Esercizi sulla formula minima e molecolare

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Prima di partire con gli esercizi schematizziamo quali sono i punti per poter calcolare la formula minima di un composto.

  • Prima di tutto scriviamo la massa in grammi di ciascun elemento, spesso negli esercizi ci viene dato in percentuale, quindi prendiamo quel valore che corrisponde a quanti grammi di quell’elemento sono presenti in 100 g di composto;
  • calcoliamo, poi il numero di moli n di ciascun elemento dividendo il valore della massa , espresso in grammi, per il valore della massa molare (o peso molecolare) espresso in g\mol;
  • Tra i valori ottenuti si vede quale sia il valore di moli più piccolo e quindi si dividono tutti gli altri valori tale numero, per ottenere valori interi. I numeri che si ottengono rappresentano gli indici di ogni elemento.

Per determinare la formula molecolare è uguale a quella minima o diversa, bisogna conoscere la massa molecolare, stabilita sperimentalmente . Si procede poi nel seguente modo:

  • si calcola la massa molecolare della formula minima;
  • si esegue il rapporto tra la massa molecolare trovata sperimentalmente e quella della formula minima;
  • se il rapporto è 1 allora le due formule sono identiche altrimenti il valore trovato verrà moltiplicato per gli indici della formula minima.

Esercizio n° 1

Un composto ha la seguente composizione percentuale: H=3,1%; P= 31,5% e O= 65,4%. Determina la formula minima del composto.

Esercizio n° 2

Dall’analisi di un composto si ricava la seguente composizione percentuale : C= 92,2% e H= 7,8%. Dopo aver trovato la formula minima, individua la formula molecolare, sapendo che la massa molecolare trovata sperimentalmente è di 78,12.

Esercizio n° 3

Determina la formula minima e molecolare di un composto, sapendo che è costituito per il 5,9% di idrogeno e per il 94,1% di ossigeno. La massa molecolare trovata sperimentalmente è 34.

Esercizio n° 4

Un composto ha dato i seguenti risultati di analisi: C=40%, H= 6,6%, O= 53%.

Inoltre sperimentalmente è stata calcolata la sua massa molecolare che risulta uguale a 180 u. Quali sono la formula minima e molecolare?

Esercizio n° 5

Un composto risulta costituito dal 40,37% di zinco, 19,87% di zolfo e 39,75% di ossigeno. Calcola la sua formula minima.

Esercizio n°6

Lo spettrometro ha dato i seguenti dati di un campione: 71,65% di cloro; 24,7% di carbonio; 4,07% di idrogeno e una massa molare di 98,96. Determina la formula minima e molecolare.

 

 

SVOLGIMENTO

Esercizio n° 1

Un composto ha la seguente composizione percentuale: H=3,1%; P= 31,5% e O= 65,4%. Determina la formula minima del composto.

Visto che l’esercizio si riferisce a 100 g di prodotto allora le percentuali le possiamo considerare come grammi.

La MM dell’idrogeno è 1,008 g\mol;  la MM del fosforo è 31 g\mol;   la MM dell’ossigeno è 16 g\mol

Calcoliamo le moli di ogni elemento, per poi scegliere quello più piccolo.

n_{{H}}= \frac{g}{MM} = \frac{3,1g}{1 g \setminus mol}= 3,1 mol

n_{{P}}=  \frac{31,5g}{31,0g\setminus mol} = 1,02 mol

n_{{O}}=\frac{65,4g}{16g\setminus mol}= 4,09 mol

A quest punto per ricavare gli indici numeri per ottenere la formula minima dobbiamo dividere tutti i valori delle moli trovati per il numero di moli più basso e cioè 1,02.

H: \frac{3,1}{1,02}= 3,04                 P: \frac{1,02}{1,02}= 1                 O= \frac{4,09}{1,02}= 4

Quindi gli indici saranno 3 per l’idrogeni, 1 per il fosforo e 4 per l’ossigeno. La formula minima è H_{{3}}PO_{{4}}.

Esercizio n° 2

Dall’analisi di un composto si ricava la seguente composizione percentuale : C= 92,2% e H= 7,8%. Dopo aver trovato la formula minima, individua la formula molecolare, sapendo che la massa molecolare trovata sperimentalmente è di 78,12.

La MM del carbonio è 12,01 g\mol;   la MM dell’idrogeno è 1,008 g\mol

n_{{C}}= \frac{92,2g}{12,01g\setminus mol}= 7,7 mol

n_{{H}}= \frac{7,8g}{1,008 g\setminus mol} = 7,7 mol

I valori sono gli stessi quindi andando a dividerli fra di loro si otterrà 1, La formula minima è CH.

La MM della formula minima è CH = 1 + 12 = 13 u

Non equivale al dato sperimentale quindi la formula molecolare sarà diversa.

Dividiamo il dato della MM sperimentale con quello della formula minima.

\frac{78,12u}{12,01u}= 6

Gli indici della formula minima dovranno essere moltiplicati per 6. Otterremo C_{{6}}H_{{6}}..

Esercizio n° 3

Determina la formula minima e molecolare di un composto, sapendo che è costituito per il 5,9% di idrogeno e per il 94,1% di ossigeno. La massa molecolare trovata sperimentalmente è 34.

La MM dell’H è 1 , invece quella dell’ossigeno è 16. Quindi

n_{{H}}= \frac{5,9g}{1g\setminus mol} = 5,9 mol

n_{{O}}= \frac{94,1g}{16 g\setminus mol} = 5,9

Gli indici della formula minima si ottengono facendo il rapporto tra le quantità delle moli, essendo le stesse il risultato sarà 1. Quindi la formula minima è HO.

Per determinare la formula molecolare calcoliamo la massa molecolare della formula minima:

HO= 1+16=17 u

Si fa ora il rapporto tra il valore della MM del valore sperimentale e quello della formula minima:

\frac{34}{17} = 2

L’indice da moltiplicare per ottenere la formula molecolare è 2: H_{{2}}O_{{2}}.

Esercizio n° 4

Un composto ha dato i seguenti risultati di analisi: C=40%, H= 6,6%, O= 53%.

Inoltre sperimentalmente è stata calcolata la sua massa molecolare che risulta uguale a 180 u. Quali sono la formula minima e molecolare?

La MM del carbonio è 12 g\mol, dell’H è 1 g\mol e dell’O 16 g\mol

n_{{C}}= \frac{40 g}{12 g\setminus mol}= 3,3 mol

n_{{H}}= \frac{6,6 g}{1 g\setminus mol}= 6,6 mol

n_{{0}}= \frac{53 g}{16 g\setminus mol}= 3,3 mol

Il valore più basso è 3,3 quindi dividiamo questo valore per tutte le moli trovate.

C= \frac{3,3}{3,3} = 1                  H= \frac{6,6}{3,3}=2                        O=\frac{3,3}{3,3}=1

La formula minima sarà CH_{{2}}O.

La MM della formula minima è = 12+ 1 + 1 +16= 30 u

La MM molare della formula minima non coincide con quella sperimentale, quindi facciamo il rapporto tra le due:

\frac{180 u}{30u} =  6

La formula molecolare sarà C_{{6}}H_{{12}}O_{{6}}.

Esercizio n° 5

Un composto risulta costituito dal 40,37% di zinco, 19,87% di zolfo e 39,75% di ossigeno. Calcola la sua formula minima.

MM dello Zn è 65,39 g\mol;       MM dello S è 32 g\mol;    MM dell’O è 16 g\mol

n_{{Zn}}= \frac{40,37g}{65,39 g\setminus mol} = 0,62

n_{{S}}=\frac{19,87g}{32 g\setminus mol}= 0,62

n_{{O}}= \frac{39,75g}{16 g\setminus mol} = 2,5 mol

Il valore più piccolo è 0,62 che dividiamo per tutti i valori delle moli trovati.

Zn= \frac{0,62}{0,62}= 1                      S=\frac{0,62}{0,62} = 1                   O= \frac{2,5}{0,62} = 4

La formula minima è ZnSO_{{4}}

Esercizio n°6

Lo spettrometro ha dato i seguenti dati di un campione: 71,65% di cloro; 24,7% di carbonio; 4,07% di idrogeno e una massa molare di 98,96. Determina la formula minima e molecolare.

La MM del Cl è 35,45 g\mol ;  la MM del C è 12 g\mol;       la MM dell’H è 1 g\mol

n_{{Cl}}=\frac{71,65g}{35,45g\setminus mol}= 2,03 mol

n_{{C}}= \frac{24,7g}{12g\setminus mol}= 2,05 mol

n_{{H}} = \frac{4,07g}{1g\setminus mol} = 4 mol

Il valore di moli più basso è 2.

Dividendo otterremo un rapporto di combinazione di 1: 1: 2 . Quindi la formula minima è ClCH_{{2}}.

La MM della formula minima è = 35,45 + 12 + 1+ 1= 49,46 u

Dividendo la MM sperimentale per quella della formula minima abbiamo: \frac{98,96}{49,46} = 2

Moltiplichiamo gli indici della formula minima e otteniamo la formula molecolare che è Cl_{{2}}C_{{2}}H_{{4}}.

Vedi programma di chimica 

 

 

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