Esercizi sulla Stechiometria e i Reagenti Limitanti

Esercizi sulla Stechiometria e i Reagenti Limitanti

Esercizi sulla Stechiometria e i Reagenti Limitanti

Versione italiana

Esercizi sulla Stechiometria e i Reagenti Limitanti

Introduzione

La stechiometria è la parte della chimica che studia le relazioni quantitative tra le sostanze coinvolte in una reazione chimica. Un concetto chiave è quello del reagente limitante, che è il reagente che viene completamente consumato in una reazione, limitando così la quantità di prodotto che può essere formata.

Esercizio 1: Identificazione del Reagente Limitante

Domanda: Considera la seguente reazione chimica:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

Se hai 4 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ e 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$, quale è il reagente limitante?

Risposta:

1. Calcola le moli necessarie di \text{H}_2$\text{H}_2$ per reagire con \text{O}_2$\text{O}_2$:

   • Dalla reazione, 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ richiede 2 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$.
   • Quindi, 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ richiede 2 \times 1 = 2$2 \times 1 = 2$ moli di \text{H}_2$\text{H}_2$.

2. Confronta le moli disponibili:

   • Hai 4 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ e ne servono 2.
   • L'ossigeno (\text{O}_2$\text{O}_2$) è il reagente limitante perché si consuma completamente.

Esercizio 2: Calcolo della Quantità di Prodotto

Domanda: Utilizzando la stessa reazione:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

Se hai 4 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ e 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$, quanti moli di \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$ si possono formare?

Risposta:

1. Identifica il reagente limitante:

   • Come stabilito nell'esercizio precedente, \text{O}_2$\text{O}_2$ è il reagente limitante.

2. Calcola i moli di \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$ prodotti:

   • Dalla reazione, 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ produce 2 moli di \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$.
   • Quindi, 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ produce 2 \times 1 = 2$2 \times 1 = 2$ moli di \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$.

Risultato: Si possono formare 2 moli di \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$.

Esercizio 3: Calcolo delle Moli di Reagenti Necessari

Domanda: Considera la reazione:

\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 

$$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$$

Se desideri produrre 5 moli di \text{CO}_2$\text{CO}_2$, quante moli di \text{C}$\text{C}$ e \text{O}_2$\text{O}_2$ sono necessarie?

Risposta:

1. Dalla reazione, si nota che:

   • 1 mole di \text{C}$\text{C}$ produce 1 mole di \text{CO}_2$\text{CO}_2$.
   • 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ produce 1 mole di \text{CO}_2$\text{CO}_2$.

2. Calcola le moli necessarie:

   • Per produrre 5 moli di \text{CO}_2$\text{CO}_2$:
     • Servono 5 moli di \text{C}$\text{C}$.
     • Servono 5 moli di \text{O}_2$\text{O}_2$.

Esercizio 4: Eccesso di Reagente

Domanda: Nella reazione:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

Se hai 6 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ e 2 moli di \text{O}_2$\text{O}_2$, quale reagente è in eccesso e di quanto?

Risposta:

1. Identifica il reagente limitante:

   • Dalla reazione, 1 mole di \text{O}_2$\text{O}_2$ richiede 2 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$.
   • Con 2 moli di \text{O}_2$\text{O}_2$, sono necessari 2 \times 2 = 4$2 \times 2 = 4$ moli di \text{H}_2$\text{H}_2$.

2. Confronta le moli disponibili:

   • Hai 6 moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ e ne servono 4.
   • Quindi, \text{H}_2$\text{H}_2$ è in eccesso.

3. Calcola l'eccesso di \text{H}_2$\text{H}_2$:

   • Moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ in eccesso = Moli disponibili - Moli necessarie
   • 6 - 4 = 2$6 - 4 = 2$ moli di \text{H}_2$\text{H}_2$ sono in eccesso.

English version

Stoichiometry and Limiting Reagents Exercises

Introduction

Stoichiometry is the branch of chemistry that studies the quantitative relationships between substances involved in a chemical reaction. A key concept is that of the limiting reagent, which is the reagent that is completely consumed in a reaction, thus limiting the amount of product that can be formed.

Exercise 1: Identifying the Limiting Reagent

Question: Consider the following chemical reaction:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

If you have 4 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ and 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$, what is the limiting reagent?

Answer:

1. Calculate the moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ needed to react with \text{O}_2$\text{O}_2$:

• From the reaction, 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ requires 2 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$.
• Therefore, 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ requires 2 \times 1 = 2$2 \times 1 = 2$ moles of \text{H}_2$\text{H}_2$.

2. Compare the available moles:

• You have 4 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ and need 2.
• Oxygen (\text{O}_2$\text{O}_2$) is the limiting reactant because it is completely consumed.

Exercise 2: Calculating the Amount of Product

Question: Using the same reaction:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

If you have 4 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ and 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$, how many moles of \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$ can be formed?

Answer:

1. Identify the limiting reagent:

• As established in the previous exercise, \text{O}_2$\text{O}_2$ is the limiting reagent.

2. Calculate the moles of \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$ produced:

• From the reaction, 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ produces 2 moles of \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$.
• So, 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ produces 2 \times 1 = 2$2 \times 1 = 2$ moles of \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$.

Result: 2 moles of \text{H}_2\text{O}$\text{H}_2\text{O}$ can be formed.

Exercise 3: Calculating the Moles of Reagents Needed

Question: Consider the reaction:

\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 

$$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$$

If you want to produce 5 moles of \text{CO}_2$\text{CO}_2$, how many moles of \text{C}$\text{C}$ and \text{O}_2$\text{O}_2$ are needed?

Answer:

1. From the reaction, we note that:

• 1 mole of \text{C}$\text{C}$ produces 1 mole of \text{CO}_2$\text{CO}_2$.
• 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ produces 1 mole of \text{CO}_2$\text{CO}_2$.

2. Calculate the moles needed:

• To produce 5 moles of \text{CO}_2$\text{CO}_2$:
• You need 5 moles of \text{C}$\text{C}$.
• You need 5 moles of \text{O}_2$\text{O}_2$.

Exercise 4: Excess Reagent

Question: In the reaction:

\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} 

$$\text{2 H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 H}_2\text{O}$$

If you have 6 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ and 2 moles of \text{O}_2$\text{O}_2$, which reactant is in excess and by how much?

Answer:

1. Identify the limiting reactant:

• From the reaction, 1 mole of \text{O}_2$\text{O}_2$ requires 2 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$.
• With 2 moles of \text{O}_2$\text{O}_2$, 2 \times 2 = 4$2 \times 2 = 4$ moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ are needed.

2. Compare the moles available:

• You have 6 moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ and need 4.
• Therefore, \text{H}_2$\text{H}_2$ is in excess.

3. Calculate the excess \text{H}_2$\text{H}_2$:

• Moles of excess \text{H}_2$\text{H}_2$ = Moles available - Moles needed
• 6 - 4 = 2$6 - 4 = 2$ moles of \text{H}_2$\text{H}_2$ are in excess.