Dubbi su calcoli stechiometrici ?

[Vincenzo98]

1)
CH3COOH
0.1 M
100 ml
PM = 60,053 g/mol
d = 1,050 g/ml
99.9%

0,1M : 1 = x : 0,1
x = 0,01 mol
Pteorico = 60,053*0.01=0,60053g
1,050 : 1ml = 0,60053 : x
x=0,57193 ml = V ideale
Vteorico = V ideale /purezza = 0,57193/0.999 = 0.57250



2)
NaOH
100 ml
PM = 40.0 g/mol
purezza = 97%

0.1 M : 1 = x : 0.1
x=0.01 mol
P ideale = 40.0 * 0.01 = 0.400 g
P teorico = P ideale / purezza = 0.400 / 0.97 = 0.41237  g



Vorrei sapere se i calcoli effettuati per trovare il volume teorico e ideale e il peso teorico e ideale ( o reale ) sono giusti.
Inoltre vorrei anche un chiarimento sulla differenza tra volume teorico e volume ideale e tra peso teorico e peso ideale, poichè spesso mi confondo.

[LuiCap]

I valori numerici che hai ottenuto sono corretti per entrambi gli esercizi, però nell'esercizio 1 il procedimento è concettualmente sbagliato perché hai usato in modo improprio la densità della soluzione.
La densità non è una concentrazione.
1,050 g/mL significa che 1 mL di soluzione di CH3COOH al 99,9% m/m ha una massa di 1,050 g.
Perciò la proporzione che hai fatto non ha senso:
1,050 g soluzione : 1 mL = 0,60053 g soluto : x
x = 0,57193 g soluto · mL /g soluzione
Queste unità di misura non hanno alcun significato.
Più che una purezza, 99,9% è la concentrazione della soluzione espressa in % in peso o % m/m: significa che in 100 g di soluzione ci sono 99,9 g di soluto CH3COOH.
Ti consiglio di scrivere sempre le unità di misura accanto ai valori numerici nelle operazioni che esegui.
Il procedimento corretto è dunque:

   

Meglio usare il termine massa che è la grandezza della quantità di materia al posto di peso che invece è una forza.

massa teorica soluto puro (g) = moli soluto (mol) x massa molare soluto (g/mol)
massa ideale soluto impuro (o soluzione) (g) = massa teorica soluto puro (g) x 100 g soluto impuro / A % m/m
si ricava da questa proporzione:
100 g soluto impuro (o soluzione) : A g soluto puro = x g soluto impuro : massa teorica soluto puro
volume ideale soluto impuro (o soluzione) (mL) = massa ideale soluto impuro (o soluzione) (g) / densità della soluzione (g/mL).

Il termine volume ideale ha senso solo per i gas e si ricava dall'equazione generale dei gas: PV = nRT

[Vincenzo98]

Ok, ma quindi il peso o massa teorica è la massa considerata senza la purezza ( perchè puro al 100% ), mentre la massa ideale è quella considerata con la purezza ( nel caso del primo esercizio al 99,9% ) . Stessa cosa dicasi per i volumi.

Ma a questo punto non è sbagliato anche il secondo esercizio, visto che ho calcolato il P teorico considerando anche la purezza ?

2)
NaOH
100 ml
PM = 40.0 g/mol
purezza = 97%

0.1 M : 1 = x : 0.1
x=0.01 mol
P ideale = 40.0 * 0.01 = 0.400 g
P teorico = P ideale / purezza = 0.400 / 0.97 = 0.41237  g

[LuiCap]

Nel secondo esercizio i valori numerici che hai calcolato sono corretti, hai invertito "massa teorica" con "massa ideale"... non ci avevo fatto caso perché non uso mai questi termini!!!
Posso essere d'accordo sul termine "massa teorica", ma non su "massa ideale". L'aggettivo ideale significa "che esiste sul piano delle idee e non nella realtà", è sinonimo di astratto. È tutto il contrario: è la "massa reale" di soluto che si deve mettere sul piattello della bilancia!!!
Il concetto di base da comprendere è:
La massa teorica è la massa corrispondente al numero di moli necessarie per preparare la soluzione.
Poiché il soluto a disposizione contiene il 97% di NaOH e il 3% di altre sostanze solide (impurezze) che non si possono separare con le pinzette, per avere la massa teorica devi pesare una massa reale maggiore.
In 0,4124 g di soluto impuro pesato ci sono:
0,4124 g soluto impuro · 97 g NaOH/100 g soluto impuro = 0,4000 g NaOH
0,4124 g soluto impuro · 3 g impurezze/ 100 g soluto impuro = 0,0124 g impurezze
È un po' come se dovessi acquistare 100 g di prosciutto che contiene il 10% di grasso: se il salumiere ti affetta solo 100 g di prodotto, tu avrai solo 90 g di prosciutto magro e 10 g di grasso; se te ne affetta 110 g, allora avrai 100 g di prosciutto magro. Questi 110 g non sono affatto "ideali", ma "reali".

   

[Vincenzo98]

Siccome il nostro prof vuole i risultati finali scritti considerando le cifre significative, nel primo problema il volume ideale è 0,5725 ml ( poichè bisogna considerare 4 cifre significative ), mentre nel secondo la massa reale andrebbe scritta considerando 2 cifre significative, quindi 0.41 g.
Giusto ?

[LuiCap]

Le regole base da seguire nei calcoli con le cifre significative sono:
- il risultato di una addizione o di una sottrazione tra dati sperimentali deve avere tante cifre decimali quanto quelle del dato che ne hai di meno;
- il risultato di una moltiplicazione tra dati sperimentali deve avere tante cifre significative quante quelle del dato che ne ha di meno;
- non bisogna arrotondare i risultati nei calcoli intermedi, ma conservare i valori nelle memorie della calcolatrice e arrotondare solo il risultato finale con il giusto numero di cifre significative.
Se un docente vuole che si rispettino queste regole (io l'ho sempre preteso ) deve scrivere i dati sperimentali in modo corretto.

Nei testi di entrambi gli esercizi il valore numerico che contiene il minor numero di cifre significative è la molarità della soluzione da preparare, 0,1 M, perciò, secondo le regole prima scritte, il risultato finale va scritto con una sola cifra significativa:

   

Se si pretende rigore, il testo deve essere scritto con rigore!!!

Nell'esercizio 1 per poter scrivere il risultato finale con 4 cifre significative il dati sperimentali devono essere scritti così:
Soluzione di CH3COOH da preparare
M = 0,1000 mol/L oppure si scrive nel testo "esattamente 0,1 mol/L", il che significa che ha un numero di cifre significative infinito
V = 100,0 mL
Soluzione di CH3COOH di partenza
Purezza o concentrazione = 99,90% m/m
d = 1,050 g/mL
MM CH3COOH = 60,053 g/mol

Nell'esercizio 2 per poter scrivere il risultato finale con 2 cifre significative il dati sperimentali devono essere scritti così:
Soluzione di NaOH da preparare
M = 0,10 mol/L oppure si scrive nel testo "esattamente 0,1 mol/L", il che significa che ha un numero di cifre significative infinito
V = 100,0 mL
Soluto solido di partenza
Purezza = 97% m/m
d = 1,050 g/mL
MM NaOH = 40,0 g/mol