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Esercizio di stechiometria - calcolo formula minima di un composto

2.32 g di un composto organico non elettrolita contenente C, H ed O producono per combustione 5.37 g di anidride carbonica e 1.10 g di acqua. Determinare la formula minima del composto 

Risultato : C8H8O3 

Grazie mille 

#stechiometria, #esercizi stechiometria, #chimica,

Nella reazione si ha:

\(C_{x}H_{y}O_{z}+O_{2}\rightarrow CO_{2} + H_{2}O\)

dove x, y e z sono le incognite da trovare per determinare la formula minima del composto.

E' necessario calcolare il numero di moli di \(CO_{2}\) e di \(H_{2}O\). Posto:

  • \(n_{CO_{2}}\) il numero di moli dell'anidride carbonica
  • \(n_{H_{2}O}\) il numero di moli dell'acqua
  • \(m_{CO_{2}}\) massa dell'anidride carbonica pari a \(5.37g\)
  • \(m_{H_{2}O}\) massa dell'acqua pari a \(1.10g\)
  • \(M_{CO_{2}}\) massa molare dell'anidride carbonica pari a \(44.01\frac{g}{mol}\)
  • \(M_{H_{2}O}\) massa molare dell'acqua pari a \(18.01\frac{g}{mol}\)

Si ha che:

\(n_{CO_{2}}=\frac{m_{CO_{2}}}{M_{CO_{2}}}=\frac{5.37}{44.01}=0.122mol\)

\(n_{H_{2}O}=\frac{m_{H_{2}O}}{M_{H_{2}O}}=\frac{1.10}{18.01}=0.061mol\)

La massa di ossigeno che è reagita è, per la conservazione della massa, pari a:

\(m_{O_{2}}=m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}-m_{CHO}\)

dove \(m_{CHO}\) è la massa del composto organico ed è pari a \(2.32g\).

Quindi \(m_{O_{2}}=5.37+1.10-2.32=4.15g\)

A questo punto è necessario calcolare il numero di moli dell'ossegeno:

  • \(m_{O}\) massa dell'ossigeno pari a \(4.15g\)
  • \(M_{O}\) massa molare dell'ossigeno pari a \(16\frac{g}{mol}\)

\(n_o=\frac{m_o}{M_o}=\frac{4.15}{16}=0.26mol\)

Il numero di moli dell'ossigeno reagente è pari a:

\(n_o=2n_{CO_{2}}+n_{H_{2}O}=(2\cdot0.122)+0.061=0.305mol\)

Il numero di moli dell'ossigeno contenuto in \(CHO\) è pari a:

\(n_o=n_{ossigenoReagente}-n_{ossigeno} = 0.305-0.26=0.045mol\)

Il numero di moli dell'idrogeno è pari a:

\(n_H=2\cdot n_{H_{2}O} = 2\cdot0.061=0.122mol\)

Si ha che \(n_H=n_C\)

Quindi:

\(\frac{n_H}{n_O}=\frac{0.122}{0.045}=2.71\)

In proporzione si ha:

\(x:z=2.71:1\) moltiplicando per 3 si ha:

\(2.71\cdot3 \cong 8\)  ed  \(1\cdot3 =3\)

Quindi in definitiva si ha, essendo \(n_H=n_C\)\(C_8H_8O_3\)