Come calcolare il rapporto stechiometrico

La stechiometria studia le relazioni quantitative che si instaurano tra i reagenti ed i prodotti di una data reazione chimica. Si tratta di veri e propri calcoli che permettono di ottenere dei rapporti attraverso un'equazione chimica bilanciata. Effettuare questo tipo di calcolo è molto semplice se si ha già una conoscenza di base degli elementi chimici. Se si ha poca dimestichezza, invece, è opportuno avere a portata di mano una tavola degli elementi periodici. Avendo questa a disposizione, si avrà sicuramente successo nello svolgimento degli esercizi e si riuscirà ad ottenere i dati di ogni reazione. Ecco dunque come calcolare il rapporto stechiometrico.

• Tavola periodica
• Nozioni di base di chimica

Ogni singolo rapporto stechiometrico segue sempre la medesima procedura. La prima cosa da fare è quella di bilanciare la reazione chimica che si ha di fronte, a meno che essa non lo sia già. Riconoscere il bilanciamento è molto semplice e lo si può capire dai coefficienti che possiede: se c'è una corrispondenza tra il numero totale di atomi di ogni elemento, sia nei reagenti che nei prodotti, si può definire senza alcun dubbio una reazione equilibrata.

Successivamente si deve procedere con il calcolo della massa molecolare in base al tipo di sostanza chimica che si è chiamati ad esaminare. Si può trattare sia di una massa data che di una da calcolare, poiché è un'incognita. Il calcolo con cui si deve procedere, prevede la presa visione delle moli effettive dell'elemento la cui massa è data. Segue, poi, la verifica del rapporto delle moli di tutte e due le masse dell'equazione. Infine si deve porre il tutto in una sorta di proporzione. Grazie ai dati ricavati, è possibile calcolare il rapporto stechiometrico trovando la massa mancante di cui non si conosceva il valore.

Ecco un esempio pratico per comprendere meglio quello che fin qui è stato spiegato solo in maniera teorica. Supponiamo di avere la seguente reazione chimica: 2H2 + O2 -> 2HO2. Per prima cosa, si deve controllare se è bilanciata o meno, In questo caso la risposta è affermativa, perché il numero degli atomi di idrogeno è lo stesso che ha anche l'ossigeno. Adesso il rapporto stechiometrico lo si ha direttamente sotto gli occhi e consiste semplicemente nel calcolare il numero delle moli. Il rapporto tra H2 e O2 è di 2:1, mentre quello tra H2 e H2O è di 2:2, che con l'opportuna semplificazione diviene 1:1.

Le parti costitutive di un'equazione chimica non vengono mai distrutte o perse: la resa di una reazione deve corrispondere esattamente ai reagenti originali. Questo non vale solo per il tipo di elementi nella resa, ma anche per il numero. Ad esempio, l'equazione sbilanciata: Fe + O 2 ? Fe 2 O 3, afferma che 1 atomo di ferro (Fe) dovrà reagire con 2 atomi di ossigeno (O) per ottenere 2 atomi di ferro e 3 atomi di ossigeno. Questa reazione sbilanciata non può probabilmente rappresentare una reazione reale perché descrive una reazione in cui un atomo di Fe si trasforma magicamente in 2 Fe atomi. Pertanto, dobbiamo bilanciare l'equazione posizionando i coefficienti prima delle varie molecole e degli atomi per garantire che il numero di atomi sul lato sinistro della freccia corrisponda esattamente al numero di elementi sulla destra:
4Fe + 3O 2 ? 2Fe 2 O 3. Contiamo gli atomi in questa nuova versione bilanciata della reazione. Sulla sinistra della freccia abbiamo 4 atomi di ferro e 6 atomi di ossigeno (dal 3 × 2 = 6). Sulla destra abbiamo anche 4 atomi di ferro (dal 2 × 2 = 4) e di 6 ossigeno (2 × 3 = 6). Gli atomi su entrambi i lati dell'equazione coincidono.

Il processo di conversione delle unità date in moli, implica fattori di conversione. La formula della massa del grammo di un composto (o elemento) può essere definita come la massa di una mole del composto. Come suggerisce la definizione, è misurata in grammi / mole e si trova sommando i pesi atomici di ogni atomo. I pesi atomici sulla tavola periodica sono dati in termini di amu (unità di massa atomica), ma, per impostazione, l'amu corrisponde alla massa della formula del grammo. La massa della formula del grammo può essere utilizzata come fattore di conversione nei calcoli stechiometrici.

• Utilizzate una tavola periodica per agevolarvi nel calcolo

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