Bilanciamento equazione con elementi mancanti

[newjack]

Salve a tutti,
è da un po' che sto cercando di fare degli esercizi tratti dalle prove d'esame di chimica del primo anno di fisica, e c'è un problema in particolare che non riesco a capire bene.

Cito testualmente:

Data la seguente reazione da bilanciare: Sn + NaNO3 + H2SO4 = SnO2 + NO2 + H2O, calcolare i grammi di NO2 che si formano nella reazione quando si fanno reagire 163 grammi di Sn con 450 mL di una soluzione di NaNO3 al 48% (d=1.12 g/ml).

Ho notato subito che nei prodotti mancano Na ed S, ma non so in che modo e in quali quantità le devo aggiungere.

Grazie a chi vorrà aiutarmi

[marco the chemistry]

Na+ e HSO4- fanno da ioni spettatori, quindi non intervengono nella reazione e non ti interessano ai fini dell'esercizio...

In pratica è come se avvenisse la reazione: Sn + 4HNO3 => SnO2+ 4NO2 + 2 H2O (con cui è più semplice fare i calcoli).
Se invece interessa la reazione completa abbiamo Sn + 4NaNO3 + 4H2SO4 =>SnO2 + 4NO2 + 2H2O + 4NaHSO4, l'acido solforico protona lo ione nitrato a dare HNO3 (che è la specie reattiva) e forma come sottoprodotto bisolfato di sodio. Puoi usare anche due moli di H2SO4 e ottieni 2 moli di Na2SO4, ma comunque i conti dell'esercizio vengono sempre uguali.

[newjack]

Per quale motivo se nei reagenti ho la molecola H2SO4 e solamente S manca nei prodotti, dici che fanno da spettatori HSO4-?
Hai lasciato uno ione idrogeno nei reagenti per bilanciare la carica negativa di NO3-?
E anche in questo caso perchè non hai tolto solamente S come hai fatto con il Na?

[marco the chemistry]

il solfato (SO42-) e il bisolfato (HSO4-), come molti altri ioni poliatomici non si "scompongono" durante una reazione, rimangono invariati e si comportano come ioni spettattatori belli tranquilli in soluzione. Come ho già detto l'acido solforico protona (dona un H+) lo ione nitrato e si trasforma in HSO4-, che a sua volta può donare un altro H+ ad una altro nitrato, questa seconda protonazione dipende da quanto acido solforico si utilizza nella reazione.
Vediamo se scrivendo così la reazione capisci meglio: Sn + 4Na+ + 4NO3- + 4H+ + 2SO42- => SnO2 + 4 NO2 + 2H2O + 4Na+ + 2 SO42-

[newjack]

Allora, scrivo il mio procedimento:

dopo avere la mia equazione già bilanciata, cioè Sn + 4HNO3 = SnO2 + 4NO2 + 2H2O, il problema mi chiede i grammi di NO2 che si ottengono facendo reagire 163 gr di Sn con 450 mL di soluzione di NaNO3 al 48% (sapendo che la densità è 1.12 gr/mL).


163 gr di Sn, in moli sono 163 gr / 118.6 gr/mol = 1.37 mol.

I grammi di NaNO3 sono 1.12 gr/mL * 48% * 450 mL = 241.9 gr.

Le moli di NaNo3 sono 241.9 gr / 85 gr/mol = 2.84 mol.

Guardando l'equazione bilanciata mi rendo conto che ogni mole di Sn reagisce con 4 moli di N, e quindi di NaNo3.
Quindi Sn è un reagente limitante, in quanto si consumerà prima di consumare tutto N.

Avendo 2.84 moli di N, mi basteranno 0.71 moli di Sn.

Le moli di NO2 saranno quindi 2.84, ed i grammi saranno 46 gr/mol * 2.84 = 130.6 gr.

é corretto farlo così?

[marco the chemistry]

Sì è giusto! Non ho fatto tutti i calcoli, ma il ragionamento è quello giusto!

[newjack]

In realtà l'esercizio proponeva tra le varie soluzioni 131,1 invece di 130,6, ma penso sia solo questione di approssimazione.

Alla fine l'unico punto un po' delicato per me è capire come bilanciare l'equazione, quali elementi trascurare e quali altri no.

Ti ringrazio dell'aiuto offerto