La reazione che dobbiamo bilanciare è la seguente:
H2SO4 + Cu ----> CuSO4 + SO2 + H2O
Il rame si ossida di 2, passando da 0 (Cu) a +2 (CuSO4)
Lo zolfo si riduce di 2, passando da +6 (H2SO4) a +4 (SO2)
Quindi il rapporto Cu/S sarà pari a 1:1.
La reazione bilanciata solo tenendo conto degli elettroni scambiati (2), è la seguente
H2SO4 + Cu ----> CuSO4 + SO2 + H2O
Occorre prevedere, tra i reagenti, un’ulteriore molecola di H2SO4, necessaria per formare il solfato di rame:
2H2SO4 + Cu ----> CuSO4 + SO2 + H2O
Per completare il bilancio di massa e far tornare il conto degli atomi di ossigeno e idrogeno, dobbiamo inserire 2H2O tra i prodotti:
2H2SO4 + Cu ----> CuSO4 + SO2 + 2H2O
Calcoliamo le moli di Cu fatte reagire:
moli = massa in g/ massa molare = 11,0/63,5 = 0,173 moli.
In base alla stechiometria della reazione, da una mole di Cu si ottiene una mole di CuSO4:
moli di CuSO4 = 0,173
massa di CuSO4 = moli x massa molare = 0,173 x 159,6 = 27,61 g