Composizione percentuale e identità di un elemento

Conoscendo la composizione percentuale di un composto e il rapporto tra le specie è possibile conoscere l’identità di  un elemento.

Se si conosce la composizione percentuale di un elemento in un composto binario si possono conoscere le moli dell’elemento e quindi dell’altro e conoscerne l’identità

Esercizi svolti

1) Un metallo M forma un ossido avente formula MO. Se la composizione percentuale dell’ossigeno è pari al 39.70 %  identificare l’elemento M

Si assumano 100 g di tale composto: la massa di M è pari a 100 – 39.70 = 60.3 g

Le moli di Ossigeno corrispondono a 39.70 g/ 15.999 g/mol=2.48

Nella formula data ovvero MO sappiamo che ad 1 mole di M corrisponde 1 mole di O. Pertanto le moli di O sono proprio 2.48. Il peso atomico di O vale 60.3 g / 2.48 mol=24.3 g/mol.

L’elemento che ha questo peso atomico è il magnesio per cui il composto è MgO

2) Un solfuro metallico avente formula MS₂ contiene il 40.064% di zolfo in massa. Identificare il metallo.

Si assumano 100 g di tale composto: la massa di M è pari a 100 – 40.064 = 59.936 g

Le moli di zolfo sono pari a 40.064 g/ 32.066 g/mol=1.249

Il rapporto tra le moli di M e di S è di 1:2 quindi le moli di M sono pari a 1.249/2 =0.6247

Il peso atomico di M è 59.936 g/ 0.6247 mol = 95.94 g/mol

L’elemento che ha questo peso atomico è il molibdeno per cui la formula è MoS₂
2) Un composto ha formula XBr₂. Il bromo costituisce il 71.55% in massa. Identificare X

Assumiamo 100 g di tale composto in cui la massa di Br è 71.55 g e la massa di X è 100 – 71.55 = 28.45 g.

Le moli di Br sono pari a

71.55 g/ 79.904 g/mol = 0.8955

Dal rapporto tra le moli presenti nella formula ricaviamo che le moli di X sono la metà rispetto a quelle di Br ovvero:

0.8955/2 = 0.4477 da cui il peso atomico di X vale 28.45 g / 0.4477 mol= 63.54 g/mol pertanto l’elemento è il rame e la formula è CuBr₂

3) Un ossido metallico ha formula M₂O₃ e contiene il 68.4% di metallo in massa. Calcolare il peso atomico del metallo.

Consideriamo 100 g di tale composto: massa dell’ossigeno = 100 – 68.4 = 31.6 g

Le moli di ossigeno sono 31.6 g / 15.999 g/mol= 1.98

Il rapporto tra le moli di M e quelle di O è 2:3

Moli di M = 1.98 ∙2 /3 = 1.32

Il peso atomico di M è quindi 68.4 g / 1.32 mol= 51.9 g/mol

Il metallo M è il cromo

4) Un idrossido metallico avente formula M(OH)₂ contiene il 32.80% di ossigeno in massa. Identificare il metallo

Consideriamo 100 g di tale composto: la massa di ossigeno è 32.80 g

Le moli di ossigeno sono : 32.80/ 15.999 g/mol=2.05 . Le moli di idrogeno sono anch’esse pari a 2.05.

La massa di idrogeno è pari a 2.05 mol ∙1.008 g/mol=2.07 g

La massa di M in 100 g di composto è quindi pari a 100 – ( 32.80 + 2.07) = 65.13 g

Poiché le moli di M sono pari alla metà delle moli di ossigeno si ha: moli di M = 2.05/2 =1.025

Il peso atomico di M vale quindi 65.13/ 1.025 =63.5 g/mol

Il metallo M è il rame

5) Un composto ha formula KBrO_x e contiene il 59.19% di Br. Calcolare il valore di x.

Il rapporto tra le moli dei tre elementi nel composto è 1:1:x

Il peso atomico del Bromo è 79.9 g/mol e quello del potassio è 39.1 g/mol

Dall’espressione % massa /massa si ha % m/m = massa elemento / massa totale

Sostituendo 59.19 =( 79.9) ( 100 ) / 79.9 + 39.1 + 15.999 x

Risolvendo rispetto a x si ha che x=1 e pertanto la formula è KBrO