Percentuale di acqua di cristallizzazione nel carbonato di sodio decaidrato

Calcolo della percentuale di acqua di cristallizzazione nel composto Na₂CO₃·10H₂O.

a) Calcolare la composizione percentuale in peso di tutti gli elementi e la percentuale di acqua di cristallizzazione nel composto Na₂CO₃·10H₂O.

b) Determinare inoltre quanti grammi di sale contengono 10,00 g di acqua di cristallizzazione.

Svolgimento dell'esercizio

La formula chimica Na₂CO₃·10H₂O suggerisce che una mole di sale decaidrato contiene:

2 moli di Na,
1 mole di C,
13 moli di O,
20 moli di H.

Determiniamo la massa molare del sale decaidrato:

M_m = (2 · 22,99) + (1 · 12,01) + (13 · 16) + (20 · 1,008) = 286,15 g/mol

Ovvero:

M_m = 45,98 + 12,01 + 208 + 20,16 = 286,15 g/mol

In cui:

2 mol · 22,99 g/mol = 45,98 g sono i grammi di sodio

1 mol · 12,01 g/mol= 12,01 g sono i grammi di carbonio

13 mol · 16 g/mol = 208 g sono i grammi di ossigeno

20 mol · 1,008 g/mol = 20,16 g sono i grammi di idrogeno

Per determinare la percentuale di sodio nel sale decaidrato bisogna considerare che in 286,15 g di sale sono presenti 45,98 grammi di sodio. Impostando una proporzione è possibile determinare la percentuale di sodio:

45,98 : 286,15 = X : 100

da cui:

X = 16.07% (% di Na nel sale decaidrato)

Allo stesso modo è possibile determinare le % in peso degli altri elementi. Sviluppando i calcoli si ha che:

%C = 4,197%

%O = 72,70%

%H = 7,048%

Si verifichi che la somma delle % di tutti gli elementi faccia 100.

Se si vuole conoscere la % di acqua di cristallizzazione presente nel composto, bisogna tenere conto che 10 moli di acqua hanno una massa di:

10 · 18,016 g/mol = 180,16 grammi di acqua di cristallizzazione.

In cui 18,016 è il peso molecolare dell'acqua.

Impostando una proporzione è possibile determinare la percentuale di acqua di cristallizzazione:

180,16 : 286,15 = X : 100

da cui:

X = 62,96% (% di H₂O nel sale decaidrato)

La seconda domanda dell'esercizio chiede di determinare i grammi di sale che contengono 10,00 g di acqua di cristallizzazione. Anche in questo caso è possibile rispondere alla domanda impostando una proporzione:

180,16 : 286,15 = 10 : X

da cui:

X = 15,88 g (grammi di sale che contengono 10 g di acqua di cristallizzazione).

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