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ESERCITAZIONE di CHIMICA 15 ottobre 2012 MOLE PERCENTUALE IN MASSA ANALISI ELEMENTARE

ESERCITAZIONE di CHIMICA 15 ottobre 2012 MOLE PERCENTUALE IN MASSA ANALISI ELEMENTARE REAZIONI CHIMICHE. 2. 1 MOLE Una mole (simbolo “mol”) è una “quantità” costituita da un numero definito di “oggetti” Questo numero è la costante di Avogadro: N A = 6,0221367 x 10 23 mol -1

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ESERCITAZIONE di CHIMICA 15 ottobre 2012 MOLE PERCENTUALE IN MASSA ANALISI ELEMENTARE

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Presentation Transcript

  1. ESERCITAZIONE di CHIMICA 15 ottobre 2012 MOLE PERCENTUALE IN MASSA ANALISI ELEMENTARE REAZIONI CHIMICHE 2

  2. 1 MOLE Una mole (simbolo “mol”) è una “quantità” costituita da un numero definito di “oggetti” Questo numero è la costante di Avogadro: NA = 6,0221367 x 1023mol-1 numero “oggetti” moli = ------------------------- NA

  3. 2 Esempi NA = 6,0221367 x 1023 mol-1 1 mole di oro (197 g) = 6,022 x 1023atomi di oro 1 mole di H2 (2 g) = 6,022 x 1023molecole di H2 1 mole di elettroni (Faraday) = 6,022 x 1023elettroni 1 mole di fotoni (Einstein) = 6,022 x 1023fotoni 4

  4. 3 COSTANTE DI AVOGADRO Domanda: perché proprio6,0221367 x 1023 mol-1? Risposta: perché esprimendo in g il valore della massa atomica (uma) si ottiene la massa di 1 mole! massa atomica He = 4 uma / atomo massa molare (di 1 mole) He = 4 g / mol massa atomica Au = 197 uma / atomo massa molare (di 1 mole) Au = 197 g / mol

  5. MASSA o PESO? In chimica si confonde spesso il termine “massa” con “peso” Si “dice” peso atomico (peso di un atomo) intendendo la massa atomica (massa di un atomo, uma) Si “dice” peso molecolare (peso di una molecola) intendendo la massa molecolare (massa di una molecola, uma) Si “dice” peso molare (peso di una mole) intendendo la massa molare (massa di una mole, g / mol)

  6. Masse atomiche medie degli elementi espresse in uma misurate sperimentalmente

  7. 1 Calcolare la massa media in g di una molecola di acqua Masse atomichemedie: H = 1 uma O = 16 uma Massa molecolare acqua = 18 uma Costante di Avogadro = 6,022 x 1023 mol-1

  8. 2 Calcolare la massa media in g di una molecola di acqua Massa molecolare acqua = 18 uma Massa molare acqua = 18 g / mol 18 g / mol Massa molecolare acqua = ------------------------- = 6,022 x 1023 mol-1 = 2,989 x 10-23 g !!! 9

  9. 1 Calcolare quante molecole sono contenute in un litro di acqua a 4 °C Masse atomiche: H = 1 uma O = 16 uma Massa molecolare acqua = 18 uma Costante di Avogadro = 6,022 x 1023 mol-1 Massa specifica acqua (densità) a 4 °C = 1 g / cm3 = 1 kg / dm3

  10. 2 Calcolare quante molecole sono contenute in un litro di acqua a 4 °C 1 litro acqua = 1 kg = 1.000 g moli acqua = 1.000 / 18 = 55,55 mol molecole acqua = 55,55 x 6,022 x 1023 = = 334,55 x 1023!!! 11

  11. 1 Calcolare quanti anni sono necessari per contare le molecole contenute in 1 litro di acqua alla velocità di una al secondo Masse atomiche: H = 1 uma O = 16 uma Massa molecolare acqua = 18 uma Costante di Avogadro = 6,022 x 1023 mol-1 Massa specifica acqua (densità) a 4 °C = 1 g / cm3 = 1 kg / dm3 12

  12. 2 Calcolare quanti anni sono necessari per contare le molecole contenute in 1 litro di acqua alla velocità di una al secondo 1 litro H2O = 1 kg = 1.000 g moli H2O = 1.000 / 18 = 55,55 mol molecole H2O = 55,55 x 6,022 x 1023 = 334,55 x 1023 1 anno = 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 sec anni = 334,55 x 1023 / 31.536.000 = 1,06 x 1018!!! 13

  13. 1 Calcolare quante moli sono contenute in 5 g di: idrogeno molecolare (H2), 2 uma glucosio, 180 uma IgG, 150.000 uma IgM, 950.000 uma Costante di Avogadro = 6,022 x 1023 mol-1

  14. 2 Calcolare quante moli sono contenute in 5 g di: idrogeno molecolare glucosio IgG IgM moli H2 = 5 / 2 = 2,5 mol moli glucosio = 5 / 180 = 0,028 mol moli IgG = 5 / 150.000 = 3,333 x 10-5 mol moli IgM = 5 / 950.000 = 5,263 x 10-6 mol 15

  15. 1 Quanto cadmio è contenuto in un campione di Cd3(PO4)2 contenente 64,3 g di P? Masse atomiche (uma): Cd = 112 P = 31 O = 16 16

  16. 2 Quanto cadmio è contenuto in un campione di Cd3(PO4)2 contenente 64,3 g di P? moli P = 64,3 / 31 = 2,1 mol moli Cd = moli P x (3 / 2) = 3,2 mol massa Cd = 3,2 x 112 = 358 g 17

  17. PERCENTUALE MASSA / MASSA 18

  18. PERCENTUALE MASSA / MASSA g elemento % = ------------------- x 100 g composto Significato “fisico”: g elemento presenti in 100 g di composto!

  19. 1 L’analisi elementare di 100 g di acido nitrico è la seguente: 1,6 g H 22,2 g N 76,2 g O Calcolare la percentuale in massa dei tre elementi

  20. 2 g H 1,6 g % H = ----------- x 100 = --------- x 100 = 1,6 % g HNO3 100 g g N 22,2 g % N = ----------- x 100 = --------- x 100 = 22,2 % g HNO3 100 g g O 76,2 g % O = ----------- x 100 = --------- x 100 = 76,2 % g HNO3 100 g 21

  21. 1 L’analisi elementare di 50 g di acido nitrico è la seguente: 0,8 g H 11,1 g N 38,1 g O Calcolare la percentuale in massa dei tre elementi 22

  22. 2 g H 0,8 g % H = ----------- x 100 = --------- x 100 = 1,6 % g HNO3 50 g g N 11,1 g % N = ----------- x 100 = --------- x 100 = 22,2 % g HNO3 50 g g O 38,1 g % O = ----------- x 100 = --------- x 100 = 76,2 % g HNO3 50 g 23

  23. 1 L’analisi elementare di 5 g di acido nitrico è la seguente: 0,08 g H 1,11 g N 3,81 g O Calcolare la percentuale in massa dei tre elementi 24

  24. 2 g H 0,08 g % H = ----------- x 100 = --------- x 100 = 1,6 % g HNO3 5 g g N 1,11 g % N = ----------- x 100 = --------- x 100 = 22,2 % g HNO3 5 g g O 3,81 g % O = ----------- x 100 = --------- x 100 = 76,2 % g HNO3 5 g 25

  25. L’analisi elementare di 5 g di acido nitrico è la seguente... 26

  26. ANALISI ELEMENTARE 27

  27. 1 L’analisi elementare dell’acido nitrico è la seguente: H = 1,6 % N = 22,2 % O = 76,2 % Trovare la formula dell’acido nitrico Masse atomiche (uma): H = 1 N = 14 O = 16

  28. 2 L’analisi elementare dell’acido nitrico è la seguente: H = 1,6 % N = 22,2 % O = 76,2 % moli H = 1,6 / 1,0 = 1,6 mol / 100 g moli N = 22,2 / 14,0 = 1,6 mol / 100 g mol O = 76,2 / 16,0 = 4,8 mol / 100 g H1,6 N1,6 O4,8dividendo per 1,6 H1N1O3 29

  29. 1 2008-2009 L’analisi elementare di un composto è la seguente: H = 6,66 % N = 46,66 % O = 26,66 % C = 20,00 % Trovare la formula del composto sapendo che ha massa molecolare di 60 uma (massa molare 60 g / mol) Masse atomiche (uma): H = 1 N = 14 O = 16 C = 12

  30. 2 H = 6,66 % N = 46,66 % O = 26,66 % C = 20,0 % moli H = 6,66 / 1 = 6,66 mol / 100 g moli N = 46,66 / 14 = 3,33 mol / 100 g mol O = 26,66 / 16 = 1,66 mol / 100 g mol C = 20,00 / 12 = 1,66 mol / 100 g H6,66 N3,33 O1,66 C1,66 31

  31. 3 H6,66 N3,33 O1,66 C1,66 dividendo per 1,66 formula minima = H4N2O1C1 massa formula minima = (1 x 4) + (14 x 2) + (16 x 1) + (12 x 1) = 60 uma massa molare = 60 g / mol formula minima = formula molecolare = urea 32

  32. 1 2008-2009 L’analisi elementare di un composto è la seguente: H = 9,1 % C = 54,6 % il resto è ossigeno Trovare la formula del composto sapendo che ha massa molecolare di 88 uma (massa molare 88 g / mol) Masse atomiche (uma): H = 1 C = 12 O = 16

  33. 2 H = 9,1 % C = 54,6 % O = 100 - (9,1 + 54,6) = 36,3 % moli H = 9,1 / 1 = 9,10 mol / 100 g moli C = 54,6 / 12 = 4,55 mol / 100 g mol O = 36,3 / 16 = 2,27 mol / 100 g H9,10 C4,55 O2,27 34

  34. 3 H9,10 C4,55 O2,27 dividendo per 2,27 formula minima = H4C2O1 massa formula minima = (1 x 4) + (12 x 2) + (16 x 1) = 44 uma massa molare = 88 g / mol da cui formula = formula minima x 2 = H8C4O2 35

  35. 1 2009-2010 La lisina è un amminoacido essenziale la cui analisi elementare è la seguente: H = 9,6 % C = 49,3 % O = 21,9 % N = 19,2 % Trovare la formula del composto sapendo che contiene due atomi di azoto Masse atomiche (uma): H = 1 C = 12 O = 16 N = 14

  36. 2 H = 9,6 % C = 49,3 % O = 21,9 % N = 19,2 % moli H = 9,6 / 1 = 9,6 mol / 100 g moli C = 49,3 / 12 = 4,1 mol / 100 g mol O = 21,9 / 16 = 1,4 mol / 100 g mol N = 19,2 / 14 = 1,4 mol / 100 g H9,6 C4,1 O1,4 N1,4 37

  37. 3 H9,6 C4,1 O1,4 N1,4 dividendo per 1,4 formula minima = H6,9C2,9O1,0N1,0 cioè formula minima = H7C3O1N1 formula = formula minima x 2 = H14C6O2N2 38

  38. 1 Un campione di acido stearico ha la seguente analisi elementare: C = 76,1 % H = 12,7 % O = 11,3 % Trovare la formula del composto sapendo che ha massa molare di 284 g / mol Masse atomiche (uma): C = 12 H = 1 O = 16 39

  39. 2 C = 76,1 % H = 12,7 % O = 11,3 % moli C = 76,1 / 12 = 6,3 mol / 100 g moli H = 12,7 / 1 = 12,7 mol / 100 g mol O = 11,3 / 16 = 0,7 mol / 100 g C6,3 H12,7 O0,7 40

  40. 3 C6,3 H12,7 O0,7 dividendo per 0,7 formula minima = C9H18O1 massa formula minima = 142 uma massa molare = 284 g / mol da cui formula = formula minima x 2 = C18H36O2 41

  41. 1 Un campione di aspirina ha la seguente analisi elementare: C = 60,00 % H = 4,44 % O = 35,55 % Trovare la formula dell’aspirina sapendo che ha massa molare di 180,16 g / mol Masse atomiche (uma): C = 12 H = 1 O = 16 42

  42. 2 C = 60,00 % H = 4,44 % O = 35,55 % moli C = 60,00 / 12 = 5,00 mol / 100 g moli H = 4,44 / 1 = 4,44 mol / 100 g mol O = 35,55 / 16 = 2,22 mol / 100 g C5,00 H4,44 O2,22 43

  43. 3 C5,00 H4,44 O2,22 dividendo per 2,22 C2,25H2,00O1,00 formula minima = C2,25H2,00O1,00x 4 = C9H8O4 massa molare = 180,16 g / mol formula = formula minima = C9H8O4 44

  44. CONCENTRAZIONE MASSA / MASSA 45

  45. 1 PERCENTUALE g sostanza % = ----------------- x 100 g totali Significato “fisico”: g sostanza in 100 g !!! Esempio: soluzione di NaCl 1 % 1,0 g NaCl sono contenuti in 100 g di soluzione 46

  46. 2 PARTI PER MILIONE g sostanza ppm = ---------------- x 1.000.000 g totali Significato “fisico”: g sostanza in 106 g !!! Esempio: soluzione Pb 1 ppm 1,0 g Pb è contenuto in 1.000.000 g di soluzione 47

  47. 3 PARTI PER MILIARDO* g sostanza ppb = ---------------- x 1.000.000.000 g totali Significato “fisico”: g sostanza in 109 g !!! Esempio: soluzione di Cr 1 ppb 1,0 g Cr è contenuto in 1.000.000.000 g di soluzione * billion = miliardo bilione = 1.000 miliardi 48

  48. ANALISI ELEMENTARE 49

  49. 1 2010-2011 La combustione completa di un idrocarburo produce 17,6 g di anidride carbonica e 9,0 g di acqua: calcolare la percentuale in massa di C e H trovare le formule minima e molecolare sapendo che la massa molare è 58 g / mol Masse atomiche (uma): H = 1 C = 12 Masse molecolari (uma): CO2 = 44 H2O = 18

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