La determinazione della composizione percentuale ponderale di un composto chimico è una delle attività fondamentali della chimica analitica. In particolare, questa tecnica è utilizzata per stabilire la quantità di ciascun elemento costituente un composto, fornendo informazioni essenziali sulle sue proprietà chimiche e fisiche. In questo articolo, verrà affrontato il tema della determinazione della composizione percentuale ponderale del nitrato di cobalto esaidrato, un composto utilizzato in diverse applicazioni industriali, quali la produzione di catalizzatori, coloranti e inchiostri. Saranno illustrati i principali metodi analitici utilizzati per la determinazione della composizione percentuale ponderale del composto e le loro relative limitazioni. Inoltre, verranno discussi i possibili errori associati alla misura e le strategie per minimizzarli, al fine di ottenere una stima accurata della composizione percentuale ponderale del nitrato di cobalto esaidrato.

Testo

Calcolare la composizione percentuale ponderale del nitrato di cobalto esaidrato.

Soluzione

Il nitrato di cobalto esaidrato ha la formula chimica

Nella composizione in percentuale ponderale ci si aspetta di ricavare le seguenti percentuali:

• % ponderale del cobalto;
• % ponderale dell’azoto;
• % ponderale dell’idrogeno;
• % ponderale dell’ossigeno;

Per scoprire la percentuale bisogna scoprire il peso totale del composto.

Per calcolare la sua composizione % ponderale, dobbiamo determinare la massa totale della molecola.

La formula del nitrato di cobalto esaidrato contiene:

• 1 atomo di cobalto,
• 2 atomi di azoto,
• 12 atomi di ossigeno
• 12 atomi di idrogeno,

Possiamo calcolare la massa molecolare come segue:

\(M_{tot}=M_{Co}+2M_N+12M_O+12M_H\)

\(M_{tot}=59 +2 \cdot 14+12 \cdot 16 +12 \cdot 1=291Da\).

La massa totale della molecola del nitrato di cobalto esaidrato è quindi \(291Da\).

La composizione percentuale ponderale di ogni elemento nella molecola può essere calcolata come segue

Cobalto:

% \(M_{Co}= \frac{M_{Co}}{M_{tot}} \cdot 100 \) % \(=\) \(\frac{59}{291} \cdot 100 \) % \(\approx 20.27\) %

Azoto:

% \(M_{N}= \frac{2M_{N}}{M_{tot}} \cdot 100 \) % \(=\) \(\frac{28}{291} \cdot 100 \) % \(\approx 9.6\) %

Ossigeno:

% \(M_{O}= \frac{12M_{O}}{M_{tot}} \cdot 100 \) % \(=\) \(\frac{196}{291} \cdot 100 \) % \(\approx 65.97\) %

Idrogeno:

% \(M_{H}= \frac{12M_{H}}{M_{tot}} \cdot 100 \) % \(=\) \(\frac{12}{291} \cdot 100 \) % \(\approx 4.1\) %

Quindi la composizione % ponderale del nitrato di cobalto esaidrato è di circa:

• Cobalto: \(20.27\) %
• Azoto:\(9.6\) %
• Ossigeno: \(65.97\) %
• Idrogeno: \(4.1\) %