Calcoli Stechiometrici

Cheatsheet Content

1. Concetti Fondamentali Massa Atomica (MA): Massa di un atomo in unità di massa atomica (uma). Massa Molecolare (MM): Somma delle MA degli atomi in una molecola. Es: $MM(H_2O) = 2 \cdot MA(H) + MA(O)$. Massa Molare (M): Massa di una mole di sostanza, espressa in g/mol. Numericamente uguale alla MM. Mole (n): Quantità di sostanza che contiene $6.022 \times 10^{23}$ (Numero di Avogadro, $N_A$) entità (atomi, molecole, ioni). $n = \frac{\text{massa (g)}}{\text{Massa Molare (g/mol)}}$ $n = \frac{\text{numero di particelle}}{N_A}$ 2. Bilanciamento delle Reazioni La legge di conservazione della massa impone che il numero di atomi di ciascun elemento sia lo stesso nei reagenti e nei prodotti. Passaggi: Scrivere la formula corretta per reagenti e prodotti. Bilanciare prima gli elementi diversi da O e H. Bilanciare O. Bilanciare H. Verificare il bilanciamento. Esempio: $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$ Bilanciata: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$ 3. Stechiometria delle Reazioni I coefficienti stechiometrici in una reazione bilanciata rappresentano il rapporto molare tra reagenti e prodotti. Reazione generica: $aA + bB \rightarrow cC + dD$ Il rapporto molare tra A e B è $a:b$. Il rapporto molare tra A e C è $a:c$. Calcoli: Convertire le masse note in moli. Usare i rapporti molari dalla reazione bilanciata per trovare le moli delle sostanze incognite. Convertire le moli incognite in massa (o volume per gas). 4. Reagente Limitante ed Eccesso Il reagente limitante è quello che si consuma per primo e determina la massima quantità di prodotto che può essere formata. Il reagente in eccesso è quello che rimane parzialmente non reagito. Come identificarlo: Calcolare le moli di ciascun reagente. Dividere le moli di ciascun reagente per il suo coefficiente stechiometrico nella reazione bilanciata. Il reagente con il quoziente più piccolo è il limitante. 5. Resa Percentuale Resa Teorica: La quantità massima di prodotto che può essere formata basandosi sul reagente limitante. Resa Effettiva (o Sperimentale): La quantità di prodotto realmente ottenuta in laboratorio. Resa Percentuale: Una misura dell'efficienza della reazione. $$ \text{Resa Percentuale} = \frac{\text{Resa Effettiva}}{\text{Resa Teorica}} \times 100\% $$ 6. Stechiometria dei Gas Condizioni Standard (STP): $0^\circ C$ (273.15 K) e 1 atm. 1 mole di qualsiasi gas occupa 22.4 L a STP. Legge dei Gas Ideali: $PV = nRT$ $P$: pressione (atm) $V$: volume (L) $n$: moli $R$: costante dei gas ($0.0821 \frac{L \cdot atm}{mol \cdot K}$) $T$: temperatura (K) Densità dei gas: $d = \frac{PM}{RT}$ 7. Concentrazione delle Soluzioni Molarità (M): Moli di soluto per litro di soluzione. $$ M = \frac{\text{moli di soluto}}{\text{volume di soluzione (L)}} $$ Normalità (N): Equivalenti di soluto per litro di soluzione. $$ N = \frac{\text{equivalenti di soluto}}{\text{volume di soluzione (L)}} $$ (Usata spesso in titolazioni acido-base e redox) Molalità (m): Moli di soluto per kg di solvente. $$ m = \frac{\text{moli di soluto}}{\text{massa di solvente (kg)}} $$ Percentuale in massa (% m/m): $$ \% \text{m/m} = \frac{\text{massa di soluto}}{\text{massa di soluzione}} \times 100\% $$ Diluizione: $M_1V_1 = M_2V_2$ (dove 1 è la soluzione concentrata, 2 è la soluzione diluita) 8. Titolazioni Metodo per determinare la concentrazione di una soluzione sconosciuta usando una soluzione a concentrazione nota (titolante). Al punto di equivalenza: Moli di acido = Moli di base (per reazioni 1:1) $n_a V_a = n_b V_b$ (N = normalità) $M_a V_a = M_b V_b$ (se il rapporto molare è 1:1)