Una delle materie più caratteristiche del TOLC-I, soprattutto per chi vuole fare ingegneria, è chimica. Infatti, molti dei test per ingegneria non prevedono una sezione di chimica come il TOLC e molti studenti non sono sufficientemente preparati per affrontare questa sezione!
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Come fare a prepararsi per la sezione di Chimica se si ha poca e nessuna conoscenza di questa materia?
Non ti preoccupare perché, nonostante i quesiti sembrino molto diversi tra loro, in realtà i più ricorrenti sono due: i bilanciamenti delle reazioni e i calcoli di molarità (o di concentrazione molare). Chiaramente ci saranno altri tipi di quesiti, ma queste due tipologie sono sicuramente le più comuni.
Qui di seguito una breve introduzione al bilanciamento di una reazione!
Il bilanciamento di una reazione
Ricordiamo che, di norma, una reazione chimica ha una o più molecole a sinistra (partenza della reazione, detti reagenti) che si trasformano (→) in una o più altre molecole (detti prodotti), riportate a destra della freccia. Una molecola si trova scritta nella forma: nXmYq. Questa forma indica che ogni molecola è formata da m atomi dell’elemento X e q atomi dell’elemento Y e ci sono in totale n molecole nella reazione. In assenza di numero, si sottintende 1.
Possiamo dedurre che il totale di atomi dell’elemento X nella molecola è pari a n x m (in quanto ci sono n molecole con m atomi X ciascuno), e gli atomi dell’elemento Y sono n x q.
Per esempio 3CO2. Indica che ci sono per ogni molecola, un atomo di C (Carbonio) e 2 atomi di O (ossigeno)e in totale vi sono 3 molecole. Quindi possiamo dedurre che ci sono 3 atomi di carbonio nella reazione e 6 (3 x 2) di ossigeno.
Nel bilanciamento di una reazione, il numero di atomi di ciascun elemento a sinistra della freccia dev’essere pari al numero di atomi di ciascun elemento a destra della freccia.
Esempio di quesito sul bilanciamento di una reazione
La seguente reazione
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
adeguatamente bilanciata si scrive:
A. 2FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
B. 3FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
C. 2FeS2 + 11O2 → Fe2O3 + 8SO2
D. 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
E. 6FeS2 +5O2 → 3Fe2O3 + 2SO2
Il bilanciamento di una reazione serve a fare in modo che nei reagenti e nei prodotti siano presenti lo stesso numero di elementi. Il coefficiente stechiometrico è il numero che viene anteposto alle varie specie presenti per fare in modo che la stessa quantità di ogni elemento compaia da ambo i membri della reazione. I coefficienti stechiometrici rappresentano il numero più piccolo che consente di bilanciare una reazione.
Iniziamo bilanciando il ferro: poiché vi è un atomo di ferro tra i prodotti di reazione e 2 tra i reagenti, moltiplichiamo per 2 FeO3 ponendogli davanti un coefficiente “2”. Otteniamo così 2FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2. Ci sono quindi 4 atomi di zolfo. Bilanciamo ora lo zolfo (S) mettendo un “4” di fonte a SO2, ottenendo 2FeS2 + O2 → Fe2O3 + 4SO2.
Notiamo che abbiamo 11 atomi di ossigeno a destra e 2 a sinistra. Il minimo comune multiplo è 22, e per ottenerlo dobbiamo mettere un ”11” davanti a O2 e un “2” a destra. Otteniamo così 2FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.
Bilanciando nuovamente Ferro e Zolfo otteniamo 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.
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