Le Reazioni Inorganiche: Formazione di Sali Ternari da un metallo e un non-Metallo
Formazione del sale ternario Clorito di Bario (Ba(ClO2)2

Si vogliano scrivere e bilanciare le reazioni necessarie per ottenere un sale ternario, partendo da un metallo e da un non-metallo.
Ammettiamo che il non-metallo sia Cloro cloroso (Cl+3) e il metallo sia Bario (Ba+2).



L'esercizio va svolto facendo riferimento allo

schema generale delle reazioni

che conducono alla formazione del sale ternario, partendo da metallo e nonmetallo;

  • il metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'ossido: nel caso in esame Ossido di Bario;
  • l'ossido di Bario ottenuto vien fatto reagire con acqua, ottenendosi l'Idrossido di Bario;
  • analogamente il non metallo dà, per reazione con Ossigeno, l'anidride; nel caso in esame Anidride Clorosa;
  • l'Anidride Clorosa ottenuta forma, fatta reagire con acqua, l'Acido Cloroso;
  • infine il sale, vale a dire il Clorito di Bario si sintetizza per reazione diretta tra idrossido e ossiacido.
Nello schema a lato, qui a destra, è riportato quanto detto.
Bario       Cloro
+O2 +O2
Ossido di Bario Anidride Clorosa  
+H2O +H2O
Idrossido di Bario   Acido Cloroso
    Clorito di Bario  


Pareggiando le valenze tra Cloro (Cl+3) e Ossigeno (O-2) ricaviamo la formula dell'Anidride Clorosa;
pareggiando le valenze tra Bario (Ba+2) e Ossigeno (O-2) ricaviamo la formula dell'Ossido di Bario.

il pareggiamento si raggiunge a +6 | -6 per l' Anidride Clorosa
e a +2 | -2 per l'Ossido di Bario.

Cl+3O-2
O-2
Cl+3O-2
+6-6
Ba+2O-2
+2-2


Per l'Anidride Clorosa si ottiene allora: Cl2O3; mentre per l'Ossido di Bario si ha: BaO





A questo punto scriviamo e bilanciamo le reazioni di ottenimento dei 2 composti trovati, iniziando con l'Anidride Clorosa:

2Cl2 + 3O2 2 Cl2O3

e continuando con l'Ossido di Bario:

2Ba + O2 2BaO



scriviamo la reazione di ottenimento dell'Acido Cloroso:

Cl2O3 + H2O 2 HClO2



Quindi pareggiamo le valenze tra Ba+2 e OH- per ricavare la formula dell'Idrossido di Bario:

Ba+2OH-
OH-
+2-2
ottenendosi la formula

Ba(OH)2

mentre la corrispondente reazione, opportunamente bilanciata, è:

BaO + H2O Ba(OH)2





In questo modo abbiamo sia la formula dell'Acido Cloroso, sia quella dell'Idrossido ferrico, e possiamo scrivere la reazione tra i due. Per potersi ricavare i prodotti di reazione e le loro formule, occorre tener presente come si "dissociano" l'acido Cloroso e l'idrossido di Bario:

il primo, cioè l'acido, libera ioni idrogeno H+

l'idrossido, libera ioni ossidrili OH-,

e contemporaneamente si forma lo ione negativo CLORITO ClO2-, che da' il nome al sale; per cui si può scrivere il seguente schema di dissociazione:

HClO2 + Ba(OH)2

H+ClO2- Ba+2OH-
OH-
H2O

e così si capisce facilmente che gli ioni idrogeno H+ si legano 1:1 agli ioni ossidrili OH- per formare H2O, cioè Acqua; e il catione Ba+2 si lega all'anione Clorito ClO2-2 per dare il sale Clorito di Bario, pareggiando le valenze:

Ba+2ClO2-
ClO2-
+2-2


Per il Clorito di Bario si ottiene allora la formula: Ba(ClO2)2



In definitiva si ha la seguente reazione già opportunamente bilanciata:

2 HClO2 + Ba(OH)2 Ba(ClO2)2 + 2H2O



Passiamo alla parte numerico-stechiometrica dell'esercizio, calcolando quanto sale si forma se nota la quantità di acido o idrossido messa a reagire.

Supponiamo di mettere a reagire 3,27 g di acido cloroso con una quantità in eccesso di idrossido di Bario; calcolare la quantità in grammi di clorito di Bario che si forma se l'acido reagisce completamente.

Se sappiamo che l'acido messo a reagire ammonta a 3,27 g, ci deve essere un modo per calcolare la quantità di sale che si forma: è ragionevole pensare che le varie quantità reagiscano in modo proporzionale tra loro (ed è quello che afferma la legge empirica delle proporzioni definite e costanti di Proust).
Impostando quindi una proporzione è possibile passare dalla quantità di Acido messa a reagire, alla quantità di sale che si forma; una complicazione consiste nel fatto che le quantità devono essere espresse in MOLI e non in grammi. Cosa si utilizza per impostare la proporzione? Si usano i

coefficienti stechiometrici di reazione

delle sostanze considerate, cioè i

coefficienti numerici che compaiono nella reazione bilanciata davanti alle sostanze coinvolte nel calcolo;

nel nostro caso le sostanze sono per ipotesi l'acido cloroso e il clorito di Bario e i coefficienti, intesi come quantità espresse in moli, sono 2 per l'acido cloroso e 1, sottinteso, per il clorito di Bario.

In ragione di questo si ha

2 : 1

chiamato

RAPPORTO TEORICO MOLARE DI REAZIONE


e questo significa che se si mettessero (ecco perchè TEORICO) a reagire 2 moli di acido, si formerebbe da esse 1 mole di sale.
In realtà le moli di acido messe a reagire sono quelle corrispondenti a mHClO2 = 3,27 grammi e possono essere calcolate, sapendo la massa, con la formula:

nHClO2 = mHClO2/MMHClO2

Dove MM indica la massa molare, ossia la massa di una mole, che si può determinare dal Peso Molecolare o dal Peso Formula della sostanza considerata, a seconda che quest'ultima sia di natura molecolare o ionica.
Nel caso in esame si deve calcolare il Peso Molecolare PM:

PMHClO2 = PAH+PACl+2•PAO = 1+35+2•16 = 68
MMHClO2 = 68 g/moli

dal momento che la massa molare è data dal Peso Molecolare espresso in g/moli.
Di conseguenza, sostituendo e facendo i calcoli si trova

nHClO2 = mHClO2/MMHClO2 = 3,27 g/68g/moli = 0,0480 moli


In tal modo si sono trasformati i grammi in moli di acido messe a reagire.
Queste moli produrranno nBa(ClO2)2 moli di sale e quindi si può impostare il

RAPPORTO MOLARE ATTUALE DI REAZIONE

vale a dire

nHClO2: nBa(ClO2)2

La proporzione che consente di ottenere le moli di sale che si formano attualmente (cioè nell'esempio specifico, quindi veramente) si ricava uguagliando

RAPPORTO TEORICO = RAPPORTO ATTUALE

vale a dire:

2 : 1 = nHClO2 : nBa(ClO2)2

ottenendo dalla proporzione:

nBa(ClO2)2 = nHClO2/2 = 0,0480/2 = 0,0240 moli (di sale)

Nell'ultimo passaggio dalle moli di sale si ottengono i grammi di sale con la formula inversa

mBa(ClO2)2 = nBa(ClO2)2MMBa(ClO2)2

l'ultimo problema da risolvere è il calcolo della massa molare del sale, che non è nota.
Essa si determina dal Peso Formula del sale (si badi bene che non si può parlare di Peso molecolare per un sale, dal momento che si tratta di una sostanza ionica).
Dunque si ha, la formula:

PFBa(ClO2)2 = PABa + 2•PACl + 4•PAO = 137 + 2•35 +4•16 = 271

e quindi il dato che ci serve è

MMBa(ClO2)2 = 271 g/moli

e così, per quanto detto in precedenza, si ha:

mBa(ClO2)2 = 0,0240 271 = 7,10 g


Realizzazione a cura di Francesco Urru (IIB CAT geometri) e prof. Cosimo Strusi nell'ambito dell'attività laboratoriale "Web per la chimica" A.S. 2012/2013 presso
l'ITGC "Don Gavino PES" di Tempio Pausania