Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Esame di Complementi di Chimica 17 Giugno nome e cognome... matricola...

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1 Esame di Complementi di Chimica 17 Giugno 21 1) Si supponga che il coefficiente di ripartizione K D fra CCl 4 e H 2 O per una sostanza x abbia un valore di 5. Partendo da.1 L di fase acquosa, contenente soluto x in concentrazione.1 M, calcolare la sua concentrazione finale in acqua dopo: a) 5 estrazioni consecutive con 2 ml di CCl 4 alla volta; b) un estrazione con 1 ml di CCl 4 aggiunti in una sola volta. 2) Che tipo di isomeria è presente nelle due seguenti coppie di complessi? 1) [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 e [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl 2H 2 O 2) [CoBr(NH 3 ) 5 )]SO 4 e [Co(SO 4 )(NH 3 ) 5 ]Br Indicare il nome dei quattro complessi e quale fra i quattro complessi presenterà la pressione osmotica maggiore a 25 C a parità di concentrazione. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per l'alluminio, conoscendo i seguenti dati: E Al 3+/Al = 1.66 V; K ps per Al(OH) 3 = Potenziale (V) Problema 4) per Studenti D.M. 59 Calcolare la massa di azoto che si scioglie in 5 ml di acqua in equilibrio con l aria alla temperatura di 2 C ed alla pressione esterna di 1 atm (il coefficiente di Bunsen per N 2 a 2 C è α =.18). Problema 4) per Studenti D.M. 27 Sintesi, utilizzo e composti (idruri) dell'idrogeno.

2 Esame di Complementi di Chimica 28 Giugno 21 1) Con riferimento ai complessi di coordinazione, dare una definizione per: a) isomeri di ionizzazione, b) isomeri di idratazione, c) isomeri di coordinazione, fornendo un esempio concreto per ciascun caso. 2) Dopo aver tracciato il diagramma di stato dell'acqua (ed aver indicato i punti caratteristici) scegliere un punto qualsiasi all'interno della regione "solido". Descrivere, a partire dal punto scelto, quali cambiamenti di fase avvengono in seguito a: a) aumento di temperatura a pressione costante; b) diminuizione di pressione a temperatura costante. 3) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox SO 4 2,Η + /SO 2 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (SO4 2,Η + /SO 2) = +.7 V; [SO 2 4 ] = 1. M, P SO2 = 1. atm). E (V) Problema 4) per Studenti D.M. 59 Descrivere brevemente la natura delle radiazioni α, β e γ ed illustrare le differenze fra Fissione Nucleare e Fusione Nucleare fornendo qualche esempio concreto. Problema 4) per Studenti D.M. 27 I gas nobili: proprietà, "composti" e utilizzo.

3 Esame di Complementi di Chimica 8 Luglio 21 1) Disegnare la struttura di Lewis (indicando cariche formali, numero sterico, ibridazione e geometria) per la molecola O 2 e confermare, per mezzo della Teoria degli Orbitali Molecolari (Metodo LCAO), l'ordine di legame fra i due atomi (per l'atomo di ossigeno, Z=8) ottenuto dalla struttura di Lewis. 2) Nei complessi ottaedrici di Pd(IV) (per il palladio Z = 46) la separazione energetica degli orbitali d (indicata con Δ o ) dovuta al campo cristallino è relativamente alta. Il composto ottaedrico K 2 [PdCl 6 ] è diamagnetico o paramagnetico? Quale è la configurazione elettronica degli orbitali d nel complesso? (Si consiglia di partire dalla configurazione elettronica del Pd per poi passare a quella dello ione Pd(IV) e procedere con quella relativa al complesso). 3) Le costanti di formazione del complesso diamminaargento(i) sono: K f1 = e K f2 = Determinare l'espressione per il calcolo della frazione β 2 e calcolare la frazione β 2 quando la concentrazione di NH 3 in soluzione è pari a M. Problema 4) per Studenti D.M. 59 Determinare a quale il rapporto di distribuzione di un acido organico debole (K a = ) nella coppia di solventi <esano/acqua> è uguale a 15 (costante di ripartizione per l'acido nella coppia esano/acqua: K D = 3). Problema 4) per Studenti D.M. 27 Principali elementi del Gruppo 14: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

4 Esame di Complementi di Chimica 2 Luglio 21 1) Durezza delle acque e fenomeni correlati. 2) Ordinare le seguenti soluzioni in ordine crescente di pressione osmotica a 25 C: a) esacianoferrato(ii) di potassio.5 M; b) cis-diamminadicloroplatino(ii) M; c) fosfato di tetracarbonileoro(iii).5 M; d) nitrato di calcio M. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Cobalto, conoscendo i seguenti dati: K ps per l'idrossido di cobalto(ii) = ; E Co 2+ /Co =.28 V. Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) Problema 4) per Studenti D.M. 59 Indicare i prodotti della degradazione anaerobica delle sostanze inquinanti delle acque e, per tre di essi, riportare la struttura di Lewis (indicando anche ibridazione, geometria ed eventuale presenza di momento dipolare). Problema 4) per Studenti D.M. 27 Elementi Alcalino-terrosi: proprietà, sintesi, composti e loro applicazioni.

5 Esame di Complementi di Chimica 16 Novembre 21 1) Riportare su ogni foglio consegnato nome, cognome, matricola e data. 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) Dare il nome ai seguenti complessi e identificare il tipo degli isomeri rappresentati da ciascuna coppia: a) [Cr(OH) 2 (NH 3 ) 4 ]Br e [CrBr(OH)(NH 3 ) 4 ]OH b) [Co(NCS)(NH 3 ) 5 ]Cl 2 e [Co(SCN)(NH 3 ) 5 ]Cl 2 2) Descrivere approssimativamente, nel diagramma Tempertaura vs tempo riportato sotto, le curve di congelamento (a partire da 25 C): a) dell'acqua pura, b) di una soluzione acquosa di ipoclorito di sodio.1 m, c) di una soluzione acquosa di cloruro di cloropentaaquacromo(iii).1 m. Commentare brevemente le tre curve. Temperatura ( C) t (min) 3) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox ClO 3,Η + /ClO 2 e tracciare schematicamente il diagramma E/ (E (ClO3,Η + /ClO2) = V; [ClO 3 ] = 1. M, P ClO 2 = 1 atm). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Disegnare schematicamente i legami di tipo σ e i legami di tipo π partendo dalla combinazione di opportuni orbitali atomici.

6 Esame di Complementi di Chimica 14 Dicembre 21 1) Riportare su ogni foglio consegnato nome, cognome, matricola e data. 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) - Fornire una definizione per "tempo di dimezzamento" e "ordine di reazione"; - Citare un esempio significativo di catalisi eterogenea. 2) Tracciare a destra la curva di raffreddamento del sistema identificato dai punti P nel diagramma eutettico di sinistra. Commentare brevemente le curve tracciate. T P1 P2 T A puro Composizione B puro tempo 3) Indicare i prodotti della degradazione anaerobica delle sostanze inquinanti delle acque e, per due di essi, riportare la struttura di Lewis (indicando anche ibridazione, geometria ed eventuale presenza di momento dipolare). Problema 4) per Studenti D.M. 59 Scrivere le formule di struttura dei complessi e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: A) trans-diclorodiidrossoplatino(ii).1 M; B) cianuro di tetraamminadiclorocromo(iii).1 M; C) tetranitrosilenichel().1 M. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Elementi Alcalino-terrosi: proprietà, sintesi, composti e loro applicazioni.

7 Esame di Complementi di Chimica 17 Febbraio 211 1) Riportare su ogni foglio consegnato nome, cognome, matricola e data. 1) Utilizzare la teoria degli Orbitali Molecolari per spiegare perché la molecola Be 2 non esiste (per Be Z = 4). 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox SO 4 2,Η + /SO 2 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (SO4 2,Η +/SO2) = +.7 V; [SO 4 ] = 1. M, P SO 2 = 1 atm). E (V) ) Il complesso [Co(CN) 6 ] 3 è giallo pallido (per il Co Z = 27). Il complesso: a) assorbe radiazione visibile di lunghezza d'onda breve o lunga? b) Quanti elettroni spaiati figurano nel complesso? c) Se si sostituiscono i sei leganti cianuro con H 2 O, l'assorbimento della radiazione si sposterà verso il blu o verso il rosso? Giustificare le risposte date. Problema 4) per Studenti D.M. 59 A quale (1.5 oppure 11.5) conviene portare una soluzione acquosa di una acido debole organico per estrarlo con esano? Giustificare la risposta mediante il calcolo del rapporto di distribuzione nella coppia di solventi data (la costante di ripartizione dell'acido nella coppia di solventi <esano/acqua> è K D = 5 mentre la K a è ). Problema 4) per Studenti D.M. 27 Principali elementi del gruppo 15 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

8 Esame di Complementi di Chimica 15 Marzo 211 1) Che tipo di isomeria è presente nelle due seguenti coppie di complessi? 1) [CoBr(NO) 5 ]SO 4 e [Co(SO 4 )(NO) 5 ]Br 2) [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 e [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl 2H 2 O Indicare il nome dei quattro complessi e quale fra i quattro complessi presenterà la pressione osmotica maggiore a 25 C a parità di concentrazione. 2) Definite i termini che seguono: fase, costituente, componente e grado di libertà. 3) Date a destra le curva di raffreddamento dei sistemi P1 e P2, individuare nel diagramma eutettico di sinistra la posizione dei punti corrispondenti ai sitemi P1 e P2. Commentare la scelta fatta. T T P2 P1 A puro Composizione B puro tempo Problema 4) per Studenti D.M. 59 Lo smog fotochimico rappresenta una delle cause dell'inquinamento della troposfera ed è riconducibile alle seguenti reazioni: NO 2 + hν NO + O O2 + O O3 Riscrivere le due reazioni sotto forma di Strutture di Lewis e motivare perché esse sono fonte di inquinamento per la troposfera. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Elementi Alcalino-terrosi: proprietà, sintesi, composti e loro applicazioni.

9 Esame di Complementi di Chimica 12 Aprile 211 1) Uno studente ha preparato un complesso di cobalto che ha una delle seguenti strutture: [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3, [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 o [Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ]Cl: a) assegnare il nome a ciascuna struttura; b) spiegare come può fare lo studente a distinguere fra le tre possibilità mediante reazioni chimiche o altri tipi di esperimenti. 2) Ad elevate temperature HI reagisce secondo l'equazione chimica: 2 HI (g) H 2(g) + I 2(g) A 443 C la velocità di reazione aumenta con la concentrazione di HI, come mostrato nella seguente tabella: [HI] (mol L 1 ) velocità (mol L 1 s 1 ) Determinate l'ordine di rezione e scrivete la legge di velocità. - Calcolate la costante di velocità e datene le unità di misura. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per l'alluminio conoscendo i seguenti dati: E Al 3+/Al = 1.66 V; K ps per Al(OH) 3 = Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) Problema 4) per Studenti D.M. 59 Dare una definizione per il termine "catalizzatore" e citare un esempio concreto di catalisi omogenea ed uno di catalisi eterogenea. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Principali elementi del Gruppo 13: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

10 Esame di Complementi di Chimica 1 Maggio 211 1) Scrivere la formula di struttura dei seguenti complessi (solo per la specie contenente il metallo) e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: a) tetracianorameato(ii) di potassio M ; b) trans-diidrossodiamminaplatino(ii) 1 mm; c) cloruro di trisetilendiamminacobalto(i).1 M. 2) Distinguere tra catalisi omogenea e catalisi eterogenea e descrivere un processo industriale importante che usa la catalisi eterogenea. 3) Nel seguente diagramma E/ indicare le reazioni o i processi che avvengono fra le varie specie relativamente alle rette indicate con le lettere a-e. E a Cl 2 b HClO c d ClO Cl e Problema 4) per Studenti D.M. 59 Un acido debole organico ha, per la coppia di solventi <esano/acqua>, una costante di ripartizione K D = 4 ed il rapporto di distribuzione per questo acido quando il della soluzione acquosa è uguale a 4.33 risulta pari a 2. Calcolare la K a dell'acido organico. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Idrogeno: sintesi, utilizzo e composti (idruri).