Determinazione della formula minima di un composto quando è nota la sua composizione ponderale
1. Se è nota la percentuale degli elementi che formano il composto
* Bisogna tener presente che la percentuale è un rapporto – di una quantità parziale rispetto alla quantità del totale,
indicato con 100 unità dello stesso tipo:
35 % (35 / 100) in massa significa 35 g del parziale rispetto a 100 g del totale, 35 t del parziale rispetto a 100 t del totale,
35 mg del parziale rispetto a 100 mg del totale, 35 u.m.a. del parziale rispetto a 100 u.m.a. del totale
* Esempio 1: l’acqua
Se la composizione ponderale dell’acqua è di 89 % dell’ossigeno e 11 % dell’idrogeno, ciò significa che, per ogni 100
u.m.a. di acqua ci sono 89 u.m.a. di ossigeno e 11 u.m.a. di idrogeno.
a) Conoscendo la massa atomica di ciascun elemento, possiamo calcolare il numero di atomi ai quali si riferisce la massa
indicata: se in 16 u.m.a. di ossigeno c’è 1 atomo, in 89 u.m.a. ci saranno X atomi; se in 1 u.m.a. di idrogeno c’è 1 atomo,
in 11 u.m.a. ci saranno X atomi
16 u.m.a.O : 1 atomo = 89 u.m.a.O : X atomi; X = 89 u.m.a.O ∙ 1 atomo / 16 u.m.a.O = 5,5625 atomi
1 u.m.a.H : 1 atomo = 11 u.m.a.H : X atomi; X = 11 u.m.a.H ∙ 1 atomo / 1 u.m.a.H = 11 atomi
Pertanto, il rapporto tra il numero di atomi di ossigeno e di idrogeno che formano la molecola di acqua è H : O = 5,5625 : 11.
b) Poiché gli atomi che formano le molecole sono interi, bisogna rappresentare anche questo rapporto con numeri interi.
Per farlo, i due valori vengono divisi per il valore del più piccolo (per così ottenere il valore di 1 per quell’elemento): numero di atomi di ossigeno: 5,5625 / 5,5625 = 1; numero di atomi di idrogeno: 11 / 5,5625 = 1,978 (cioè, praticamente 2)
il rapporto tra il numero degli atomi di ossigeno e idrogeno nell’acqua è O : H = 1 : 2;
la formula minima dell’acqua è OH2 (o H2O)
* Esempio 2: il perossido di idrogeno
Se la composizione ponderale del perossido di idrogeno è di 94,1 % dell’ossigeno e 5,9 % dell’idrogeno, ciò significa
che, per ogni 100 u.m.a. di perossido di idrogeno ci sono 94,1 u.m.a. di ossigeno e 5,9 u.m.a. di idrogeno.
a) Conoscendo la massa atomica di ciascun elemento, possiamo calcolare il numero di atomi ai quali si riferisce la massa
indicata: se in 16 u.m.a. di ossigeno c’è 1 atomo, in 94,1 u.m.a. ci saranno X atomi; se in 1 u.m.a. di idrogeno c’è 1 atomo, in 5,9 u.m.a. ci saranno X atomi
16 u.m.a.O : 1 atomo = 94,1 u.m.a.O : X atomi; X = 94,1 u.m.a.O ∙ 1 atomo / 16 u.m.a.O = 5,88125 atomi
1 u.m.a.H : 1 atomo = 5,9 u.m.a.H : X atomi; X = 5,9 u.m.a.H ∙ 1 atomo / 1 u.m.a.H = 5,9 atomi
Pertanto, il rapporto tra il numero di atomi di ossigeno e di idrogeno che formano la molecola di perossido di idrogeno è
H : O = 5,88125 : 5,9.
b) Poiché gli atomi che formano le molecole sono interi, bisogna rappresentare anche questo rapporto con numeri interi.
Per farlo, i due valori vengono divisi per il valore del più piccolo (per così ottenere il valore di 1 per quell’elemento): numero di
atomi di ossigeno: 5,88125 / 5,88125 = 1; numero di atomi di idrogeno: 5,9 / 5,88125 = 1,003 (cioè, praticamente 1)
il rapporto tra il numero degli atomi di ossigeno e idrogeno nel perossido di idrogeno è O : H = 1 : 1
la formula minima del perossido di idrogeno è OH (o HO)
* Esempio 3: il carbonato di calcio
Se la composizione ponderale del carbonato di calcio è di 40 % del calcio, 12 % del carbonio e 48 % dell’ossigeno, ciò significa che, per ogni 100 u.m.a. di carbonato di calcio ci sono 40 u.m.a. di calcio e 12 u.m.a. di calcio e 48 u.m.a. di ossigeno.
a) Conoscendo la massa atomica di ciascun elemento, possiamo calcolare il numero di atomi ai quali si riferisce la massa
indicata: sappiamo che in 40 u.m.a. di calcio c’è 1 atomo, in 12 u.m.a. di carbonio c’è 1 atomo; se in 16 u.m.a. di
ossigeno c’è 1 atomo, in 48 u.m.a. ci saranno X atomi
16 u.m.a.O : 1 atomo = 48 u.m.a.O : X atomi; X = 48 u.m.a.O ∙ 1 atomo / 16 u.m.a.O = 3 atomi
il rapporto tra il numero di atomi di calcio, carbonio e ossigeno che formano la “molecola” di carbonato di calcio è
Ca : C : O = 1 : 1 : 3; la formula minima del carbonato di calcio è CaCO3
* Esempio 4: l’anidride nitrosa
Se la composizione ponderale dell’anidride nitrosa è di 36,85 % dell’azoto e per il resto di ossigeno, ciò significa che, per
100 u.m.a. di anidride nitrosa ci sono 36,85 u.m.a. di azoto e 63,15 (100 – 36,85) u.m.a. di ossigeno.
a) Conoscendo la massa atomica di ciascun elemento, possiamo calcolare il numero di atomi ai quali si riferisce la massa
indicata: se in 14 u.m.a. di azoto c’è 1 atomo, in 36,85 u.m.a. ci saranno X atomi; se in 16 u.m.a. di ossigeno c’è 1 atomo,
in 63,15 u.m.a. ci saranno X atomi
14 u.m.a.N : 1 atomo = 36,85 u.m.a.N : X atomi; X = 36,85 u.m.a.N ∙ 1 atomo / 14 u.m.a.N = 2,632143 atomi
16 u.m.a.O : 1 atomo = 63,15 u.m.a.O : X atomi; X = 63,15 u.m.a.O ∙ 1 atomo / 16 u.m.a.O = 3,946875 atomi
Pertanto, il rapporto tra il numero di atomi di ossigeno e di idrogeno che formano la molecola di perossido di idrogeno è
N : O = 2,632143 : 3,946875.
b) Poiché gli atomi che formano le molecole sono interi, bisogna rappresentare anche questo rapporto con numeri interi.
Per farlo, i due valori vengono divisi per il valore del più piccolo (per così ottenere il valore di 1 per quell’elemento): numero di
atomi di azoto: 2,632143 / 2,632143 = 1; numero di atomi di ossigeno: 3,946875 / 2,632143 = 1,49949 (cioè, praticamente
1,5). Poiché il rapporto non è ancora rappresentato da numeri interi, bisogna trovare il rapporto di numeri più piccoli che abbia
lo stesso valore, che si ottiene moltiplicando i due numeri del rapporto con il numero che ci permette di avere un valore invece
di quello non intero: nel nostro caso, per trasformare 1,5 in un numero intero basta moltiplicarlo per 2:
il rapporto tra il numero degli atomi di ossigeno e idrogeno nell’anidride nitrosa è
N : O = 1 : 1,5 = 1 x 2 : 1,5 x 2 = 2 : 3; la formula minima dell’anidride nitrosa è N2O3
N.B. a) L’”arrotondamento” delle cifre va fatto solo a tutte le divisioni terminate (al punto b della guidadi sopra); se i numeri sono formati da tante cifre decimali, i calcoli vanno eseguiti con un numero
sensato di queste (3 o 4). L’arrotondamento va fatto in modo da ottenere cifre riportate al punto b.
b) Quando il risultato dei calcoli eseguiti non dà numeri interi, per trovare il fattore di moltiplicazione
del rapporto (per ottenere rapporti di numeri interi) bisogna tener presente di quanto segue:
- per i numeri che terminano in _,5, il fattore di moltiplicazione è 2
- per i numeri che terminano in _,333 o _,666, il fattore di moltiplicazione è 3
- per i numeri che terminano in _,2, _,4, _6 o _,8, il fattore di moltiplicazione è 5
PROVACI TU
Determina la formula minima dei composti con la seguente composizione:
1. mC = 27,29%; mO = 72,71%;
2. mO = 28,53%; mCa = 71,47%;
3. mCr = 68,5%; mO = 31,5%;
4. mN = 82,245%; mH = 17,755%;
5. mFe = 72,4%; mO = 27,6%;
6. mFe = 2,8 g; mS = 3,2 g
7. mCl = 47,01 g%; mO = 53,01 g%
8. mU = 84,70%; mO = 15,28%;
9. mC = 74,869%; mH = 25,131%;
10. mFe = 69,943% + O (= il resto è ossigeno)
11. mK = 24,74%; mMn = 34,763% + O
12. mCl = 52,56% + O
13. mCa = 54,093%; mO = 43,1864; + H
14. mP = 31,607%; mO = 65,307% + H
15. mFe = 77,731% + O;
16. mCa = 24,723%; mH = 1,243%; mC = 14,818% + O;
17. mNa = 27,049%; mN = 16,479% + O;
18. mCl = 81,59% + O;
19. mCl = 59,633% + O
