Problema
Vengono prodotti $15\hspace{0.1cm}g$ di $CO_2$ attraverso la reazione:
$CaCO_3+HCl\rightarrow CaCl_2+CO_2+H_2O$
calcola quanti grammi di $HCl$ sono stati fatti reagire.
Svolgimento
Notiamo che nella reazione non sono bilanciati gli atomi di cloro e di idrogeno, per bilanciarla mettiamo il coefficiente $2$ davanti ad $HCl$, la reazione bilanciata è quindi:
$CaCO_3+2HCl\rightarrow CaCl_2+CO_2+H_2O$
Siccome per la risoluzione dell’esercizio siamo interessati alle specie $HCl$ e $CO_2$ andiamo a scoprire in che rapporto di combinazione stanno tra loro. Leggendo i coefficienti stechiometrici concludiamo che stanno in rapporto:
$2:1$
ossia facendo reagire $2\hspace{0.1cm}mol$ di $HCl$ si ottiene $1\hspace{0.1cm}mol$ di $CO_2$.
Noi sappiamo che vengono prodotti $15\hspace{0.1cm}g$ di $CO_2$, per poter impostare una proporzione dobbiamo prima trasformare i grammi in moli. Sapendo che la massa molare della $CO_2$ è $44,01\hspace{0.1cm}g/mol$ calcoliamo le moli con la formula:
$n=\dfrac{m}{MM}=\dfrac{15\hspace{0.1cm}g}{44,01\hspace{0.1cm}g/mol}=0,34\hspace{0.1cm}mol$
Sapendo che $15\hspace{0.1cm}g$ di $CO_2$ corrispondono a $0,34$ moli possiamo impostare la proporzione:
$2:1=n_{HCl}:0,34$
e risolvendola otteniamo che le moli di $HCl$ per produrre $15\hspace{0.1cm}g$ di $CO_2$ sono:
$n_{HCl}=\dfrac{2\cdot 0,34}{1}=0,68\hspace{0.1cm}mol$
L’esercizio ci chiede la massa in grammi di $HCl$, sapendo che la massa molare di $HCl$ è $36,46\hspace{0.1cm}g/mol$ possiamo calcolarla come:
$m=MM\cdot n=36,46\hspace{0.1cm}g/mol \cdot 0,68\hspace{0.1cm}mol=24,8\hspace{0.1cm}g$
Quindi concludiamo che per produrre $15\hspace{0.1cm}g$ di $CO_2$ sono stati fatti reagire $24,8\hspace{0.1cm}g$ di $HCl$.