Esercizio di chimica sul reagente in eccesso (Università di Biologia)

In collaborazione con: Francesco Atzeni

Testo

Data la seguente reazione chimica:

Bilanciare la reazione e determinare il numero di moli in eccesso di Alluminio supponendo di avere di e di .

Risoluzione

Bilanciando la reazione si ottiene:

Da cui si evince che per ottenere una molecola di sono necessari 2 atomi di e 3 molecole di .

Per scoprire il numero di moli in eccesso di Alluminio è necessario, come prima cosa, rapportare i coefficienti stechiometrici dei reagenti con il numero di moli che si possiedono.

Per calcolare il numero di moli possedute dei reagenti si procede come segue:

1. Si legge dalla tavola periodica il peso atomico di dell’alluminio e del cloro, essi sono:
   • Peso atomico per il Cl
   • Peso atomico per l’ Al
2. Si calcola la massa molare:
   • La massa molare dell’alluminio è , ovvero ci sono grammi ogni mole di alluminio. Detta in un altro modo ancora una mole di alluminio ha massa pari a o ancora possiamo dire che atomi di alluminio hanno massa pari a
   • La massa molare del è , ovvero ci sono grammi ogni mole di . Detta in un altro modo ancora una mole di ha massa pari a o ancora possiamo dire che molecole di hanno massa pari a
3. Si conclude calcolando il numero di moli:
   • per l’alluminio il numero di moli è dato da
   • il numero di moli delle molecole di è 

Ora che abbiamo il numero di moli vale la pena farne il rapporto e paragonarlo con il rapporto dei corrispondenti coefficienti stechiometrici.

• il rapporto tra le moli di e le moli di è dato da
• il rapporto dei coefficienti stechiometrici di e di è dato da

Essendo che è evidente che l’ è in eccesso e il è il reagente limitante. Infatti con un rapporto pari a 1,5 la richiesta è che nei reagenti ci debba essere il 50% in più di rispetto all’alluminio, in modo che la reazione avvenga senza avanzi.

Alla luce di queste considerazioni si suppone dunque che tra i due reagenti sia solo il a reagire tutto, e perciò si può affermare che verranno prodotte di . Di conseguenza l’Alluminio che viene consumato nella reazione è pari a

A questo punto possiamo affermare che il numero di moli in eccesso di è pari al numero di moli di Alluminio che si possedevano prima delle reazione meno quelle reagite, cioè:

Quindi in definitiva, per rispondere alla domanda del problema, il numero di moli di Alluminio in eccesso è pari a .