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La struttura atomico-molecolare della materia e il legame chimico

Stechiometria delle reazioni

La stechiometria è quella parte della chimica che si occupa dello studio e del calcolo dei rapporti quantitativi, espressi in funzione del numero di moli o dei pesi, secondo cui i reagenti e i prodotti partecipano a una reazione chimica. I rapporti tra i numeri di moli sono dati dai rapporti tra i coefficienti di reazione, i rapporti in peso dai rapporti tra i prodotti dei coefficenti di reazione moltiplicati per le masse molecolari espresse in grammi dei relativi reagenti e prodotti. Per esempio, per una generica reazione

il rapporto stechiometrico espresso in moli tra il reagente A e il prodotto di reazione C è uguale ad a/c; il rapporto in peso è uguale a:

dove a e c sono i coefficienti di reazione e MA e MC le masse molecolari espresse in grammi delle sostanze A e C: tale rapporto indica che da a · MA grammi del reagente A si ottengono c · MC grammi del prodotto C.

Nel senso usuale, peraltro, i calcoli stechiometrici comprendono tutti quei calcoli che, sulla base di leggi chimico-fisiche, permettono la determinazione in termini quantitativi di specifiche proprietà dei sistemi chimici (sostanza, soluzioni, sistemi di reazione ecc.). Esempi:

  1. Calcolare (a) quanti grammi di soda caustica (NaOH) supposta pura al 100% sono necessari per neutralizzare 5 g di acido solforico (H2SO4) e (b) quanti grammi di solfato di sodio (Na2SO4) si ottengono. La reazione è la seguente:

    Soluzione:

    Scriviamo la reazione ponendo sopra a ogni specie chimica che interessa la massa reagente (m) e sotto la massa molare (M): m

    M 40,07 g/mol 98,08 g/mol 142,04 g/mol

    a) Se 98,05 g di H2SO4 reagiscono con (40,07 · 2)g di NaOH, 5 g di H2SO4 reagiscono con xg di NaOH, cioè:

    98,08 g : 40,07 · 2 g = 5 g : xg xg = 4,08 g di NaOH

    b) 98,08 g : 142,04 g = 5 g : yg yg = 7,24 g di Na2SO4

  2. Calcolare quanti grammi di calcare (CaCO3) al 70% di purezza reagiscono con 2 g di acido cloridrico (HCl) secondo la reazione:

    Soluzione:

    Scriviamo la reazione ponendo sopra a ogni specie chimica che interessa la massa reagente (m) e sotto la massa molare (M):

    m

    M

    100,09 g : 2 · 36,46 g = xg : 2g

    xg = 2,74 g di CaCO3 (al 100% di purezza)

    2,74 g · 100/70 = 3,91 g di CaCO3 al 70% di purezza

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