Le leggi ponderali della Chimica

Esercizi e problemi tratti dal libro “La chimica di Rippa”
Cap. 6 Le leggi ponderali della chimica
40. Calcola la massa in grammi di 7,0 x 1019 molecole di acido bromidrico Hbr
La massa in grammi si ottiene moltiplicando il peso molecolare dell'acido bromidrico per il numero
delle molecole e quindi per 1,66 x 10-24 g/u:
m = P.M.HBr x ( 7,0 x 1019) x ( 1,66 x 10-24 )g/u = 81u x ( 7,0 x 1019) x ( 1,66 x 10-24 )g/u = 0,0094 g =
9,4 x 10-3 g
41. Calcola la massa in grammi di 1,2 x 1021 molecole di Br2
È uguale al n.40
m = P.M.Br2 x (1,2 x 1021) x ( 1,66 x 10-24 )g/u = 160u x ( 1,2 x 10 21 ) x ( 1,66 x 10-24 )g/u = 0,3187
g = 3,187 x 10-1 g
42. Quanto pesano in grammi 5,00 x 1018 molecole di Na2SO3?
È uguale al numero 40
m = P.M.Na2SO3 x ( 5,00 x 1018) x ( 1,66 x 10-24 )g/u = (23x2+32+16x3)u x ( 5,00 x 10 18) x ( 1,66 x
10-24 )g/u = 0,00105 g = 1,05 x 10-3g
43. Quanti atomi di ossigeno sono presenti in 592 u di ossigeno atomico?
Si divide la massa espressa in u.m.a. per il peso atomico dell'ossigeno:
n. atomi di ossigeno = 592 u : 16 u = 37
44. Quanti atomi di ossigeno sono presenti in 608 u di ossigeno molecolare?
Si divide la massa espressa in u.m.a. per il peso molecolare dell'ossigeno e si moltiplica il risultato
per 2:
n. atomi di ossigeno = (608 u : 32 u) x 2 = 38
45. Quanti atomi di ossigeno sono presenti in 880 u di diossido di carbonio?
Si determina prima il numero di molecole di diossido di carbonio dividendo la massa espressa in
u.m.a. per il P.M. del diossido di carbonio. Il risultato si moltiplica per 2 poiché in ogni molecola si
diossido di carbonio ci sono due atomi di ossigeno:
n. atomi di ossigeno = (880 u : 44 u.) x 2 = 40
46. Quanti atomi di idrogeno sono presenti in 1,00 kg di idrogeno atomico?
È sufficiente dividere 1,00 kg = 1 000 g di idrogeno atomico per la massa di un atomo di idrogeno
espressa in grammi: 1 000 g : ( 1 u x 1,66 x 10-24 g/u) = 6,02 x 1026 atomi di idrogeno
47. Quanti atomi di idrogeno sono presenti in 1,00 kg di idrogeno molecolare?
È sufficiente dividere 1,00 kg = 1000 g di idrogeno molecolare per la massa di una molecola di
idrogeno espressa in grammi. Moltiplicare quindi il risultato per 2:
[ 1 000 g : ( 2 u x 1,66 x 10-24 g/u)] = 6,02 x 1026 atomi di idrogeno
48. Quanti atomi di idrogeno sono presenti in 1,00 kg di acido fosforico H3PO4?
Basta dividere 1,00 kg = 1 000 g di acido fosforico per il suo peso molecolare, espresso in grammi,
e quindi moltiplicare per 3:
1 000 g : [(1 x 3 + 31 + 16 x 4) u x (1,66 x 10-24 ) g/u] x 3 = 1,84 x 1025 atomi di idrogeno
49. Quanti atomi di idrogeno sono presenti in 750 g di idrossido di ammonio NH4OH?
Si dividono i 750 g di idrossido di ammonio per il suo peso molecolare, espresso in grammi. Quindi
si moltiplica il risultato per 5 (N.B. Nella formula dell'idrossido di ammonio ci sono in totale 5
atomi di idrogeno):
750 g : [(14+1x5+16) u x (1,66 x 10-24) g/u] x 5 = 6,45 x 1025 atomi di idrogeno
50. Il peso atomico dell'oro è 197 u. Qual è la massa in grammi di 10 atomii di oro?
È sufficinete moltiplicare per 10 il peso atomico dell'oro espresso in grammi:
[197 u x (1,66 x 10-24) g/u] x 10 = 3,27 *10-21 g
51. Qual è la massa in grammi di una molecola di acido acetico CH3COOH?
Si moltiplica il P.M. Dell'acido acetico per il valore, in grammi, di 1 u.m.a.:
m = (12*2+1*4+16*2) u * (1,66 * 10-24) g/u = 9,96*10-23 g
52. Nell'amminoacido glicina il rapporto in massa tra i componenti è C:N:H:O = 24 : 14 :
5 : 32; quanti g di carbonio sono presenti in 276 g di glicina?
Si imposta la catena di rapporto: C:24=N:14=H:5=O:32
con C+N+H+O = 276 g
Proprietà del comporre: (C+N+H+O):(24+14+5+32)=C:24 →276:75=C:24→C=88,32 g
Si possono determinare le quantità degli altri elementi ripetendo lo stesso procedimento:
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=N:14 →276:75=N:14→N=51,52 g
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=H:5 →276:75=H:5→H=18,40 g
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=O:32 →276:75=O:32→O=117,76 g
Naturalmente la somma delle quantità determinate deve essere uguale a 276 g
53. Rifacendoti ai dati dell'esercizio precedente, quanti grammi di glicina è ragionevole
pensare di ottenere, se si hanno a disposizione 32 g di carbonio, 12 g di azoto, 11 g di
idrogeno e 15 g di ossigeno?
La catena di rapporti, con i dati forniti dal problema, è la seguente: C:24=N:14=H:5=O:32
Applicando la proprietà del comporre e, avendo a disposizione 32 g di carbonio, si ha:
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=32:24 → (C+N+H+O):75=32:24 → C+N+H+O = 100,00 g
Ripetendo più volte il procedimento con le varie quantità date, si ha:
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=12:14 → (C+N+H+O):75=12:14 → C+N+H+O = 37,50 g
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=11:5 → (C+N+H+O):75=11:5 → C+N+H+O = 165,00 g
(C+N+H+O):(24+14+5+32)=15:32 → (C+N+H+O):75=15:32 → C+N+H+O = 35,16 g
La legge di Proust ci permette di dire che, tra le quattro soluzioni ottenute, si può accettare solo il
valore di 35,16 g che corrisponde ad una quantità di ossigeno pari a 15 g. Con questo dato, tra
l'altro, è anche possibile le giuste quantità degli altrielementi componenti l'amminoacido.
54. Determina il rapporto in massa degli elementi costituenti nei seguenti composti:
Basta consultare i valori delle masse atomiche sulla tavola periodica:
CaO
CoF2
SnO2
HF
H3PO4
NaI
NH4OH
CaSO4
Ca:O=40:16→Ca:O=5:2
Co:F=59:38
Sn:O=119:32
H:F=1:19
H:P:O=3:31:64
Na:I=23:127
N:H:O=14:5:16
Ca:S:O=40:32:64→Ca:S:O=5:4:8
55. Determina il peso del saccarosio C12H22O11 che si forma, quando si hanno a disposizione
le quantità in massa necessarie, a partire da: A 25 g di C; B 12 g di H; C 64 g di O
Dai valori di massa atomica letti sulla tavola periodica si ha:
C:H:O=144:22:176 →C:H:O=72:11:88
Catena di rapporti: C:72=H:11=O:88
Proprietà del comporre:
(C+H+O):(72+11+88)=25:72 →(C+H+O):171= 25:72 →C+H+O = 59,37g
(C+H+O):(72+11+88)=12:11 →(C+H+O):171= 12:11 →C+H+O = 186,54g
(C+H+O):(72+11+88)=64:88 →(C+H+O):171= 64:88 →C+H+O = 124,36g