| Le Reazioni Inorganiche: Formazione di Sali Ternari da un metallo e un non-Metallo | ||
| Formazione del sale ternario Clorato di Bario (Ba(ClO3)2) |
Ammettiamo che il non-metallo sia Cloro clorico (Cl+5) e il metallo sia Bario (Ba+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 Bario;
- l'ossido di Bario ottenuto vien fatto reagire con acqua, ottenendosi l'Idrossido di Bario;
- analogamente il non metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'anidride;
nel caso in esame Anidride Clorica;- l'Anidride Clorica ottenuta forma, fatta reagire con acqua, l'Acido clorico;
- infine il sale, vale a dire il Clorato di Bario si sintetizza per reazione diretta tra idrossido e ossiacido.
Nello schema a lato, qui a destra, è riportato quanto detto.
| Bario | Cloro | |||||
 +O2 |
+O2 |
|||||
| Ossido di Bario | Anidride Clorica | |||||
| +H2O |
+H2O |
|||||
| Idrossido di Bario | Acido Clorico | |||||
 |
||||||
|
||||||
il pareggiamento si raggiunge a +10 | -10 per l' Anidride clorica e a
+2 | -2 per l'Ossido di Bario.
| Cl+5 | O-2 |
| Cl+5 | O-2 |
| O-2 | |
| O-2 | |
| O-2 | |
| +10 | -10 |
| Ba+2 | O-2 |
| +2 | -2 |
Per l'Anidride Clorica sii ottiene allora: Cl2O5; mentre per l'Ossido di Bario si ha: BaO |
2Cl2 + 5O2 2Ba + O2 |
||||||||
Cl2O5 + H2O e pareggiamo le valenze tra Ba+2 e OH- per ricavarci la formula dell'Idrossido di Bario:
ottenendosi la formula Ba(OH)2 mentre la corrispondente reazione, opportunamente bilanciata, è: BaO + H2O
| |
2Cl2O5In tal modo abbiamo sia la formula dell'Acido Clorico, sia quella dell'Idrossido di Bario, e possiamo scrivere la reazione tra i due. Per potersi ricavare i prodotti di reazione e le loro formule, occorre tener presente come si "dissociano" l'acido Clorico e l'idrossido di Bario: 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 CLORATO ClO3-, 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 Ba+2 si lega all'anione clorato ClO3- per dare il sale Clorato di Bario, pareggiando le valenze:
e per finire, si ha la seguente reazione già opportunamente bilanciata: 2HClO3 + Ba(OH)2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Supponiamo di mettere a reagire 3,27 g di acido Clorico con una quantità in eccesso di idrossido di Bario; calcolare la quantità in grammi di Clorato di Bario che si forma se l'acido reagisce completamente. Se sappiamo che l'acido messo a reagire ammonta a 3,27 g, ci deve essere un modo per calcolare la quantità di sale che si forma: è ragionevole pensare che le varie quantità reagiscano in modo proporzionale tra loro (ed è quello che afferma la legge empirica delle proporzioni definite e costanti di Proust). 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 Clorico e l'Idrossido di Bario e i coefficienti, intesi come quantità espresse in moli, sono 2 per l'acido Clorico e 1, sottinteso, per il Clorato di Bario.
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 3,27 grammi e possono essere calcolate, sapendo la massa, con la formula: nHClO3 = mHClO3/MMHClO3 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:
PMHClO3 = PAH+PACl+3•PAO = 1+35+3•16 = 84 Di conseguenza, sostituendo e facendo i calcoli si trova nHClO3 = mHClO3/MMHClO3 = 3,27 g/84 g/moli = 0,0389 moli In tal modo si sono trasformati i grammi in moli di acido messe a reagire. Queste moli produrrano nCr(ClO4)3 moli di sale e quindi si può impostare il RAPPORTO MOLARE ATTUALE DI REAZIONE vale a direnHClO4: nCr(ClO4)3 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:3 : 1 = nHClO4 : nCr(ClO4)3 ottenendo dalla proporzione:nCr(ClO4)3 = nHClO4/3 = 0,0389/3 = 0,0130 moli (di sale) Nell'ultimo passaggio dalle moli di sale si ottengono i grammi di sale con la formula inversamCr(ClO4)3 = nCr(ClO4)3·MMCr(ClO4)3 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: PFCr(ClO4)3 = PACr + 3•PACl + 12•PAO = 137 + 3•35 +12•16 = 434 e quindi il dato che ci serve èMMCr(ClO4)3 = 434 g/moli e così, per quanto detto in precedenza, si ha:mCr(ClO4)3 = 0,0130 · 434 = 5,63 g |
