Ammettiamo che il non-metallo sia Fosforo Fosforico(P+5) e il metallo sia Nichel (Ni+2).
L'esercizio va svolto facendo riferimento allo
schema generale delle reazioni
che conducono alla formazione del sale ternario, partendo da metallo e non metallo;- il metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'ossido: nel caso in esame
Ossido di Nichel;
- l'ossido di Nichel ottenuto vien fatto reagire con acqua, ottenendosi l'Idrossido di Nichel;
- analogamente il non metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'anidride;
nel caso in esame Anidride Fosforirica; - l'Anidride Fosforica ottenuta forma, fatta reagire con acqua, l'Acido Fosforico;
- infine il sale, vale a dire il Fosfato di Nichel si sintetizza per reazione diretta tra idrossido e ossiacido.
Nello schema a lato, qui a destra, è riportato quanto detto.
| Nichel | Fosforo | ||||||
 +O2 |
+O2 |
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| Ossido di Nichel | Anidride Fosforica | ||||||
| +H2O |
+H2O |
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| Idrossido di Nichel | Acido Fosforico | ||||||
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Pareggiando le valenze tra Fosforo (P+5) e Ossigeno (O-2) ricaviamo la formula
dell'Anidride fosforica;
pareggiando le valenze tra Nichel (Ni+2) e
Ossigeno (O-2) ricaviamo la formula dell'Ossido di Nichel.
il pareggiamento si raggiunge a +10 | -10 per l'Anidride Fosforica e a +2 | -2 per l'Ossido di Nichel.
| P+5 | O-2 |
| O-2 | |
| O-2 | |
| O-2 | |
| P+5 | O-2 |
| +10 | -10 |
| Ni+2 | O-2 |
| +2 | -2 |
Per l'Anidride fosforica si ottiene allora: P2O5; mentre per l'Ossido di Nichel si ha: NiO
P4 + 5O2 
2P2O5
2Ni + O2 2NiO
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scegliamo di scrivere la reazione di ottenimento dell'Acido Fosforico: |
P2O5 + 3H2O |
e pareggiamo le valenze tra Ni+2 e OH- per ricavarci la formula dell'Idrossido di Nichel:
| Ni+2 | OH- |
| OH- | |
| +2 | -2 |
ottenendosi la formula Ni(OH)2 mentre la corrispondente reazione, opportunamente bilanciata, è:
NiO + H2O Ni(OH)2
NOTA BENE: se vuoi svolgere l'esercizio con l'acido pirofosforico clicca sul pulsante qui accanto
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il primo, cioè l'acido, libera ioni idrogeno H+ il secondo, cioè l'idrossido, libera ioni ossidrili OH-, e contemporaneamente si forma lo ione negativo FOSFATO PO4---, che da' il nome al sale; per cui si può scrivere il seguente schema di dissociazione:
e così si capisce facilmente che gli ioni idrogeno H+ si legano 1:1 agli ioni ossidrili OH- per formare H2O, cioè Acqua; e il catione Ni+2 si lega all'anione fosfato PO4--- per dare il sale fosfato di Nichel, pareggiando le valenze:
e per finire, si ha la seguente reazione già opportunamente bilanciata: 2 H3PO4 + 3Ni(OH)2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Supponiamo di mettere a reagire 11,8 g di acido fosforico con una quantità in eccesso di idrossido di Nichel;
calcolare la quantità in grammi di fosfato di Nichel che si forma se l'acido reagisce completamente. Impostando quindi una proporzione è possibile passare dalla quantità di Acido messa a reagire, alla quantità di sale che si forma; una complicazione consiste nel fatto che le quantità devono essere espresse in MOLI e non in grammi. Cosa si utilizza per impostare la proporzione? Si usano i coefficienti stechiometrici di reazione delle sostanze considerate, cioè icoefficienti numerici che compaiono nella reazione bilanciata davanti alle sostanze coinvolte nel calcolo; nel nostro caso le sostanze sono per ipotesi l'acido fosforico e il Fosfato di Nichel e i coefficienti, intesi come quantità espresse in moli
2 : 1 chiamatoRAPPORTO TEORICO MOLARE DI REAZIONE e questo significa che se si mettessero (ecco perchè TEORICO) a reagire 2 moli di acido, si formerebbe da esse 1 mole di sale. In realtà le moli di acido messe a reagire sono quelle corrispondenti a 11,8 grammi e possono essere calcolate, sapendo la massa, con la formula: nH3PO4 = mH3PO4/MMH3PO4 Dove MM indica la massa molare, ossia la massa di una mole, che si può determinare dal Peso Molecolare o dal Peso Formula della sostanza considerata, a seconda che quest'ultima sia di natura molecolare o ionica.Nel caso in esame si deve calcolare il Peso Molecolare PM: PMH3PO4 = 3·PAH + PAP + 4·PAO = 3·1 + 31 + 4·16 = 98 dal momento che la massa molare è data dal Peso Molecolare espresso in g/moli; quindi:MMH3PO4 = 98 g/moli Di conseguenza, sostituendo e facendo i calcoli si trovanH3PO4 = mH3PO4/MMH3PO4 = 11,8 g /98 g/moli = 0,120 moli In tal modo si sono trasformati i grammi in moli di acido messe a reagire.Queste moli produrrano nNi3(PO4)2 moli di sale e quindi si può impostare il RAPPORTO MOLARE ATTUALE DI REAZIONE vale a direnH3PO4 : nNi3(PO4)2 La proporzione che consente di ottenere le moli di sale che si formano attualmente (cioè nell'esempio specifico, quindi veramente) si ricava uguagliandoRAPPORTO TEORICO = RAPPORTO ATTUALE vale a dire:2 : 1 = nH3PO4 : nNi3(PO4)2 ottenendo dalla proporzione:nNi3(PO4)2 = nH3PO4/2 = 0,120/2 = 0,0600 moli (di sale) Nell'ultimo passaggio dalle moli di sale si ottengono i grammi di sale con la formula inversamNi3(PO4)2 = nNi3(PO4)2·MMNi3(PO4)2 l'ultimo problema da risolvere è il calcolo della massa molare del sale, che non è nota.Essa si determina dal Peso Formula del sale (si badi bene che non si può parlare di Peso molecolare per un sale, dal momento che si tratta di una sostanza ionica). Dunque si ha: PFNi3(PO4)2 = 3·PANi + 2·PAP + 8·PAO = 3·58,7 + 2·31 + 8·16 = 366 e quindi il dato che ci serve èMMNi3(PO4)3 = 366 g/moli e così, per quanto detto in precedenza, si ha:mNi3(PO4)3 = 0,0600 · 366 = 22,0 g |
