Corso di Laurea in Biotecnologie 02/02/2011 Chimica generale e Inorganica

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1 Corso di Laurea in Biotecnologie 02/02/2011 1) La calce viva, CaO, viene preparata secondo la seguente reazione tra solfuro di calcio e solfato di calcio: CaS (l) + CaSO 4 (s) CaO (s) + SO 2 (g) a) Bilanciare la reazione redox. b) quale massa di diossido di zolfo (in grammi) potrebbe essere ottenuta da kg di solfato di calcio? [R g] 2) Quale volume di ammoniaca al 20.49% con densità occorre per salificare completamente 50 ml di HCl al 10.17% con densità Calcolare inoltre il ph della soluzione dopo l aggiunta. [K b (NH 3 ) = 1.8 x 10-5 ] [R ml; ph 4.44] 3) Calcolare la solubilità di AgCN in una soluzione a ph 3.7, in cui la concentrazione dell acido cianidrico (HCN) all equilibrio è pari a 0.01 M. [R. 6 x M] 4) Una miscela gassosa contiene 3.23 g di cloroformio CHCl 3 e 1.22 g di metano CH 4. Quale pressione è esercitata dalla miscela in un contenitore di 50.0 ml a 275 C? Qual è il contributo alla pressione del CHCl 3? [R atm] dell atomo centrale. Stabilire inoltre quali di esse possono comportarsi da acido o base di Lewis: SO 2, H 2 CO 3, IF 5, SOCl 2 B) Enunciare il secondo principio della termodinamica. Non si può usare direttamente il S univ come indice della spontaneità di una reazione: perché? C) Descrivere la teoria VSEPR. Quali le differenze con la teoria del legame di valeneza? Cosa sono gli orbitali atomici ibridi?

2 Corso di Laurea in Biotecnologie 17/02/2011 1) Avendo a disposizione soluzioni tutte 0.01M di acido acetico (1L) idrossido di potassio, acido cloridrico e ammoniaca (1L), determinare i volumi di idrossido di potassio e di acido cloridrico da utilizzare per preparare due soluzioni tampone rispettivamente a ph=4 e ph=10 sapendo che K b (NH 3 ) = 1.8 x 10-5 e che K a (CH 3 COOH) = 1.8 x [ R. 152 ml; 152 ml] 2) Calcolare quanti ml di una soluzione 1M di NH 3 sono necessari per sciogliere 1.2 g di AgCl in 1L di acqua, sapendo che K ps (AgCl) = 1.8x10-10 ; K inst ([Ag(NH 3 ) 2 ] + ) = 6.8x10-8. [ R ml] 3) Bilanciare la seguente reazione: KMnO 4 + K 2 C 2 O 4 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + CO 2 + H 2 O. Sapendo che 5 g di permanganato di potassio reagiscono con 100 ml di una soluzione di ossalato di potassio 0.5 M, qual è il volume di CO 2 che si forma a 37 C e 2.5 atm sapendo che la resa di reazione è dell 87%. [ R L] 4) Supporre che 250 ml di una soluzione di PbSO M vengano elettrolizzati. Per quanto tempo deve circolare una corrente di 1.32 A perché la concentrazione di Pb 2+ si riduca fino a M? Quale massa di Pb(s) sarà depositata sul catodo durante questo periodo? [ R g; 4.99 h] dell atomo centrale: H 2 O 2, BrO - 4, PCl 3, CH 3 COOH. B) Definire il concetto di velocità di reazione ed indicare, nel caso di una reazione a più stadi, qual è il fattore fondamentale che determina l equazione cinetica. C) Legami covalenti e regola dell ottetto. Quando e perché si può espandere l ottetto?

3 Corso di Laurea in Biotecnologie 3/03/2011 1) Un sale idrato è composto da Na, H, P e O nei seguenti rapporti percentuali in peso: Na 12.84%; P 8.66%; H 7.03 %; O 71.47%. Sapendo inoltre che il composto possiede il % di acqua di cristallizzazione, calcolare la formula empirica del sale idrato. [R. Na 2 HPO 4 x 12 H 2 O] 2) La decomposizione termica di 100,0 mg di idrogenocarbonato di ammonio genera, oltre ad anidride carbonica e acqua, 25,3 ml di ammoniaca gassosa misurati in condizioni normali. Dopo aver scritto e bilanciato la reazione determinare: a) la purezza del sale; b) il ph della miscela ottenuta per assorbimento dell ammoniaca prodotta in 100 ml di una soluzione di HCl a ph = (k a NH + 4 = 5.56 x ) [R %; ph 9.38] 3) Lo stagno reagisce con NaNO 3 in ambiente acido secondo la reazione da bilanciare: Sn + NaNO 3 + H 2 SO 4 SnO 2 + NO 2 + H 2 O + Na 2 SO 4 Calcolare il volume di H 2 SO 4 al 35% (d = 1.11g/ml) che occorre per far reagire 145,5 g di un minerale che contiene il 42% in peso di Sn. [R. 320 ml] 4) La solubilità del solfato di calcio in acqua pura è 8.43 x 10-3 mol/l. Calcolare quanti grammi di solfato di calcio si possono sciogliere in 1 litro di una soluzione 0.11 mol/l di solfato di alluminio. [R g ] dell atomo centrale: SiCl 4, H 2 SO 4, NF 3, ClO - 3. B) Illustrare le proprietà colligative delle soluzioni e spiegare il perché sono definite per soluzioni ideali. C) Illustrare la differenza tra la spontaneità di una reazione e la velocità alla quale essa avviene.

4 Corso di Laurea in Biotecnologie 27/06/2011 1) Il potenziale della cella la cui reazione complessiva (da bilanciare) è indicata sotto, è uguale a V: Zn (s) + H + (? M) Zn 2+ (2.5 M) + H 2(g) (4.5 atm) Calcolare il ph della semicella H + /H 2. (E Zn2+/Zn= V) [R. ph 4.86] 2) Una soluzione concentrata di acido cloridrico ha una percentuale del 37.0% in peso di HCl e una densità di 1.19 g/ml. Per preparare una soluzione diluita di HCl, 4.5 ml della soluzione concentrata sono diluiti a 100 ml con acqua. Successivamente, 10 ml della soluzione vengono fatti reagire con una soluzione di AgNO 3 secondo la seguente reazione: AgNO 3(aq) + HCl (aq) AgCl (s) + HNO 3(aq) Quanti ml di una soluzione M di AgNO 3 sono richiesti per precipitare tutti gli ioni Cl - come AgCl (s)? [R ml] 3) Calcolare la massa in g di Na 2 HPO 4 e di NaH 2 PO 4 da mescolare in 200 ml di H 2 O per ottenere una soluzione tampone a ph 7.0 di concentrazione 0.1 M (la concentrazione è da intendersi come somma delle concentrazioni dei 2 sali) (K a =6.2x10-8 ). [R g; 1.1 g] 4) La lisina è un amminoacido essenziale. Un esperimento ha indicato che ogni molecola di lisina contiene 2 atomi di azoto. Un altro esperimento ha stabilito che la lisina contiene il 19.2 % di N, il 9.64% di H, il 49.3% di C e il 21.9% di O in massa. Qual è la formula molecolare della lisina? [R. C 6 H 14 N 2 O 2 ] 2- dell atomo/degli atomi centrale/i: BrF 5, PCl 3, H 2 SO 4, CO 3 B) (a) Cos è la pressione parziale dei gas? (b) Enunciare la legge di Dalton. Esprimerla simbolicamente. C) Per ogni processo dire se la variazione di entropia del sistema è positiva o negativa. (a) vapore acqueo (il sistema) che condensa sottoforma di gocce su una finestra. (b) Acqua che bolle. (c) una lattina di bibita gasata che si sgasa.

5 Corso di Laurea in Biotecnologie 18/07/2011 1) Lo pneumatico di un automobile possiede una tenuta massima di 2000 torr. Lo pneumatico viene gonfiato con aria fredda a un volume di 11.8 L a una temperatura di 12 C con una pressione di 1860 torr. Guidando in una giornata molto calda lo pneumatico raggiunge un volume di 12.2 L e una temperatura di 65 C. La pressione interna dello pneumatico eccederà rispetto alla sua tenuta massima facendolo scoppiare? [R Torr, scoppia] 2) Una soluzione è costituita da Mg(NO 3 ) M, NH M e NH 4 NO M. In tale soluzione Mg(OH) 2 precipita sapendo che la sua K ps = 1.5 x 10-11? Quanto vale il ph di tale soluzione? (K b (NH 3 ) = 1.8 x 10-5 ) [R. ph 7.59] 3) Bilanciare in ambiente basico le seguenti reazioni: a) CrO SO Cr(OH) 3 + SO 4 b) HS - + ClO - 3 S + Cl - 4) Usando le seguenti semireazioni ed i dati di E a 25 C: PbSO 4 (s) + 2e - 2- Pb(s) + SO 4 E = V PbI 2 (s) + 2e - Pb(s) + 2I - E = V Calcolare la costante di equilibrio della seguente reazione: PbSO 4 (s) + 2I - 2- PbI 2 (s) + SO 4 [R. K = 2] dell atomo/degli atomi centrale/i: CCl 4, AlCl 3, ClO - 2, SO 2. B) L aggiunta o la sottrazione di reagenti o prodotti modifica il valore di Q, ma non modifica il valore di K c. L equilibrio viene quindi ristabilito dal procedere della reazione in modo tale da cambiare il valore di Q, facendolo tornare uguale a K c. Di che principio stiamo parlando? Esaminarlo dal punto di vista cinetico. C) Perché la dissoluzione di molti solidi ionici in acqua è un processo endotermico, mentre la miscelazione di due liquidi altamente miscibili è un processo esotermico?

6 Corso di Laurea in Biotecnologie 8/09/2011 1) Data la seguente reazione da bilanciare: Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + KNO 3 Na 2 CrO 4 + KNO 2 + CO 2 Determinare quanti grammi di Na 2 CrO 4 e quanti litri di CO 2 (misurati in c.n.) si ottengono se si mettono a reagire 5 grammi di ciascun reagente. [R. 5.3 g; 0.74 L] 2) Una soluzione è stata ottenuta sciogliendo in H 2 O 5.6 g di KF e 3 g di HF al 15% in peso. Il volume finale è stato portato a 400 ml. Calcolare il ph della soluzione finale. (K ahf = 7.5 x 10-4 ). [R. 3.76] 3) Calcolare la densità dell anidride carbonica a 450 C e a 450 torr. Trovare inoltre a quale pressione bisogna sottoporre il gas metano perché alla stessa temperatura presenti la stessa densità dell anidride carbonica. [R g/l; 1.7 atm] 4) Calcolare la solubilità in g/litro di PbCl 2 in: a) H 2 O pura e b) in una soluzione 0.1 M di NaCl (Kps PbCl2 = 1.7 x 10-5 ). [R. 4.5 g/l; 0.47 g/l] dell atomo/degli atomi centrale/i: fosfato di sodio, tribromuro di alluminio, pentafloruro di fosforo, acido solforoso. B) Illustrare le differenze tra Kc e Kp e definire quando e come le due costanti possono essere correlate tra loro. C) Definire il concetto di energia di attivazione di una reazione ed in quali casi ne viene variato il valore

7 Corso di Laurea in Biotecnologie 29/09/2011 Chimica Generale e Inorganica 1) Sono state preparate due soluzioni approssimativamente 0.12 M di ammoniaca, NH 3, e di acetato di sodio, NaCH 3 COO. Per stabilire con accuratezza la loro molarità (titolo) ne sono stati titolati 25.0 ml con acido cloridrico, HCl, M. Per titolare la soluzione di ammoniaca sono occorsi ml di soluzione di HCl, mentre nel caso dell acetato di sodio ne sono occorsi ml. Calcolare a) la molarità delle due soluzioni b) i ph ai rispettivi punti equivalenti (K b (NH 3 ) = 1.8 x 10-5 ; K a (CH 3 COOH) = 1.8 x 10-5 ) [R: a) [NH 3 ]=0.134 M, [NaCH 3 COO]=0.124 M; b) ph 5.06 per NH 3, 2.82 per NaCH 3 COO]. 2) 100 ml di nitrato di piombo, Pb(NO 3 ) 2, 2.00 x 10-3 M vengono mescolati con 50.0 ml di acido bromidrico, HBr, 1 M. a) precipita il bromuro di piombo? b) calcolare le concentrazioni di Pb 2+ e di Br - all equilibrio (K Ps (PbBr 2 ) = 6.6 x 10-6 ). [R: a) si; b) ) [Pb 2+ ]=6.04 x 10-5 M, [Br - ]=0.331 M]. 3) Calcolare a) la forza elettromotrice standard di una pila nella quale avviene la reazione di cella in condizioni standard: 4 Fe 2+ + O 2 (g) + 4 H + 4 Fe H 2 O b) la forza elettromotrice della pila quando la composizione del sistema è: [Fe 2+ ] = 1.00 x 10-2 M, [Fe 3+ ] = 1.00 x 10-3 M; ph = 3.00; p O2 = atm (E Fe3+/ Fe2+ = V; E O2,H+/ H2O = V). [R: a) E fem = V b) E fem = V] 4) Calcolare il volume di permanganato di potassio KMnO M necessario per ossidare tutto il ferro (II) contenuto in 50.0 ml di una sua soluzione M, dopo aver bilanciato la reazione: KMnO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 MnSO 4 + K 2 SO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O [R: 20 ml] dell atomo/degli atomi centrale/i: SF 4, HIO 3, Cl 3 PO, N 2 H 4 B) Da cosa è formata una soluzione tampone? Se volessi preparare un tampone acetico avendo in laboratorio solo CH 3 COOH e NaOH, come potrei operare? (No conti!) C) Se masse uguali di O 2 e N 2 sono rispettivamente poste in due matracci di uguale volume alla stessa temperatura, quale delle affermazioni seguenti è vera? se falsa dire perché: a) La pressione nel matraccio contenente N 2 è maggiore di quella del matraccio con O 2 b) Vi sono molte più molecole nel matraccio che contiene O 2 rispetto a quelle contenute nel matraccio con N 2

8 Corso di Laurea in Biotecnologie 12/12/2011 Chimica Generale e Inorganica 1) L aria è una miscela di gas e contiene il 20.95% in O 2. Calcolare il volume d aria in m 3 (a T = 25 C e P = 1.00 atm) necessario alla combustione si 1.0 L di etere etilico (liquido, d = g/ml). La reazione che avviene è: C 2 H 5 OC 2 H 5(l) + 6 O 2(g) 4 CO 2(g) + 5 H 2 O (l). (V = 6.73 m 3 ) 2) L analisi di un campione di acqua sotterranea ha prodotto i seguenti risultati: ph = 7.4, [HCO - 3 ] = 1.3 x 10-3 M, [Ca 2+ ] = 2.7 x 10-4 M. in queste condizioni verificare se la soluzione è satura, sovrasatura o sottosatura rispetto alla precipitazione della calcite CaCO 3, sapendo che K ps (CaCO 3 ) = 3.31 x 10-9 e K a2 (H 2 CO 3 ) = 5.0 x (Q = soluzione insatura) 3) Calcolare quanti cm 3 di ammoniaca, NH 3, al 18.0% (d = g/cm 3 ) occorrono per preparare 1.00 dm 3 di una soluzione di ammoniaca con ph = (K b (NH 3 ) = 1.78 x 10-5 ). (V = cm 3 ) 4) Calcolare la forza elettromotrice della pila nella quale avviene la reazione di cella sotto indicata (da bilanciare) quando la composizione del sistema è: [Fe 2+ ] = 1.00 x 10-2 M, [Fe 3+ ] = 1.00 x 10-3 M, ph = 3.00, po 2 = atm. Fe 2+ + O 2 Fe 3+ + H 2 O E (Fe 3+ /Fe 2+ ) = V; E (O 2, H + /H 2 O) = V. (E = V) A) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti molecole specificandone la geometria secondo la teoria VSEPR e l ibridazione dell atomo/degli atomi centrale/i: CH 3 COOH, O 3, BCl - 4, H 3 PO 4. B) Definire cosa si intende per legame covalente e di coordinazione utilizzando la teoria di Lewis anche in riferimento alle definizioni da lui data di acido e base. C) Come si possono ipotizzare sulla base delle evidenze concrete i singoli stadi elementari attraverso i quali i reagenti si convertono nei prodotti finali di una reazione multisteps?

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