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LA MOLE

chimica


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LA MATERIA

Relazione di chimica n°1 del 2-11-06

  • Titolo:

LA MOLE

§         Obiettivo:  determinare il numero di moli di CO2 che si sviluppa dalla reazione che vede come reagenti HCl al 37% e 5g di CaCO3.

§         Materiali:




Ų      5g di CaCO3 (carbonato di calcio);

Ų      20ml di HCl al 37%.

§         Strumenti:

Ų      Cilindro graduato con portata pari a 50ml e con sensibilitą ed errore assoluto pari a 1ml;

Ų      Bilancia digitale, con portata di 1010g e sensibilitą ed errore assoluto pari a 0,01g;

Ų      Cucchiaio spatola;

Ų      2 vetrini d'orologio;

Ų      Guanti protettivi;

Ų      Imbuto.

§         Procedura:

Ų      Prendere un vetrino d'orologio contenente una quantitą a caso di CoCO3;

Ų      Posizionare un altro vetrino d'orologio sulla bilancia e tarare a 0;

Ų       Utilizzando un cucchiaio spatola, spostare il CaCO3 sul vetrino posizionato sopra la bilancia, fino a quando non si ottiene una quantitą pari a 5g;

Ų      Determinare la massa di un cilindro graduato con portata %0ml ed errore assoluto e sensibilitą pari a 1ml;

Ų      Prendere il cilindro graduato da 50ml in cui erano stati precedentemente versati 20ml di HCl  al 37%, e determinarne il peso;

Ų      Utilizzando un imbuto e aiutandosi con un cucchiaio spatola, versare i 5g di CaCO3 all'interno del cilindro contenente i 20ml di HCl al 37% e osservare la reazione;

Ų      Una volta finita la reazione ripesare il cilindro graduato e annotare il risultato;

Ų      Per la pericolositą dell'HCl, per quanto riguarda gli ultimi  3 passaggi č necessario lavorare sotto cappa;

Ų      Determinare infine sapendo la reazione, le moli di CaCO3 e HCl di partenza, della CO2 che si č generata e del CaCl2 che si č prodotto.

§         Accorgimenti:

Ų      Per la pericolositą dell'HCl č necessario lavorare sotto cappa durante i passaggi che ne richiedono l'utilizzo;

Ų      Quando si opera con l'HCl, sempre per la stessa ragione riportata nel punto precedente, č necessario lavorare utilizzando appositi guanti protettivi.

§         Rappresentazione iconica  dell'esperienza:


§         Rielaborazione  e raccolta dati:

Massa cilindro graduato

HCl+cilindro graduato

HCl al 37%

Cilindro graduato dopo la reazione

 73,20g +/- 0,01g

97,00g +/- 0,01g

23,80g +/- 0,02g

99,75g+/- 0,01g

Ų      Grammi effettivi di HCl:

v      HCl al 37% : (cilindro graduato + HCl) - cilindro graduato

(97g +/- 0,01g ) - (73,2g +/- 0,01g)= 23,8g +/- 0,02g

v      HCl effettivo:

23,8g:X=100%:37%

X= (23,8g ∙ 37%)/100% = 8,8g

Ų      Calcolo quante Moli in 8,8g di HCl:

v      1Mole di HCl =  1g(H)+35,5g(Cl)= 36,5g

36g:1Mole=8,8g:X

X= (1Mole ∙ 8,8g)/36g= 0,24moli

Ų      Calcolo quante Moli in 5g di CaCO3:

v      1Mole di CaCO3:  40g(Ca)+12g(C)+16g(O) ∙ 3 = 100g

100g:1Mole=5g:X

Ų      X= (1Mole ∙ 5g)/100g= 0,05moli

Evidentemente l'acido č in eccesso: infatti in base alla stechiometria della reazione 1 mole di CaCO3 richiede 2 moli di HCl, quindi 0,05 moli richiederebbero 0,1 (= 0,05 ∙ 2) moli di acido mentre ne sono presenti 0,24: quindi tutto il carbonato reagirą, mentre resterą una parte di HCl non reagito. Il numero delle moli di CO2 deve quindi essere calcolato in base a quelle di CaCO3 cioč del reagente in difetto.

Ų      Calcolo quante Moli di CO2 si formano:



v      sapendo che 1 mole di CaCO3 produce 1 mole di CO2, allora 0,05 moli di carbonato producono 0,05 moli di CO2 , nonché 0,05 moli di H2O e 0,05 moli di CaCl2. a questo punto č possibile calcolare le masse dei composti corrispondenti:

Ų      1 mole di CO2 : 12g(C)+16g(O) ∙ 2 = 44g

v      massa di CO2 all'interno della reazione: 0,05 ∙ 44g= 2,20g

Ų      1 mole di H2O : 1g(H) ∙ 2+ 16g(O)= 18g

v      massa di H2O all'interno della reazione: 0,05 ∙ 18g= 0,90g

Ų      1 mole di CaCl2: 40g(Ca) + 35,5g(Cl) ∙  2= 111g

v      massa di CaCl2 all'interno della reazione: 0,05 ∙ 111g= 5,55g

Ų      1Mole di HCl =  1g(H)+35,5g(Cl)= 36,5g

v      massa di HCl all'interno della reazione: 0,10 ∙ 36,5g= 3,65g

v      massa di HCl in eccesso : 8,8g-3,6g= 5,2g

Prima della reazione

Reagenti

Quantitą di reagente iniziale

Quantitą di composto in eccesso

Massa dei reagenti durante la reazione

1 mole del reagente

Numero di moli in riferimento ai grammi

HCl

8,8g

5,2g

3,65g

36,5g

0,10g

CaCO3

5g

-

5g

100g

0,05g

Dopo la reazione

Prodotti di reazione

Massa dei prodotti dopo la reazione

1 mole del prodotto

Numero di moli in riferimento ai grammi

CaCl2

5,55g

111g

0,05 moli

H2O

0,90g

18g

0,05 moli

CO 2

0,20g

44g

0,05 moli

§         Osservazioni e conclusioni:

La mole č una quantitą di sostanza che contiene un numero fisso di molecole , ovvero l numero di Avogadro che č pari a 6,02 ∙ 1023, ed ha un peso pari alla massa molecolare relativa espressa in grammi.  Con questa esperienza si č voluto dimostrare che  quando si ha un reagente in eccesso (nel nostro caso l'HCl) questo reagisce solo in parte con l'altro reagente (che viene invece utilizzato tutto) e la parte restante rimane inutilizzata e miscelata al prodotto di reazione.  Facendo reagire HCl e CaCO3  secondo la seguente reazione:

CaCO3 + 2HCl                CaCl2 + H2O + CO 2

Si puņ notare una chiara effervescenza, segno di fuoriuscita di gas, che nel nostro č CO 2 (e si dice quindi che si svolge anidride carbonica) la soluzione per il resto rimane incolore e senza precipitato, in quanto il CaCl2 č un sale molto solubile.







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