	Le Reazioni Inorganiche: Formazione di Sali Ternari da un metallo e un non-Metallo
	Formazione del sale ternario Solfato di Potassio (K₂SO₄).

Si vogliano scrivere e bilanciare le reazioni necessarie per ottenere un sale ternario, partendo da un metallo e da un non-metallo.
Ammettiamo che il non-metallo sia Zolfo solforico (S⁺⁶) e il metallo sia Potassio (K⁺).

L'esercizio va svolto facendo riferimento allo

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 Potassio;
l'ossido di Potassio ottenuto vien fatto reagire con acqua, ottenendosi l'Idrossido di Potassio;
analogamente il non metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'anidride;
nel caso in esame Anidride Solforica;
l'Anidride Solforica ottenuta forma, fatta reagire con acqua, l'Acido Solforico;
infine il sale, vale a dire il Solfato di Potassio si sintetizza per reazione diretta tra idrossido e ossiacido.

Nello schema a lato, qui a destra, è riportato quanto detto.

Potassio

Zolfo

+O₂

Ossido di Potassio

Anidride Solforica

+H₂O

Idrossido di Potassio

Acido Solforico

Solfato di Potassio

Pareggiando le valenze tra Zolfo (S⁺⁶) e Ossigeno (O^-2) ricaviamo la formula dell'Anidride solforica;
pareggiando le valenze tra Potassio (K⁺) e Ossigeno (O^-2) ricaviamo la formula dell'Ossido di Potassio;
il pareggiamento si raggiunge a +6 | -6 per l'anidride e +2 | -2 per l'ossido.

S⁺⁶	O^-2
	O^-2
	O^-2
+6	-6

K⁺	O^-2
K⁺
+2	-2

Per l'Anidride solforica si ottiene allora: SO₃; mentre per l'Ossido di Potassio si ha: K₂O

A questo punto scriviamo e bilanciamo le reazioni di ottenimento dei 2 composti trovati, iniziando con l'Anidride solforica:

S₈ + 12O₂ 8 SO₃

e continuando con l'Ossido di Potassio:

4K + O₂ 2K₂O

scriviamo la reazione di ottenimento dell'Acido solforico:

SO₃ + H₂O H₂SO₄

e pareggiamo le valenze tra K⁺ e OH^- per ricavarci la formula dell'Idrossido di Alluminio:

K⁺	OH^-
+1	-1

ottenendosi la formula KOH mentre la corrispondente reazione, opportunamente bilanciata, è:

K₂O + H₂O 2KOH

In questo modo abbiamo sia la formula dell'Acido Solforico, sia quella dell'Idrossido di Potassio, 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 solforico e l'idrossido di Potassio:

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 SOLFATO SO₄^--, che da' il nome al sale; per cui si può scrivere il seguente schema di dissociazione:

H₂SO₄ + KOH

H⁺

SO₄^-2

K⁺

OH^-

H⁺

H₂O

e cos&ìgrave; si capisce facilmente che gli ioni idrogeno H⁺ si legano 1:1 agli ioni ossidrili OH^- per formare H₂O, cioè Acqua; e il catione K⁺ si lega all'anione solfato SO₄^-- per dare il sale solfato di Potassio, pareggiando le valenze:

K⁺	SO₄^--
K⁺
+2	-2

Per il Solfato di Potassio Si ottiene allora la formula: K₂SO₄

e per finire, si ha la seguente reazione già opportunamente bilanciata:

H₂SO₄ + 2KOH K₂SO₄ + 2H₂O

Passiamo ora alla parte numerico-stechiometrica dell'esercizio, calcolando quanto sale si forma se è nota la quantità di acido o di idrossido messa a reagire.

Supponiamo di mettere a reagire 15,39 g di acido solforico con una quantità in eccesso di idrossido di Potassio; calcolare la quantità in grammi di solfato di Potassio che si forma se l'acido reagisce completamente.

Se sappiamo che l'acido messo a reagire ammonta a 15,39 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 i

coefficienti numerici che compaiono nella reazione bilanciata davanti alle sostanze coinvolte nel calcolo;

nel nostro caso le sostanze sono per ipotesi l'acido solforico e il solfato di Potassio e i coefficienti, intesi come quantità espresse in moli, sono 1 per l'acido solforico e 1 per il solfato di Potassio.

In ragione di questo si ha

1 : 1

chiamato

RAPPORTO TEORICO MOLARE DI REAZIONE

e questo significa che se si mettessero (ecco perchè TEORICO) a reagire 1 mole di acido, si formerebbe da esse 1 mole di sale.
In realtà le moli di acido messe a reagire sono quelle corrispondenti a 15,39 grammi e possono essere calcolate, sapendo la massa, con la formula:

n_H₂SO₄ = m_H₂SO₄/MM_H₂SO₄

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:

PM_H₂SO₄ = 2·PA_H + PA_S + 4·PA_O = 2·1 + 32 + 4·16 = 98

e quindi si ottiene:

MM_H₂SO₄ = 98 g/moli

dal momento che la massa molare è data dal Peso Molecolare espresso in g/moli.
Di conseguenza, sostituendo e facendo i calcoli si trova

n_H₂SO₄ = m_H₂SO₄/MM_H₂SO₄ = 15,39/98 = 0,157 moli

In tal modo si sono trasformati i grammi in moli di acido messe a reagire.
Queste moli produrrano n_K₂SO₄ moli di sale e quindi si può impostare il

RAPPORTO MOLARE ATTUALE DI REAZIONE

vale a dire n_H₂SO₄: n_K₂SO₄
La proporzione che consente di ottenere le moli di sale che si formano attualmente (cioè nell'esempio specifico, quindi veramente) si ricava uguagliando

RAPPORTO TEORICO = RAPPORTO ATTUALE

vale a dire:

1 : 1 = n_H₂SO₄ : n_K₂SO₄

ottenendo dalla proporzione:

n_K₂SO₄ = n_H₂SO₄/1 = 0,1570/1 = 0,1570 moli (di sale)

Nell'ultimo passaggio dalle moli di sale si ottengono i grammi di sale con la formula inversa

m_K₂SO₄ = n_K₂SO₄·MM_K₂SO₄

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:

PF_K₂SO₄ = 2•PA_K + PA_S + 4•PA_O = 2•39 + 32 +4•16 = 174

e quindi il dato che ci serve è

MM_K₂SO₄ = 174 g/moli

e cos&ìgrave;, per quanto detto in precedenza, si ha:

m_K₂SO₄ = 0,1570 · 174 = 27,3 g

_{Realizzazione a cura di Luca Sotgiu (2°B CAT) e prof. Cosimo Strusi nell'ambito dell'attività laboratoriale "Web per la chimica" A.S. 2012/2013 presso
l'ITGC "Don Gavino PES" di Tempio Pausania}