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Il solfato di rame pentaidrato, con la formula molecolare CuSO4-5H2O, rappresenta un "idrato". È una sostanza ionica - un composto costituito da un metallo e uno o più metalli - e molecole d'acqua, che si integrano con la struttura solida del composto. Tuttavia, una delle implicazioni è che 100 g di solfato di rame pentaidrato non sono esattamente costituiti da quella quantità di solfato di rame. I chimici affrontano questo problema esprimendo la massa del solfato di rame come percentuale della massa totale del campione. In altre parole, la concentrazione percentuale può rappresentare il numero di grammi di solfato di rame in un campione di 100 g di solfato di rame pentaidrato.
Passo 1
Calcola il peso molecolare del solfato di rame pentaidrato, CuSO4-5H2O. Moltiplica la massa atomica di ciascun atomo, come espressa nella tavola periodica degli elementi, per il numero di atomi di ciascun tipo nella formula e somma tutti i prodotti. Il rame, ad esempio, ha una massa atomica di 63,55 unità (u) e la formula contiene un atomo di Cu. Pertanto, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u. Per gli altri atomi della formula, i calcoli devono essere effettuati come segue: S = 32,07 * 1 = 32,07 u; O = 16,00 * 9 = 144,00 ue H = 1,01 * 10 = 10,10 u. Sommare questi valori per ottenere il peso molecolare: 63,55 + 32,07 + 144,00 + 10,10 = 249,72 u.
Passo 2
Calcola il peso molecolare del solfato di rame, CuSO4, senza acqua. In questo caso, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u; S = 32,07 * 1 = 32,07 ue O = 16,00 * 4 = 64,00 u. La somma di questi valori risulta in 159,62 u.
Passaggio 3
Determinare la concentrazione di massa percentuale dividendo il peso molecolare di CuSO4 per quello di CuSO4-5H2O e moltiplicando per 100:
159,62 / 249,72 * 100 = 63,92%
Ciò significa che un campione di 100 g di solfato di rame pentaidrato contiene 63,92 g di solfato di rame e che il solfato di rame pentaidrato contiene 100 - 63,92 = 36,08% di acqua (in massa) .