Peso molecolare di X

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Rosa

2017-09-20 19:22

Buonasera 

in questo problema ho i dati sufficienti per calcolare le percentuali in peso. Solo che non saprei a che cosa mi serva trovare le percentuali se alla fine devo calcolare il peso molecolare. Quindi ho pensato mi convenga sfruttare il dato del raggiungimento dell'equilibrio. Il problema è che non saprei bene come sfruttarlo! Se le soluzioni sono all'equilibrio vuol dire che devo rappresentare uno schema in cui le moli iniziali di C12H22O11 sono calcolabili con il peso molecolare e massa in grammi data dal testo. Come trovo le moli di X?

Grazie

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LuiCap

2017-09-20 20:05

Il sistema sotto la campana di vetro è all'equilibrio quando la tensione di vapore della soluzione A è uguale alla tensione di vapore della soluzione B.

Rosa

2017-09-20 20:34

ah quindi devo calcolare le frazioni molari


Applico la legge di Raoult ma non ho la pressione della soluzione come la ricavo?

LuiCap

2017-09-20 21:29

Ti puoi benissimo calcolare la tensione di vapore della soluzione A all'equilibrio, hai tutti i dati per farlo.

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Rosa

2017-09-21 10:12

Ma le pressioni si semplificano?

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LuiCap

2017-09-21 11:40

Mi dici che risultato indica il testo???

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Rosa

2017-09-21 12:00

549 grammi. Grazie

LuiCap

2017-09-21 13:04

La tua risoluzione è completamente sbagliata perché sia il saccarosio che il composto X sono dei soluti non volatili, quindi all'equilibrio si ha:

P slz A = frazione molare di H2O nella slz A · P°A

P slz B = frazione molare di H2O nella slz B · P°A

Perciò:

frazione molare di H2O nella slz A = frazione molare di H2O nella slz B

Provaci ;-)

Stai attenta però, perché all'equilibrio la massa di H2O nella soluzione A aumenta di 6,38 g, e nella soluzione B diminuisce di 6,38 g.

Bisogna eseguire diversi passaggi matematici per arrivare alla soluzione.

A me risulta una MM di X = 546 g/mol, quindi del tutto accettabile rispetto al risultato fornito dal testo.


Curiosità: ma stai ancora preparando l'esame di Chimica generale per Farmacia o stai preparando il test per l'accesso alle professioni sanitarie??? Per quest'ultimo non c'è già stata la prova???

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Rosa

2017-09-21 14:36

Ma perché alla soluzione B devo sottrarre 6.38g? B diminuisce di 3.1?

Ho calcolato così

49.800g-(48gdi H20+4.9gdi X)=3.1?

LuiCap

2017-09-21 14:51

Se la soluzione di zucchero A all'inizio aveva una massa di 43,420 g e all'equilibrio di 49,800 g, la differenza sono 6,38 g di acqua.

Questa massa di acqua deve per forza provenire dalla soluzione B di composto X.

Il calcolo è:

49,800 g slz A - (40,0 g H2O nella slz A + 3,420 g zucchero) = 6,38 g H2O

(48,0 g H2O slz B + 4,900 g X) - 6,38 g H2O = 46,520 g slz B

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Rosa

2017-09-21 15:20

Ho provato a svolgere i calcoli ma alla fine ottengo dei risultati assurdi :-(

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LuiCap

2017-09-21 16:27

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Prova a proseguire tu... devi calcolare l'equazione della frazione molare dell'H2O nella soluzione B lasciando come incognita la MM di X.

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Rosa

2017-09-21 16:41

ma perché si moltiplica per 155 la frazione molare di H2O?

LuiCap

2017-09-21 16:56

Ma no, solo solo decimali in più per mostrarti come si deve arrotondare il risultato :-(

X H2O nella soluzione A = 0,996

Rosa

2017-09-21 16:57

Scusi l'ignoranza

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LuiCap

2017-09-21 17:08

Ma perché continui a calcolare la frazione molare di X???

Devi calcolare la frazione molare dell'acqua nella soluzione B noto che:

n X = 4,900 g X/MM X

n totali = (4,900/MM X) + 2,31

E poi la frazione molare dell'acqua nella soluzione B non è uguale alla frazione molare dell'acqua nella soluzione A.

È la tensione di vapore dell'acqua pura (P°acqua) che all'equilibrio è uguale nelle due soluzioni.

Rosa

2017-09-21 17:30

Ma questo valore allora a che cosa va uguagliato se non alla frazione molare? Se le due tensioni di vapore sono uguali si semplificano, quindi le due frazioni molari non diventano uguali?

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LuiCap

2017-09-21 18:06

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Se fai i calcoli arrotondando i risultati intermedi non ti viene!!!

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Rosa

2017-09-21 19:32

Quindi i numeri tra parentesi sono le cifre decimali, non sapevo che i decimali si scrivessero così. Vorrei saper svolgere questi problemi quando verrà questo giorno!!

LuiCap

2017-09-21 19:46

Ho scritto in quel modo i decimali solo per farti capire che le frazioni molari dell'acqua nelle due soluzioni "sembrano" uguali, ma non lo sono.

Questo non era un esercizio semplice: dal punto di vista chimico-fisico la difficoltà consiste nel capire bene che differenza c'è tra la tensione di vapore del solvente puro e la tensione di vapore dello stesso solvente all'interno di una soluzione in cui è contenuto un soluto non volatile; poi si aggiunge la difficoltà di calcolo che consiste nell'imparare a fare i calcoli usando in modo corretto una calcolatrice scientifica, ovvero imparando ad usare le memorie della calcolatrice.

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Rosa

2017-09-21 19:53

Quindi ne devo svolgere altri per imparare, forse li trovo anche qui su Myttex.Grazie


Vorrei provare a vedere se ho capito:

la tensione di vapore del solvente puro sarebbe P0H2O, la tensione di vapore dell'H2O a prescindere dalle due soluzioni. Le tensioni di vapore in A e in B sono uguali all'equilibrio, sono più basse rispetto a quelle del solvente puro. Se il soluto fosse stato volatile sarebbe stato ancora più complesso il calcolo? Perché non avrei potuto sapere se i 6.38 grammi provengono dalla soluzione B oppure se derivano dall'evaporazione del soluto, giusto?

Grazie

Rosa

2017-09-21 21:05

Quindi se fosse stato volatile avrei dovuto considerare il coefficiente di Vant Hoff?

LuiCap

2017-09-21 22:19

Rosa, la strategia di risoluzione di un qualsiasi esercizio deve essere trovata leggendo in modo critico il testo e prendendo da questo tutte le informazioni che ci fornisce.

Prima informazione

La soluzione A è una soluzione acquosa di zucchero, in questo caso è il saccarosio, il comune zucchero da cucina. Si tratta dunque di un soluto solido a temperatura ambiente, quindi la sua tensione di vapore ad una data temperatura (P°saccarosio) è sicuramente molto inferiore a quella dell'acqua (P°acqua) alla stessa temperatura, ovvero il saccarosio è un soluto non volatile rispetto all'acqua.

Seconda informazione

La soluzione B è una soluzione acquosa di un soluto incognito X non elettrolita, quindi non ci sono ioni in soluzione acquosa, ma solo molecole del soluto X. Non si sa se questo sia solido, liquido o gassoso a temperatura ambiente, ma, poiché il testo non fornisce alcun valore di tensione di vapore di X (P°X) è logico supporre che anche questo sia un solido non volatile.

Terza informazione

Le due soluzioni A e B vengono messe sotto una campana di vetro "vuota e termicamente isolata". Vuota significa che non c'è aria all'interno e termicamente isolata significa che lo stato di equilibrio viene raggiunto a temperatura costante.

Quarta informazione

Raggiungere lo "stato di equilibrio" significa che il componente volatile presente in entrambe le soluzioni, l'acqua, passa dallo stato liquido allo stato di vapore, generando una tensione di vapore (Pacqua) inferiore a P°acqua alla stessa temperatura uguale nei due recipienti: Pacqua soluzione A = Pacqua soluzione B. Non sappiamo quale sia questo valore, basta sapere che è lo stesso.

Quinta informazione

Raggiunto lo stato di equilibrio, la massa del recipiente A aumenta. Poiché l'evaporazione è un processo di tipo fisico, cioè avviene solo un cambiamento di stato di aggregazione e, visto che l'unico componente comune alle due soluzioni è l'acqua, l'aumento di massa del recipiente A è numericamente uguale alla diminuzione di massa del recipiente B. In altre parole, una data quantità di acqua evapora dal recipiente B, urta le pareti della campana di vetro chiusa, ricondensa e va a finire nel recipiente A.

Mettendo insieme tutte queste informazioni che il testo ci fornisce ne discende la strategia di risoluzione; dopo è solo questione di passaggi matematici sapendo il significato della grandezza frazione molare.

Il coefficiente di Van't Hoff non c'entra nulla perché è un coefficiente che si utilizza quando abbiamo a che fare con soluzioni acquose di elettroliti, ma sia il saccarosio, sia il composto X sono dei non elettroliti.

Se le soluzioni A e B fossero state due soluzioni di elettroliti volatili l'esercizio non si sarebbe potuto risolvere con i soli dati numerici forniti.

Medita bene su quanto ti ho scritto ;-)

Un esercizio di chimica è prima di tutto un esercizio di logica.

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Rosa

2017-09-22 06:13

Rileggerò più volte questa spiegazione, sul libro non ci sono altri esercizi simili per vedere se ho capito, Lei ne consiglierebbe alcuni ?

Grazie mille Professoressa