Formula di un composto

Ogni molecola è rappresentata da una formula chimica che ne definisce la composizione: quali elementi la costituiscono e quanti atomi di ciascun elemento sono presenti.

Nelle formule chimiche gli elementi del composto sono indicati con i loro simboli chimici e un numero in basso a destra chiamato indice numerico che esprime il numero di atomi di quell'elemento presenti nella molecola del composto. 

E' possibile determinare la formula di un composto conoscendone la sua composizione in percentuale e la sua massa molecolare.

Durata: 30'

Scopo:

ricavare la formula dell’ossido di magnesio

Teoria:

L'ossido di magnesio è un composto ottenuto mediante la reazione chimica di combustione, che avviene bruciando il magnesio sulla fiamma di un Bunsen.

Un nastro di magnesio di massa nota, posto in un crogiolo di porcellana, genera l'ossido di magnesio secondo la reazione: .

Mg(s) + O2(g)  MgO(s)

Materiale:

• Nastro di magnesio

Strumenti:

• Crogiolo di porcellana con coperchio 
• Bunsen
• Bilancia con sensibilità di 0,01 g o superiore 
• Triangolo di porcellana
• Treppiede

Procedimento:

1. Pesare il crogiolo di porcellana pulito con il suo coperchio, la sua massa sarà m1;
2. Introdurre nel crogiolo il nastro di magnesio tagliato a pezzettini tale che la sua massa sia circa 0,45-0,5 g (per i diversi gruppi). La massa del crogiolo con il coperchio e il magnesio sarà m2;
3. Porre il crogiolo su un triangolo refrattario appoggiato su un treppiede e scaldare con un Bunsen prima a fiamma bassa e poi vivace;
4. Lasciare una piccola fessura fra il crogiolo e il suo coperchio per ridurre le perdite di ossido di magnesio e, nello stesso tempo, per permettere all’aria di entrare;
5. Quando il magnesio è completamente trasformato in ossido (circa 10 min.), allontanare la fiamma del Bunsen e lasciare raffreddare;
6. Pesare il crogiolo con il coperchio più l’ossido di magnesio, la sua massa sarà m3. 

Risultato:

Prima del riscaldamento
Massa del crogiolo + coperchio = 27,50 g (m1)
Massa del crogiolo + coperchio + magnesio = 27,99 g (m2)
Massa del magnesio = 0,49 g (m2 – m1)

Dopo il riscaldamento
Massa del crogiolo + coperchio + ossido di magnesio = 28,31 g (m3)
Massa dell’ossigeno combinato= 0,32 g (m3 – m2)
Poiché la massa molare del magnesio è 24,32 g/mol e quella dell’ossigeno 16,00 g/mol: 

moli di magnesio = 0,49 g = 0,02 mol     24,32 g/mol

moli di ossigeno = 0,32 g = 0,02 mol     16,00 g/mol

I valori trovati rappresentano le moli con cui il magnesio e l’ossigeno sono presenti nel composto, per cui la formula dell’ossido di magnesio è  Mg 0,02 O 0,02.
Poiché non è possibile scrivere composti con l’indice decimale, dividiamo ciascuno indice per 0,02 per cui la formula dell’ossido di magnesio diventa MgO.

Consigli di sicurezza:

Dato l'utilizzo di fiamme libere lavorare sotto cappa aspirante con vetro protettivo abbassato.

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Bibliografia:

http://www.leviponti.gov.it/Didattica/Dispense/Chimica/ManualeEsperienzeLaboratorioChimicoBiennio.pdf