calcola quindi la quantità di
ottenibile con il “numero limitato” di moli, attraverso la proporzione:
Calcoliamo la quantità di in eccesso, vale a dire il “non reagito”::
Calcoliamo ora la quantità di in eccesso:











- la massa di
(
) prodotta;
- la massa di
(
) prodotta;
- gli mL di
consumati complessivamente.
-
dove
è il numero di equivalenti e
è il volume della soluzione in litri. ↩
Svolgimento punto 1.
e verrà consumata completamente, come deducibile dal testo del quesito.
La reazione per è di sostituzione:
Che bilanciata dà:
Si imposta la proporzione tra le masse:
Si determina poi la massa di consumata in questa reazione in vista del calcolo di volume di
consumato complessivamente, che dovrà passare per la normalità, quindi per gli equivalenti, quindi per la quantità in grammi di
consumato.
Svolgimento punto 2.

La quantità di manganese disponibile è:
La proporzione per trovare la quantità di prodotta è:
La massa di consumata in questa reazione è:
Svolgimento punto 3.

Che in termini di peso equivalente, considerando che 1 mole di libera per dissociazione 1
:
Il volume di consumato complessivamente è:

- Gli equivalenti4
diche si generano nella reazione tra
(
) in eccesso e
di
(
);
- I grammi di
che reagiscono.
-
dove
è la massa in grammi della sostanza e
è la massa equivalente. ↩
Svolgimento.
Svolgimento punto 1.
Svolgimento punto 2.
- Proporzionalità tra masse reagenti:
- Proporzionalità tra masse equivalenti:
6
dove, poiché per ogni mole di
si generano
,
.
La discrepanza di tale risultato rispetto al metodo precedente è dovuta alle approssimazioni di calcolo.
-
Si ricordi che in una reazione chimica, a 1 equivalente di un composto corrisponde 1 equivalente di un altro composto, per cui
↩
-
Si ricordi che in una reazione chimica, a 1 equivalente di un composto corrisponde 1 equivalente di un altro composto, per cui

- Determinare la specie ossidante e quella riducente;
- calcolare la massa di
(
) che si ottiene facendo reagire
di
.
Svolgimento punto 1.
Da cui emerge che è la specie riducente e
quella ossidante.
Svolgimento punto 2.








Svolgimento.
La resa percentuale è definita come:
La resa effettiva corrisponde ai grammi di prodotto che si ottengono da un consumo parziale del reagente limitante (parziale perché si ipotizza che per difetti vari di reazione esso non si consumi al , causando quindi una resa inferiore al
). Invece la resa teorica rappresenta la quantità in grammi di prodotto che si genererebbe se la resa percentuale fosse del
), cioè se il reagente limitante venisse consumato completamente.
Nel quesito proposto, la resa effettiva deve essere . Per raggiungere questo risultato bisogna avere una quantità di reagente di partenza tale da sopperire ai difetti di reazione (responsabili di una resa del
) e tale cioè da produrre la quantità teorica di perclorato di potassio.
Su questo dato bisogna quindi impostare la ricerca delle moli e poi della massa di reagente:
che corrispondono a:
Allo stesso risultato si può giungere calcolando dapprima la massa di necessaria a fornire la quantità effettiva di
(
) e poi moltiplicandola per il fattore
. Il risultato non cambia.
Esercizi sulla stechiometria delle reazioni chimiche: bibliografia
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Esercizi tratti da: A. Post Barocchi, A. Tagliabue – CHIMICA progetto modulare – 2007 S. Lattes, C. Editori Spa – Torino – Printed in Italy per conto della casa editrice Vincenzo Bona Spa – Torino.
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