Problema
Quanti grammi di $HCl$ si possono produrre a partire da $50\hspace{0.1cm}g$ di $PCl_3$ secondo la reazione:
$PCl_3+H_2O\rightarrow H_3PO_3+HCl$
Svolgimento
Come prima cosa bilanciamo la reazione, per farlo mettiamo il coefficiente $3$ davanti ad $H_2O$ e ad $HCl$. La reazione bilanciata sarà quindi:
$PCl_3+3H_2O\rightarrow H_3PO_3+3HCl$
Le specie chimiche che ci interessano sono $PCl_3$ e $HCl$, quindi leggendo i loro coefficienti stechiometrici dalla reazione capiamo che stanno tra loro in rapporto:
$1:3$
cioè per ogni mole di $PCl_3$ che facciamo reagire ne otteniamo tre di $HCl$.
Siccome l’esercizio ci fornisce la massa di $PCl_3$, per usare il rapporto di combinazione dobbiamo prima calcolare a quante moli corrispondono $50\hspace{0.1cm}g$ di $PCl_3$.
La massa molare di $PCl_3$ è $137,33\hspace{0.1cm}g/mol$, allora per convertire la massa in moli possiamo usare la formula:
$n=\dfrac{m}{MM}=\dfrac{50\hspace{0.1cm}g}{137,33\hspace{0.1cm}g/mol}=0,36\hspace{0.1cm}mol$
Quindi $50\hspace{0.1cm}g$ di $PCl_3$ corrispondono a $0,36\hspace{0.1cm}mol$ di $PCl_3$.
Ora possiamo impostare la proporzione con il rapporto trovato in precedenza per calcolare quante moli di $HCl$ verranno prodotte:
$1:3=0,36:n_{HCl}$
Risolvendo la proporzione otteniamo che le moli di $HCl$ prodotte saranno:
$n_{HCl}=\dfrac{3\cdot 0,36}{1}=1,1\hspace{0.1cm}mol$
Siccome vogliamo sapere la massa di $HCl$ dobbiamo convertire le moli in grammi. Sapendo che la massa molare di $HCl$ è $36,46\hspace{0.1cm}g/mol$, possiamo calcolare la massa come:
$m=MM\cdot n=36,46\hspace{0.1cm}g/mol\cdot 1,1\hspace{0.1cm}mol=40,1\hspace{0.1cm}g$
Concludiamo quindi che a partire da $50\hspace{0.1cm}g$ di $PCl_3$ si producono $40,1\hspace{0.1cm}g$ di $HCl$.