Esercizi sulla Legge di Lavoisier Osserviamo la seguente reazione chimica: idrogeno + ossigeno → acqua Due elementi, l'idrogeno e l'ossigeno si combinano per formare un composto, l'acqua. Facendo un esperimento si osserva che per far reagire 2g di idrogeno occorrono 16 g di ossigeno. La legge di Lavoisier recita: la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti. Idrogeno e ossigeno sono i reagenti di questa reazione. Se sommiamo le loro masse ricaviamo, quindi, la massa dei prodotti (che in questo caso è uno, l'acqua) idrogeno + ossigeno → acqua 2g 16g 18 g 2g + 16g = 18g Svolgiamo insieme il seguente esercizio. Facendo reagire 6 g di idrogeno con l'opportuna quantità di azoto si ottengono 34 g di ammoniaca. Scrivere la reazione chimica e stabilire quale quantità di azoto è necessaria per ottenere 34 g di ammoniaca. Svolgimento: Per prima cosa dobbiamo scrivere la reazione chimica e quindi dobbiamo riconoscere i reagenti e i prodotti. L'idrogeno reagisce con l'azoto, quindi idrogeno e azoto sono i reagenti. Si ottiene ammoniaca, quindi l'ammoniaca è il prodotto. idrogeno + azoto → ammoniaca In secondo luogo dobbiamo individuare nel testo del problema quali sono i dati che vengono forniti e qual è il dato mancante che dobbiamo trovare. Conosciamo la massa di idrogeno utilizzata e la massa di ammoniaca ottenuta. Ci viene chiesta la massa di azoto, che sarà la nostra incognita x. idrogeno + azoto → ammoniaca 6g ? 34g Per la legge di Lavoisier abbiamo: 6g + x = 34g massa dei reagenti massa dei prodotti x = 34g – 6g = 28g La massa di azoto necessaria è 28g. Svolgiamo insieme il seguente esercizio: Se facciamo reagire 44 g di propano con dell’ossigeno, otteniamo 138 g di anidride carbonica e 72 g di acqua. Quale quantità di ossigeno è necessaria per far avvenire questa reazione? 1) Scriviamo la reazione chimica stabilendo quali sono i reagenti e quali sono i prodotti; 2) Scriviamo i dati delle masse in corrispondenza delle diverse sostanze che partecipano alla reazione. propano + ossigeno → anidride carbonica + acqua 44g x 132g 3) Applichiamo la Legge di Lavoisier: 132g + 72g = 44g + x massa dei prodotti massa dei reagenti x = 132g + 72g – 44g = 160g La massa di ossigeno necessaria è 160g. 72g Esercizi sulla Legge di Proust La legge di Proust dice che in una reazione chimica le sostanze che vi partecipano reagiscono secondo rapporti di massa fissi e costanti. Prendiamo la reazione di sintesi dell’acqua vista nel paragrafo precedente. Sappiamo che per 2g di idrogeno occorrono 16g di ossigeno e che si ottengono 18g di acqua. idrogeno + ossigeno → acqua 2g 16g 18g La legge di Proust ci dice che se volessi far reagire una quantità doppia di idrogeno, mi occorrerebbe anche una doppia quantità di ossigeno. idrogeno + ossigeno → acqua 4g 32g 36g Applicando la legge di Lavoisier scopro che anche la quantità di acqua che si ottiene è doppia. Cosa significa che le sostanze che partecipano ad una reazione sono in rapporto di massa costante? Nel nostro caso, significa che il rapporto (la divisione) tra la massa di ossigeno e la massa di idrogeno è uguale sempre allo stesso numero. Infatti 16g : 2g = 8 32g : 4g = 8 Possiamo sempre scrivere una proporzione che mette in relazione le masse di idrogeno e ossigeno 16 g : 2 g = 32 g : 4 g Esercizio: Vogliamo sapere qual è la massa di ossigeno necessaria per far reagire 5 g di idrogeno. Sapendo che per 16 g di ossigeno occorrono 2 g di idrogeno, scriviamo la proporzione 16 g : 2 g = x : 5 g in cui x è la massa di ossigeno che vogliamo trovare x= 16 g⋅5 g =40 g 2g Esercizio: Prendiamo un’altra reazione idrogeno + azoto → ammoniaca Sappiamo che per far reagire completamente 3 g di idrogeno occorrono esattamente 14 g di azoto. Vogliamo sapere qual è la massa di idrogeno necessaria per far reagire 30 g di azoto. Svolgimento: idrogeno + azoto → ammoniaca 3g 14 g x 30 g Scriviamo la proporzione e troviamo la x 3 g : 14 g = x : 30 g x= 30 g⋅3 g =6,4 g 14 g
