. 7H 2 O (solfato di nickel eptaidrato)

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1 Formula minima Formula molecolare - atomo isotopi mole rapporti stechiometrici reagente limitante resa di reazione bilanciamento equazioni chimiche semplici concentrazione delle soluzioni - densità Esercizio 1.1. Calcolare la formula minima e quella molecolare di un composto organico incognito che, all analisi elementare, ha fornito i seguenti risultati: C % H % O % Il suo P.M. è 164 Da. Su 100 g di composto, avrò: C g / 12,011 g mol -1 = mol C H g / g mol -1 = mol H O g / g mol -1 = mol O Divido tutto per e ottengo: C / = ~ 5 H / = ~ 6 O / = 1 La formula bruta del composto è: C 5 H 6 O (PM = = 82.1) e corrisponde a metà del peso molecolare. Perciò la formula molecolare sarà: C 10 H 12 O 2 Esercizio 1.2. Calcolare la massa di ciascun elemento e di H 2 O contenute in 1.00 g di NiSO 4. 7H 2 O (solfato di nickel eptaidrato) P.M. NiSO 4. 7 H 2 O = g mol -1 P.M. H 2 O = g mol -1 NiSO 4. 7 H 2 O 1.00 g / g mol -1 = mol Ni g mol -1 = g S g mol -1 = g O g mol -1 = g H g mol -1 = g Σ pesi in g = 1.00 g (controllo) H2O ,01 = g Esercizio 1.3. Calcolare la % in peso dei singoli elementi e dell acqua di cristallizzazione nel composto Na 2 CO H 2 O (carbonato di sodio decaidrato) P.M. Na 2 CO H 2 O = g mol -1 Ogni mole di carbonato contiene: 2 mol Na = g g / 286,2 g). 100 = 16.1 % Na 13 mol O = g g / g). 100 = 72.7 % O 1 mol C = g g / g). 100 = 4.20 % C 20 mol H = g g / g). 100 = 7.04% H Somma % dei singoli elementi = 100% 10 mol acqua = g g / g). 100 = 63,0 % Esercizio 1.4. Bilanciare le seguenti reazioni:

2 Al(OH) 3 + HCl AlCl 3 + H 2 O AgNO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 NaNO 3 + Ag 2 Cr 2 O 7 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 2 O 3 + SO 3 SiO 2 + HF SiF 4 + H 2 O Al(OH) HCl AlCl H 2 O 2 AgNO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 2 NaNO 3 + Ag 2 Cr 2 O 7 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 2 O SO 3 SiO HF SiF H 2 O Esercizio 1.5. Calcolare quanto CO e quanta SO 2 si possono ottenere dalla combustione di 1 t di carbone che contiene il 93 % in peso di C e lo 0.99 % in peso di S, se la resa è del 95%. Determinare inoltre quanti Kg di ossigeno occorrono. S + O 2 SO 2 C + ½ O 2 CO PM CO = g mol -1 PM SO 2 = g mol g carbone contengono: g. (93 /100) = g C = mol C g. (0.99 /100) = g S = mol S Rapporto C:CO = 1:1 da cui: x = mol CO se la resa fosse del 100% (reazione quantitativa). Ma la resa è del 95%, perciò: mol. (95/100) = mol effettive CO Rapporto S:SO 2 = 1:1 da cui: x = mol SO 2 se la resa fosse del 100% (reazione quantitativa). Ma la resa è del 95%, perciò: mol. (95/100) = mol effettive SO 2 mol di O 2 consumato = ( mol) / mol = mol g di O 2 consumato = mol g mol -1 = g O 2 = Kg O 2 Esercizio 1.6. Calcolare la quantità di Cl 2 necessaria per produrre 28.3 g CaCl 2, secondo la reazione: 6 Ca(OH) Cl 2 Ca(ClO 3 ) CaCl H 2 O sapendo che la resa della reazione è 78.5% P.M. CaCl 2 = g mol -1 P.M. Cl 2 = g mol -1 mol CaCl 2 = 28.3 g / g mol -1 = mol effettive moli ipotetiche (considerando che la resa è del 78,5%) = (100 / 78.5) = mol CaCl 2 da cui si ricava che le moli di Cl 2 necessarie sono: / 5 = mol 27.6 g Cl 2 Esercizio g di acido cloridrico (PM = g mol -1 ) sono sciolti in una quantità di acqua tale da ottenere ml di soluzione. Calcolare la molarità (a) e la molalità (b) della soluzione, sapendo che la sua densità è g ml -1. (a) g / ( g mol -1 ) = mol di HCl mol / L = 1.41 mol L -1 = 1.41 M (a) molalità = moli di soluto (HCl) / massa solvente (H 2 O) 1.00 L di soluzione = 1000 ml ha massa: 1000 ml g ml -1 = 1021 g che contengono 1.41 mol di HCl 1.41 mol g mol -1 = 51.4 g di HCl

3 Massa di H 2 O = 1021 g 51.4 g = 970 g H 2 O 1.41 mol di HCl / Kg H 2 O = 1.45 mol HCl / Kg solvente = 1.45 m Esercizio 1.8. L acido lattico (che determina il sapore del latte acido) ha massa molecolare g mol -1. La sua composizione percentuale è: C = %, H = 6.71 % (il resto è ossigeno). Scrivere (a) la formula minima (o empirica) e (b) la formula molecolare dell acido lattico, sistemando i simboli degli atomi in ordine alfabetico = % di O g / g mol -1 = mol C / = 1 C g / g mol -1 = 6.66 mol H 6.66 / = 2 H g / g mol -1 = mol O / = 1 O1 Formula minima: CH 2 O PM (CH 2 O) = = / = 3.00 Formula molecolare: (CH 2 O). 3 = C 3 H 6 O 3 Esercizio 1.9. Dati g di dicromato di potassio (PF = uma) in 250 ml di soluzione acquosa, calcolare: a) il numero di moli di sostanza; b) il numero di equivalenti di sostanza (riferiti a Cr2O e - + H + Cr 3+ + H2O, da bilanciare); c) la molarità; d) la normalità; e) il numero di atomi di ciascun elemento contenuti in g di dicromato di potassio. R(a) = moli di sostanza; R (b) = eq equivalenti di sostanza K2Cr2O7 R(c) = molarità M ; R(d) = normalità 1.25 N; R(e) = atomi di ciascun elemento: atomi di K edi Cr; atomi di O a) 15,34 g / g mol -1 = mol K2Cr2O7 b) Cr2O e H + 2 Cr H2O g / ( / 6) g eq -1 = eq K2Cr2O7 c) mol / L = 0,209 M d) 0,3129 eq / 0,250 L = 1,25 N e) g mol di K2Cr2O = atomi di K e Cr = atomi di O Esercizio È data una soluzione di H 2 SO 4 al 28.3% in peso, la cui densità è g ml ml di tale soluzione vengono miscelati con 25.3 ml di soluzione di H 2 SO 4 al 50.7% in peso, la cui densità è g ml -1. Sapendo che la densità della soluzione finale è g ml -1 calcolarne la % in peso e la molarità R = 37.5 R = 4.96 M % in peso molarità 41.2 ml g ml = 14.1 g H 2 SO 4 nella prima soluzione 25.3 ml g ml = 18.0 g H 2 SO 4 nella seconda soluzione

4 14.1 g g = 32.1 g H 2 SO 4 nella soluzione finale 41.2 ml g ml ml g ml -1 = 85.5 g di soluzione finale 85.5 g : g ml -1 = 66.0 ml volume soluzione finale (32.1 g / 85.5 g). 100 = 37.5 % in peso di H 2 SO 4 nella soluzione finale (32.1 g / g mol -1 ) : L = 4.96 mol L -1 = 4.96 M molarità soluzione Esercizio La coramina, sostanza molto usata in medicina come stimolante cardiaco, contiene carbonio, idrogeno, ossigeno ed azoto. Un campione purificato di g di coramina contiene 2.23 g di C, g di H e g di N. Determinare la formula minima della coramina. Ra = formula minima: C10H14N2O % C = 2.23 / = 0.669% % H = / = % % N = / 3,332 = 0.160% % O = [3.332 ( )] / = % n moli di C = / = n moli di H = / = n moli di N = / = n moli di O = / = Dividiamo per il numero più piccolo ottenendo: C = 9.89; H = 14.1; N = 2.02; O = 1 approssimo a 10:14:2:1 Esercizio Uno dei veleni più potenti, la stricnina, ha massa molecolare u. La sua composizione percentuale è: 75.42% di C, 6.635% di H e 8.38% di N con il resto ossigeno. Calcolare la formula minima o empirica (a) e molecolare (b) della stricnina, sistemando i simboli degli atomi in ordine alfabetico. R (a)= Formula Minima C21H22N2O2 R (b)= Formula Molecolare= C21H22N2O ( ) = 9.56 % O (g) / (g mol -1 ) = 6.28 mol C 6.28 (mol) / (mol) = 10,5. 2 = (g) /1.008 (g mol -1 ) = 6.58 mol H 6.58 (mol) / (mol) = = (g) / (g mol -1 ) = mol N (mol) / (mol) = 1,00. 2 = (g) / (g mol -1 ) = mol O (mol) / (mol) = 1,00. 2 = 2 Formula Minima= C 21 H 22 N 2 O 2 PM C 21 H 22 N 2 O 2 = = uma Formula Molecolare = C 21 H 22 N 2 O 2 Esercizio Si calcoli la molalità di una soluzione acquosa al 10% in peso di un composto organico di peso molecolare 113 uma.

5 PM = 113 g mol g / 113 g mol -1 = 0,088 mol di composto in 90 g di H2O (solvente) mol / Kg = m Esercizio 1.14 Quanti ml di soluzione acquosa di acido cloridrico al 35.4 % in peso (d = 1.18 g ml -1 ) è necessario prelevare per avere 6.19 mol di acido cloridrico? 1.18 g = g di HCl in 1 ml di soluzione PM = g mol g / g mol -1 = mol di HCl in 1 ml di soluzione mol : 1 ml = 6.19 mol : x ml x ml = 540 ml Esercizio Calcolare: a) quanti grammi e quante moli di acido solforico (PM = uma) sono contenuti in dm 3 di una soluzione acquosa al 35 % in peso (d = g cm - 3 ); b) la molarità e la normalità della soluzione di acido solforico (come acido diprotico) g. 0,35 = g H2SO4 in 1 cm 3 di soluzione = 221 g in dm 3 di soluzione 221 g / g mol -1 = 2.25 mol in dm mol / 0.5 L = 4.50 M Acido diprotico = 9.00 N Esercizio Si disciolgono 2.34 g di CaCl2 in ml di H2O. Calcolare la concentrazione delle specie ioniche in soluzione assumendo che il volume non vari in seguito all addizione del sale solido. [Ca 2+ ] = M; [Cl - ] = M Esercizio Una soluzione di HNO 3 al 27 % in peso ha una densità di 1.16 g ml -1. Calcolare molarità (M) e molalità (m) della soluzione. PM HNO 3 = g mole -1 Molarità = 313 / = 4.97 Μ g HNO 3 in 1 L = ( ) / 100 = 313 g In 1 L di soluzione (che pesa 1160 g) ci sono: = 847 g di H 2 O Se ho 313 g (= 4.97 moli) di HNO 3 ogni 847 g di acqua, avrò (proporzione): ( ) / 847 = 5.87 moli di HNO 3 in 1000 g di acqua Molalità = 5.87 m Esercizio Calcolare la molalità di una soluzione ottenuta miscelando uguali volumi di soluzioni di HNO3, rispettivamente 4.60 molale (densità 1.13 g ml -1 ) e 4.60 molare (densità 1.15 g ml -1 ). PM HNO3 = 63 g mol -1. Indichiamo con V il volume espresso in ml di ognuna delle due soluzioni. La massa di un volume V della prima soluzione è: 1.13 (g ml -1 ). V (ml) = 1.13 V g (massa di HNO 3 + H 2 O) Poiché tale soluzione è 4.60 molale contiene: 4.60 mol. 63 g mol -1 = 290 g HNO 3 per Kg di solvente e pesa 290 g(hno 3 ) g(h 2 O) = 1290 g (massa di HNO 3 + H 2 O) dalla proporzione: 290 g(hno 3 ) : 1290 g(hno 3 + H 2 O) = x g(hno 3 ) : 1.13 V g(hno 3 + H 2 O) si ottiene x = ( V) / 1290 = V g(hno 3 ) nel volume V

6 e 1.13 V V = V g(h 2 O) nel volume V La massa di un volume V della seconda soluzione corrisponde a: 1.15 (g ml -1 ). V (ml) = V g (massa di HNO 3 + H 2 O) Poiché tale soluzione è 4.60 molare contiene: 4.60 mol. 63 g mol -1 = 290 g HNO 3 per litro di soluzione e 290 (g L -1 ) / 1000 (ml L -1 ) = g ml -1 g HNO 3 per ml di soluzione Quindi V ml contengono (g ml -1 ). V (ml) = V g(hno 3 ) La massa di H 2 O contenuta nel volume V di questa soluzione è data da: V g(h2o + g HNO3) V g(hno3 ) = V g(h2o) dopo mescolamento dei due volumi ho una massa totale di HNO 3 pari a: V g(hno3) V g(hno3) = V g(hno3) e una massa di acqua totale pari a: V g(h2o) V g(h2o) = V g(h2o) V (g) (g Kg -1 ) La molalità della soluzione finale è: m = = 4.96 moli Kg (g mole -1 ) V (g) Esercizio Una soluzione di NaOH è 1.1 M Calcolare il volume di H 2 O che deve essere aggiunto a 700 ml di soluzione per ottenere una soluzione 0.35 M. Moli NaOH = 1.1 mol L L = 0.77 moli V = 0.77 mol / 0.35 mol L -1 = 2.2 L volume totale 2-2 L 0.7 L = 1.5 L Ammettendo che i volumi siano additivi il volume d H2O da aggiungere è 1.5 L. Esercizio Quale volume di acqua si deve aggiungere a 100 g di una soluzione di KOH al 30% (d = 1.29 g ml -1 ) per avere una soluzione 1 M? 100 g / 1.29 g ml -1 = 77.5 ml volume occupato da 100 g di soluzione che contengono 30 g KOH (soluzione al 30 % in peso) 30 g / g mol -1 = mol contenute nella soluzione mol / L = M molarità prima della diluizione M 1 V 1 = M 2 V 2 V 2 (il volume finale) sarà uguale a: (L) + x (L) in cui x (L) è il volume di acqua aggiunta = 1. ( x) x = L Esercizio Una soluzione è ottenuta sciogliendo 61.9 g di H3PO4 in 500 g di H2O. La densità della soluzione è 1.16 g ml -1. Calcolare molarità e molalità della soluzione. Calcolare la molarità

7 della soluzione ottenuta aggiungendo 10 ml della soluzione di partenza a 20 ml di una soluzione 0.5 M di H3PO4. PM (H 3 PO 4 ) = 98 g / mole g / 98 g mol -1 = mol (mol) / 0.5 (Kg H 2 O) = m molalità della soluzione 61.9 (g) (g) = g massa complessiva della soluzione (g) / 1.16 (g ml -1 ) = ml volume della soluzione (mol) / (L) = mol L -1 molarità della soluzione 0.01 (L) (mol L -1 ) = moli in 10 ml della prima soluzione 0.02 (L). 0.5 (mol L -1 ) = 0.01 moli in 20 ml della seconda soluzione 10 (ml) + 20 (ml) = 30 ml = L Volume totale ( mol mol) / 0.03 L = mol L -1 molarità della soluzione finale Esercizio ml (V1) di una soluzione 0.1 M (C1) di HCl vengono aggiunti a 20 ml (V2) di una soluzione 0.2 M (C2) in HCl, qual è la concentrazione molare finale in HCl? Per determinare la molarità della soluzione finale occorre conoscere il numero di moli totali e il volume totale: M finale = (n 1 + n 2 ) / (V 1 + V 2 ) = (M 1 V 1 + M 2 V 2 ) / (V 1 + V 2 ) = = [0.1 (mol L -1 ) (L) (mol L -1 ) (L)] / 0.03 L = M Esercizio g di KCl vengono sciolti in 50 ml d acqua. Poi vengono aggiunti altri 35 ml d acqua. Calcolare la concentrazione molare prima e dopo la diluizione. PM (KCl) = g mole (g) / (g mol -1 ) = moli di KCl mol / 0.05 L = M molarità della soluzione prima della diluizione / L = M molarità della soluzione dopo la diluizione Esercizio ml (V1) di una soluzione di H2SO4 al 19.2 % (C1) in peso (d = g ml -1 ) sono addizionati a 35 ml (V2) di H2SO M (C2) e si diluisce con H2O fino a 80 ml totali. Calcolare la molarità della soluzione ottenuta. PM (H 2 SO 4 ) = 98.1 g mol -1 M finale = (n 1 + n 2 ) / V tot V tot = 0.08 L (L) (g L -1 ). [19.2 g / 100 g] = g massa di H 2 SO 4 nella prima soluzione (g) / 98.1 (g mol -1 ) = mol moli di H 2 SO 4 nella prima soluzione (n 1 ) M 2 V 2 = (mol L -1 ) (L) = moli di H 2 SO 4 nella seconda soluzione (n 2 ) M finale = (n 1 + n 2 ) / V tot = ( ) / 0.08 = M Esercizio Come preparereste 3 L di una soluzione 1.80 M di KOH avendo a disposizione una soluzione di KOH al 26.1 % in peso (densità = g ml -1 ) e acqua pura? PM (KOH) = = 5.4 moli di KOH 5.4 mol. 56 g mol -1 = g

8 302.4 g. (100 / 26.1) = 1159 g di soluzione g / g ml -1 = 934 ml di soluzione Prelevo 934 ml di soluzione e aggiungo = 2066 ml di acqua Esercizio g di dicromato di potassio sono sciolti in g di acqua. (a) Scrivere la formula del dicromato di potassio; (b) scrivere l equazione chimica relativa alla dissociazione del dicromato di potassio in acqua; (c) calcolare la massa percentuale dei componenti in soluzione; (d) calcolare la molarità della soluzione ottenuta sciogliendo i 29.4 g di dicromato di potassio in ml di soluzione (PF dicromato di potassio = uma) (a) K 2 Cr 2 O 7 (b) K 2 Cr 2 O 7 2 K + + Cr 2 O 7 2- (c) 29.4 g di K 2 Cr 2 O g di H 2 O = g di soluzione (500.0 g di H 2 O / g di soluzione). 100 = 94.4 % di solvente (29.4 g di K 2 Cr 2 O 7 / g di soluzione). 100 = 5.6 % di soluto (d) 29.4 g di K 2 Cr 2 O 7 / g / mol) = mol di K 2 Cr 2 O 7 in 0.5 L 0.1 mol / 0.5 L = 0.2 mol L -1 = 0.2 M Esercizio Nella fermentazione alcolica i monosaccaridi tipo glucosio (in presenza dell enzima zimasi) si trasformano, attraverso successivi stadi di reazione, in etanolo (o alcol etilico: C 2 H 5 OH, PM = uma) e biossido di carbonio. (a) Determinare la quantità di glucosio (PM = uma) necessaria per formare g di etanolo secondo l equazione chimica (da bilanciare): C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 OH + CO 2 (b) Determinare il numero di ossidazione dell atomo di C nel Glucosio, nell etanolo e nel biossido di carbonio. C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 (a) g di C 2 H 5 OH / (46.07 g mol -1 ) = mol di C 2 H 5 OH mol C 2 H 5 OH. (1 mol C 6 H 12 O 6 / 2 mol C 2 H 5 OH) = mol C 6 H 12 O mol C 6 H 12 O g mol -1 = g C 6 H 12 O 6 (b) C 6 H 12 O 6 posto x = NO del carbonio: x (-2). 6 = 0 x = 0 C 2 H 5 OH posto x = NO del carbonio: x (-2). 1 = 0 x = - 2 CO 2 posto x = NO del carbonio: x. 1 + (-2). 2 = 0 x = + 4 Esercizio Calcolare il volume di soluzione di acido nitrico al 69,8 % (d = 1.42 g ml -1 ) e di acqua che bisogna mescolare per preparare 1.0 L di soluzione M di acido L mol L -1 = mol di acido nitrico contenute nella soluzione finale. La molarità di una soluzione di acido nitrico al 69.8% (d = 1.42 g ml -1 ) si ricava come segue: 1 L di soluzione pesa 1420 g, di cui solo (1420 / 100) = g sono di acido nitrico Essendo PM HNO 3 = 63.0 g mol -1, avrò che g / 63.0 g mol -1 = 15.7 mol contenute in 1 litro di soluzione. Quindi la soluzione iniziale di HNO 3 è 15.7 M. Ne deriva che il volume di soluzione concentrata che deve essere prelevato è pari a : mol / 15.7 mol L -1 = L = 12.7 ml di soluzione di acido al 69.8 % Questo volume deve essere portato ad 1 litro, addizionando ( ) ml = ml di acqua, per ottenere 1 L di soluzione M

9 Esercizio Calcolare la molarità di una soluzione di KOH ottenuta miscelando 95.0 ml di KOH M con 35.0 ml di KOH M, assumendo che i volumi siano additivi. mol 1 + mol 2 = mol TOT e quindi M = mol TOT / V TOT mol 1 = L mol L -1 = mol mol 2 = L mol L -1 = mol M = mol / L = M Esercizio ml di una soluzione di HCl M vengono mescolati con 30.0 ml di HCl al % avente densità g ml -1. Determinare la concentrazione molare della soluzione risultante, considerando additivi i volumi. mol 1 + mol 2 = mol TOT e quindi M = mol TOT / V TOT mol 1 : L mol L -1 = mol mol 2 : 30 ml di soluzione pesano g ml -1 = 33.5 g sono di HCl puro, pari a 10.8 g / g mol -1 = mol HCl mol totali = = mol V TOT = l = L [HCl] finale = mol / L = M di cui (33.5/100) = 10.8 g Esercizio Una soluzione di perossido di idrogeno al 30 % in peso ha d = 1.11 Kg L -1. Calcolare il volume di soluzione da prelevare per ottenere 40.0 ml di soluzione 0.30 M. 1 L di soluzione di perossido pesa 1110 g e contiene: (1110/100). 30 = 333 g di perossido PM H 2 O 2 = g mol g L -1 / g mol -1 = 9.79 M Poiché V 1. M 1 = V 2. M 2 avrò che: V 2 = (0.040 L mol L -1 ) / 9.79 mol L -1 = L = 1.23 ml Esercizio Calcolare la massa di acqua che occorre aggiungere a 1.00 Kg di una soluzione di acido nitrico al 56.5 % per averne una al 20 %. Su 1000 g di soluzione, 565 g sono di acido nitrico. Volendo ottenere una soluzione al 20 % avrò: 565 / ( x) 100 = 20.0, da cui ricavo x = g di acqua Esercizio Si calcoli il volume di una soluzione di acido solforico M che reagisce esattamente con 5.0 g di Zn metallico, secondo la reazione: Zn + H + Zn 2+ + H 2 (da bilanciare) Zn + 2 H + Zn 2+ + H 2 1 mol di Zn reagisce con 1 mol di acido solforico (che libera 2 H + ). mol Zn = 5.0 g / 65.4 g mol -1 = mol Serviranno altrettante mol di acido, che devono essere prelevate da una soluzione M. Quindi: mol / mol L -1 = L di soluzione di acido solforico Esercizio Calcolare la molalità e la frazione molare di una soluzione di potassio ossalato idrato K 2 C 2 O 4. H 2 O M avente densità g ml -1. Su 1 L di soluzione, avrò mol di K 2 C 2 O 4. H 2 O, pari a mol g mol -1 = g ossalato 1 L di soluzione pesa g Peso del solvente in 1 L di soluzione: ( ) g = g

10 molalità = mol soluto / Kg solvente = m g acqua / g mol -1 = 53.3 mol acqua Fraz. molare (χ) ossalato = mol / ( ) mol = Fraz. molare (χ) acqua = 53.3 mol / ( ) mol = La somma delle χ deve essere 1! Esercizio L di soluzione di HCl M sono aggiunti a L di una soluzione di HCl M. Calcolare la concentrazione molare della soluzione risultante. V TOT = L mol TOT = (0.010 L mol L -1 ) + (0.400 L mol L -1 ) = mol [HCl] = mol / L = M Esercizio Che volume di una soluzione al 37 % in HCl (d = g ml -1 ) occorre prelevare per ottenere 2.5 L di una soluzione di HCl M mol L L = mol (moli di HCl nella soluzione finale) La soluzione di HCl concentrato ha la seguente conc. molare: (1190 g / 100). 37 = g HCl in 1 L g L -1 / g mol -1 = M Quindi devo prelevare: mol / mol L -1 = L = 2.07 ml Esercizio L acido acetico glaciale (puro) ha una d = g ml -1. Calcolare quale volume occorre prelevare per preparare ml di una soluzione M. 1 L di acido acetico pesa 1059 g, dei quali il 100% è acido acetico g L -1 / g mol -1 = 17.6 M (molarità dell acido acetico glaciale) Poiché V 1. M 1 = V 2. M 2, si avrà: M L = 17.6 M. x da cui x = 1.42 ml 1.42 ml di acido acetico glaciale devono essere portati a 250 ml. Si otterrà una soluzione di acido acetico M. Esercizio La densità di una soluzione di acido solforico al 96.4 % è g ml -1. Calcolare il volume della soluzione che contiene disciolta 1 mol di acido. 1 L di soluzione pesa 1835 g, di cui solo (1835 / 100) = 1769 g sono di acido solforico Essendo PM H 2 SO 4 = g mol -1, avrò che 1769 g L -1 / g mol -1 = 18.0 M Se 1 L contiene 18 mol di acido, 1 mol sarà contenuta in (1 / 18) L = L Esercizio Calcolare la molarità e la molalità di una soluzione di NaOH avente densità d = g ml -1 e contenente g di NaOH in ml di soluzione mol NaOH = g / 40.0 g mol -1 = mol Molarità = mol /0.250 L = M Massa soluzione = ( ) g = g Massa solvente = ( ) g = g Molalità = mol / Kg = 4.40 m

11 Esercizio Per preparare 500 ml di HCl M si ha a disposizione una soluzione di HCl al 34.18% in peso e densità g ml -1. Calcolare il volume della soluzione che deve essere prelevato. La relazione da tener presente è: V 1. M 1 = V 2. M 2 cioè: n 1 = n 2 n 1 = mol L -1 = mol M 1 : 1.00 L pesa 1170 g (1170 g / 100) = g HCl in 1 L g L -1 / g mol -1 = M Quindi V 1 = mol / M = L = 11.4 ml Esercizio Calcolare la molarità, la frazione molare e la molalità di una soluzione di ammoniaca al 30 % in peso (d = g ml -1 ). Qual è la molarità di una soluzione ottenuta prelevando 23.5 ml di questa soluzione concentrata e portandola a ml? 1 L soluzione pesa 892 g, dei quali solo (892 g / 100). 30 = g sono di NH g L -1 / g mol -1 = 15.7 M (ammoniaca) 1 L di soluzione contiene: ( ) g = g acqua g L -1 acqua / g mol -1 = 34.6 M Fraz. molare NH 3 = 15.7 mol / ( ) mol = Fraz. molare H 2 O = 34.6 mol / ( ) mol = La somma delle χ deve dare 1! molalità della soluzione concentrata: 1 L contiene 15.7 mol di ammoniaca e g solvente. Quindi m = 15.7 mol / Kg = 25.1 m Esercizio Data una soluzione acquosa di idrossido di sodio M calcolare la concentrazione molare di una soluzione acquosa di acido iodidrico, sapendo che 15.0 ml della soluzione di base reagiscono completamente con 10.0 ml della soluzione dell acido NaOH + HI NaI + H 2 O mol L L = mol NaOH = mol HI mol HI / L = M Esercizio L amminoacido cisteina è una sostanza contenente carbonio (29.55 %), idrogeno (5.73 %), azoto (11.30 %), ossigeno (26.72 %) e zolfo (26.44 %). Determinare la formula minima della cisteina. In 100 g di sostanza ci sono: g / g mol -1 = mol di C / = g / g mol -1 = mol di H / = g / g mol -1 = mol di N / = g / g mol -1 = mol di O / = g / g mol -1 = mol di S / = La formula minima della cisteina è C 3 H 7 NO 2 S Esercizio Sapendo che HCl commerciale è al 37.1 % in peso ed ha densità è 1.18 g ml -1, calcolarne la molarità e la molalità.

12 1 litro di soluzione (1000 ml) pesa: 1000 ml g ml -1 = 1180 g e contiene 1180 g. (37.1 / 100) = g di HCl, che corrispondono a / = moli. Quindi la soluzione, contenendo moli di HCl in un litro, è M. 1 litro di soluzione contiene = g di solvente (acqua). Quindi la molalità (rapporto fra le moli di soluto e il peso di solvente in Kg) sarà / = m. Esercizio Un composto contiene C (68.57%), H (2.88%), N (13.33%) e O (15.22%). Sapendo che il peso molecolare del composto è , determinare la sua formula molecolare e calcolare quanti grammi di CO 2 e H 2 O si formano nella reazione di combustione di 1.0 g di composto. % in 100 g di composto moli (=peso/pa) rapporti C g / 12.01= H g 2.88 / 1.01= N g / 14.01= O g / = Formula minima: C 6 H 3 NO PF = Formula molecolare C 6n H 3n N n O n PM = n = / = 2.00 C 12 H 6 N 2 O 2 La reazione di combustione è C 12 H 6 N 2 O 2 + O 2 12 CO H 2 O + altri prodotti 1.0 g di composto 1.0 / = mol = 4.76 mmol di composto = 57.1 mmol di CO PM(CO 2 ) = = 2.51 g di CO = 14.3 mmol di H 2 O PM(H 2 O) = = g di H 2 O Esercizio Un composto è formato da g di Mn e 8.52 g di O. Calcolare la formula minima. (Mn 54.94, O 16.00) Moli di Mn = / = , moli di O = 8.52 / 16.0 = moli O / moli Mn = Quindi moli O = (moli Mn). Il numero intero più piccolo che consente di rendere intero il numero di moli di O è 3 ( = 4). Quindi moli Mn = 3 e moli O = 4, ovvero la formula minima è Mn 3 O 4. Bilanciamento di Equazioni chimiche di ossido-riduzione Esercizio 2.1. Bilanciare le seguenti reazioni: Cu + H 2 SO 4 CuSO 4 + SO 2 Cr 3+ + ClO - 3 Cr 2 O ClO 2 amb. acido N 2 H 4 + HNO 2 HN 3 Cu + 2 H 2 SO 4 CuSO 4 + SO H 2 O 2 Cr ClO H 2 O Cr 2 O ClO H + N 2 H 4 + HNO 2 HN H 2 O Esercizio 2.2. Bilanciare le seguenti reazioni: MnO 2 + NaNO 3 + Na 2 CO 3 Na 2 MnO 4 + CO 2 + NO Au 3+ + H 2 O 2 Au + O 2 amb. basico FeS 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + HClO 4 Fe(ClO 4 ) 3 + SO 2 + Cr(ClO 4 ) 3 + NaClO 4

13 N.B.: S in FeS 2 ha stato di ossidazione 1! 3 MnO NaNO Na 2 CO 3 3 Na 2 MnO CO NO 2 Au H 2 O OH - 2 Au + 3 O H 2 O 6 FeS Na 2 Cr 2 O HClO 4 6 Fe(ClO 4 ) SO Cr(ClO 4 ) NaClO H 2 O Esercizio 2.3. Bilanciare le seguenti reazioni: ClO H 2 O 2 Cl - + O 2 BrO MnS Br - + SO 2 + MnO 2 ClO H 2 O 2 Cl O H 2 O 4 BrO MnS 4 Br SO MnO 2 Esercizio 2.4. Il primo stadio del processo di estrazione del cromo dal suo minerale cromite, FeCr 2 O 4, è l ossidazione con aria del minerale in carbonato fuso, secondo la seguente reazione (da bilanciare): FeCr 2 O 4 + Na 2 CO 3 + O 2 Na 2 CrO 4 + CO 2 + Fe 2 O 3 Calcolare quanti g di cromato di sodio si formano e quanti g di carbonato di sodio occorre utilizzare per ogni Kg di minerale trattato, sapendo che la resa della reazione è dell 88.0%. 2 FeCr 2 O Na 2 CO 3 + 7/2 O 2 4 Na 2 CrO CO 2 + Fe 2 O 3 P.M. cromite = g mol g di cromite = mol cromite Rapporto FeCr 2 O 4 / Na 2 CO 3 = 1 : 2 Servono mol g mol -1 = 947 g Na 2 CO 3 Essendo la resa pari all 88%, si formano: mol cromato di Na = 7.86 moli = 1273 g = g = 1.27 Kg di Na 2 CrO 4 ottenuti Esercizio g di Mo vengono fatti reagire con ml di HNO 3 al 69.5% in peso (d = g ml -1 ) secondo la seguente reazione (da bilanciare): Mo + HNO 3 MoO 3 + NO + H 2 O Calcolare quanti g di MoO 3 si possono ottenere, sapendo che la resa della reazione è del 68.5 % e specificare qual è il reagente limitante. Mo + 2 HNO 3 MoO NO + H 2 O P.M. HNO 3 = Da P.A. Mo = Da P.M. MoO 3 = Da 12.3 g / g mol -1 = mol Mo [(10.45 ml g ml -1 ) / 100] / g mol -1 = mol HNO 3 Rapporto stechiometrico tra Mo e HNO 3 1: mol Mo richiedono mol di acido per reagire completamente: l acido è il reagente limitante. Se la resa fosse del 100%, si avrebbero: / 2 = mol di MoO 3 Ma la resa è del 68.5 %, quindi si ottengono: mol g mol / 100 = 8.03 g MoO 3 Esercizio 2.6. Per sbiancare le vernici annerite per invecchiamento, si sfrutta la reazione: H 2 O 2 + PbS (nero) PbSO 4 (bianco) + H 2 O Calcolare quanto perossido di idrogeno è necessario per ossidare completamente 2.76 g di solfuro di Pb(II) e quanto solfato di Pb si ottiene, sapendo che la resa della reazione è dell 85.3 %.

14 4 H 2 O 2 + PbS (nero) PbSO 4 (bianco) + 4 H 2 O P.M. PbS = g mol -1 P.M. H 2 O 2 = g mol -1 P.M. PbSO 4 = g mol g / g mol -1 = mol PbS Rapporto stechiometrico tra PbS e H 2 O 2 = 1:4 Sono necessari: mol H 2 O g mol -1 = 1.56 g H 2 O 2 Si ottengono: mol PbSO g mol / 100 = 2.98 g PbSO 4 Esercizio 2.7. a) Scrivere l equazione chimica bilanciata, in forma ionica e in forma molecolare, relativa all ossidazione del solfato di ferro (II) da parte del permanganato di potassio (in ambiente acido). b) Calcolare i grammi di permanganato di potassio (PF = u) contenuti in 150 cm 3 di una soluzione acquosa N in ambiente acido. R(a) = forma ionica MnO H Fe 2+ Mn Fe H2O R(a) = forma molecolare 2 KMnO4 + 8 H2SO FeSO4 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O R(b) = 4, g KMnO4 a) MnO H Fe 2+ Mn Fe H2O (Mn ; n.o. = +5) x 1 = +5 (Fe ; n.o. = -1) x 5 = -5 (MnO H e - Mn H2O). 1 (Fe 2+ Fe 3+ + e - ). 5 forma ionica: MnO H e Fe 2+ Mn H2O + 5 Fe e - forma molecolare [moltiplicare tutto x 2, per evitare di avere un coefficiente non intero per Fe 2 (SO 4 ) 3, e aggiungere quantità uguali di K + e SO 4 2- a destra e a sinistra] 2 KMnO4 + 8 H2SO FeSO4 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O b) eq L L = eq eq. (158,03 / 5) g eq -1 = g KMnO4 contenuti in 150 cm 3 di una soluzione acquosa N Esercizio 2.8. a) Data la seguente reazione in soluzione acquosa: solfato di manganese (II) + biossido di piombo (IV) + acido solforico + solfato di potassio permanganato di potassio + solfato di piombo (II) + acqua bilanciare l equazione chimica in forma ionica netta e in forma molecolare (nell equazione in forma ionica la specie biossido di piombo va scritta in forma molecolare). R = 2 MnSO4 + 5 PbO2 + 2 H2SO4 + K2SO4 2 KMnO4 + 5 PbSO4 + 2 H2O R = 2 Mn PbO2 + 4 H + 2 MnO Pb H2O (Mn: ; no = -5) x 2 = -10 e - (Pb: ; no = +2) x 5 = +10 e -

15 (Mn H2O - MnO4 + 5 e H + ). 2 semireazione di oxid (PbO2 + 2 e H + Pb H2O ). 5 semireazione di riduzione Mn H2O + 5 PbO e H MnO e H Pb H2O 2 Mn PbO2 + 4 H + 2 MnO Pb H2O 2 MnSO4 + 5 PbO2 + 2 H2SO4 + K2SO4 2 KMnO4 + 5 PbSO4 + 2 H2O b) calcolare la quantità in grammi di solfato di manganese (II) necessaria per ridurre completamente a solfato di piombo (II) 53.9 g di biossido di piombo (IV). La massa molare del solfato di manganese (II) è g mol -1, quella del biossido di piombo (IV) è g mol -1. Eseguire il calcolo anche facendo uso della definizione di equivalente. R = 13,6 g MnSO g PbO2 / g mol -1 = mol PbO2 mol MnSO4 = / 5 = mol mol g mol -1 = 13.6 g MnSO4 PE PbO2 = PM / 2 = g mol -1 : 2 eq mol -1 = g eq g PbO2 : g eq -1 = eq di PbO2 PE MnSO4 = ( g mol -1 : 5 eq mol -1 ) = g eq eq MnSO g eq -1 = 13.6 g MnSO4 Esercizio 2.9. Si sciolgono in acqua g di dicromato di potassio [PF = uma]. Calcolare quanti cm 3 di idrossido di potassio al 8.04 % in peso sono necessari per trasformare il dicromato di potassio in cromato di potassio [Cr2O OH - CrO4 2-, da bilanciare]. La densità della soluzione di idrossido di potassio è d = g cm - 3. R = 867 cm 3 Cr2O OH - 2 CrO H 2 O Cr2O OH - 2 CrO H2O moli di dicromato = g / g mol -1 = mol (non è una redox, lo stato di ox di Cr rimane uguale a +VI) una mole di dicromato reagisce con due moli di idrossido, quindi le moli di idrossido da aggiungere sono: n moli di dicromato. 2 = moli di idrossido di potassio g KOH = n moli. PF = mol g mol -1 = 74,804 g La soluzione contiene 8.04 g di KOH ogni 100 grammi di soluzione, quindi per avere g devo prelevare: ( ) / 8.04 = 930 g Il volume da prelevare è M / d ovvero 930 g / g cm - 3 = 867 cm 3 Esercizio Bilanciare (a) in forma ionica e (b) in forma molecolare la seguente reazione in soluzione acquosa: acido solfidrico (acq) + permanganato di potassio (acq) + acido cloridrico (acq) zolfo elementare + cloruro di potassio (acq) + cloruro di manganese(ii) (acq) + acqua (l) R(a) = 2 KMnO4 + 5 H2S + 6 HCl 5 S + 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O R(b) = 2 MnO H2S + 6 H + 5 S + 2 Mn H2O

16 -II +VII 0 +II H2S + MnO4 - + H + S + Mn 2+ + H2O (S: -2 0 si ossida (è riducente); Δn.ox. = +2). 5 = +10 e - (Mn: si riduce (è ossidante); Δn.ox. = - 5). 2 = -10 e - (H2S S + 2H + + 2e - ). 5 (MnO H + + 5e - Mn H2O ) MnO H2S + 6 H + 5 S + 2 Mn H2O Aggiungo 2 K + e 6 Cl - a destra e a sinistra e scrivo in forma molecolare 2 KMnO4 + 5 H2S + 6 HCl 5 S + 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O Esercizio Bilanciare la reazione H 2 S + KMnO 4 + HCl S + KCl + MnCl 2 + H 2 O Forma ionica H2S + MnO4 - + H + S + Mn 2+ + H2O S: -2 0 si ossida Mn: si riduce Semireazione OX: H2S S + 2 e - H2S S + 2 H e - Semireazione Rid: MnO e - Mn 2+ MnO H + + 5e - Mn H2O (H2S S + 2 H + + 2e - ). 5 (MnO H e - Mn H2O). 2 2 MnO H2S + 6 H + 5 S + 2 Mn H2O 2K MnO4 + 5 H2S + 6 HCl 5 S + 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O Esercizio Bilanciare la reazione FeS + HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + S + H 2 O Forma ionica: FeS + H + + NO3 - Fe 3+ + NO + S + H2O Fe: si ossida S: -2 0 si ossida N: si riduce Semireazione OX: Fe 2+ Fe e - S 2- S + 2 e - FeS Fe 3+ + S + 3 e Semireazione Rid: NO e - NO 4 H + + NO e - NO + 2 H2O (FeS Fe 3+ + S + 3 e - ). 1 (NO H e - NO + 2 H2O). 1 FeS + NO H + Fe 3+ + S +NO + 2 H2O

17 FeS + 4 HNO3 Fe(NO3)3 + S + NO + 2 H2O Esercizio Bilanciare la reazione Cl 2 + NaOH NaCl + NaClO + H 2 O Cl: 0-1 Cl: 0 +1 si riduce si ossida (Cl2 + 2 e - 2 Cl - ). 1 (Cl2 + 4 OH - 2 ClO e H2O). 1 Cl2 + 2 OH - Cl ClO - + H2O Cl2 + 2 NaOH NaCl + NaClO + H2O Esercizio Scrivere l equazione chimica bilanciata, in forma ionica e in forma molecolare, relativa all ossidazione del solfato di ferro (II) da parte del permanganato di potassio (in ambiente acido). Calcolare i grammi di permanganato di potassio (in ambiente acido ) contenuti in 150 cm 3 di una soluzione acquosa N. MnO4 - + Fe 2+ + H + Mn 2+ + Fe 3+ + H2O (Mn: ; no = +5). 2 = +10 (Fe: ; no = -1). 10 = KMnO FeSO4 + 8 H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8 H2O N = eq L eq L L = eq eq. PE ( / 5) g eq -1 = g Esercizio Calcolare quanti ml di una soluzione di 23.5 g di K2Cr2O7 per L ossidano 2.8 g di FeSO4 in ambiente acido. La reazione (da bilanciare) è: Cr2O Fe 2+ + H + Fe 3+ + Cr 3+ + H2O Bilanciamento con il metodo delle semireazioni: (Cr2O e H + 2 Cr H2O). 1 (Fe 2+ Fe e - ). 6 Cr2O Fe H + 6 Fe Cr H2O (PM FeSO4 = g mole -1 ; PM K2Cr2O7 = g mole -1 ): 2.8 (g) / (g mol -1 ) = di FeSO 4 in 2.8 g dalla stechiometria della reazione una mole di K 2 Cr 2 O 7 ossida 6 moli di FeSO 4 quindi per ossidarne moli servono: 1 : 6 = x : x = / 6 = moli di K 2 Cr 2 O 7 La concentrazione della soluzione di K 2 Cr 2 O 7 è: 23.5 (g L -1 ) / (g mol -1 ) = 0.08 (moli L -1 ) quindi devo prelevare: 0.08 (mol L -1 ). V (L) = moli

18 V = (moli) / 0.08 (mol L -1 ) = L = 38.4 ml Esercizio ml di una soluzione contengono 15.8 g di KMnO4. L aggiunta di 20 ml di tale soluzione a 10 ml di una soluzione di SnCl2 fa avvenire la seguente reazione (da bilanciare): MnO4 - + Sn 2+ + H + Mn 2+ + Sn 4+ +H2O Calcolare la concentrazione Sn 2+ di nella soluzione, ammettendo che lo stagno presente sia stato tutto ossidato. (MnO H + +5e - Mn H2O). 2 (Sn 2+ Sn e - ). 5 2 MnO Sn H + 2 Mn Sn H2O PM KMnO4 = 158 g mole -1 [MnO 4 - ] = [15.8 (g) / 158 (g mol -1 )] / 0.5 (L) = ml della soluzione di KMnO 4 contengono: 0.2 (mol L -1 ) (L) = moli 2 moli di MnO 4 - ossidano 5 moli di Sn (5 / 2) = 0.01 moli di Sn 2+ formate 0.01 moli / 0.01 L = 1 M (concentrazione di Sn 2+ nei 10 ml di soluzione di SnCl 2 ) Esercizio Data la reazione (da bilanciare): Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O a) Se 4 moli di Cu vengono poste a reagire con 16 moli di HNO3, quante moli di HNO3 restano a fine reazione e quante moli di prodotti si ottengono? a) Se 24 g di Cu vengono messi a reagire con 12 g di HNO3, quale reattivo e quanti g di esso restano? (Cu Cu e - ). 3 (NO e H + NO + 2 H2O). 2 Per completare il bilanciamento della reazione devo aggiungere 6 NO3 -, che vanno a formare il Cu(NO3)2. Per cui: 3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O 4 moli di Cu richiedono: 4. (8 / 3) = moli di HNO 3 restano = 5.33 moli di HNO 3 si ottengono: 4 moli di Cu(NO 3 ) 2 ; 4. (2 / 3) = moli di NO; e 4. (4 / 3) = mol H 2 O 24 g di Cu contengono: 24 / 63.5 = moli (che richiederebbero: (8 / 3) = moli di HNO 3 ) 12 g di HNO 3 contengono: 12 / 63 = 0.19 moli (che richiederebbero (3 / 8) = moli di Cu) Cu è in eccesso e HNO 3 è il reagente limitante che reagisce tutto Rimangono = moli di Cu, cioè: = g di Cu

19 Esercizio Bilanciare la reazione: Fe 2+ + MnO4- +H + Fe 3+ + Mn 2+ + H2O Calcolare quanti grammi di FeSO4 sono necessari per la riduzione di una quantità di KMnO4 tale da contenere 0.25 g di Mn. Bilancio con il metodo delle semireazioni: (Fe 2+ Fe e-). 5 (MnO e- + 8 H + Mn H2O). 1 5 Fe 2+ + MnO H + 5 Fe 3+ + Mn H2O 0.25 / 55 = moli di Mn in 0.25 g Poiché in una mole di KMnO4 è contenuta una mole di Mn, devo ridurre moli di KMnO 4 Mi servono = moli di FeSO 4 Che corrispondono a : (mol) (g mol -1 ) = 3.45 g di FeSO 4 Esercizio ml di soluzione acida contenente mol L -1 di Fe(II) sono titolati con 23.5 ml di una soluzione di permanganato di potassio. Calcolare la molarità della soluzione di permanganato. Fe 2+ + MnO H + Fe 3+ + Mn 2+ + H 2 O (da bilanciare) 5 Fe 2+ + MnO H + 5 Fe 3+ + Mn H 2 O mol Fe 2+ = L mol L -1 = mol Rapporto stechiometrico Fe / KMO 4 = 5:1 Quindi sono necessarie: / 5 = mol di permanganato per reagire completamente. La molarità della soluzione sarà: mol / L = M Esercizio Data la seguente reazione di ossido-riduzione: permanganato di potassio + idrossido di potassio + ossalato di potassio (K 2 C 2 O 4 ) biossido di manganese + acqua + carbonato di potassio (a) scrivere le formule chimiche dei reagenti e dei prodotti di reazione (b) bilanciare la reazione (c) quanti grammi di permanganato di potassio (PF = uma) sono necessari per far reagire 3.00 g di ossalato di potassio? (a) KMnO 4 + K 2 C 2 O 4 + KOH MnO 2 + K 2 CO 3 + H 2 (b) Mn si riduce (da +VII a +IV) C si ossida (da +III a +IV) Semireazione di riduzione: (MnO e H 2 O MnO OH - ) Semireazione di ossidazione: (C 2 O OH - 2 CO e H 2 O). 3 - Reazione bilanciata in forma ionica: 2 MnO C 2 O OH - 2 MnO CO H 2 O Reazione bilanciata in forma molecolare (aggiungo 12 K + a destra e a sinistra): 2 KMnO K 2 C 2 O KOH 2 MnO K 2 CO H 2 O (c) 3.00 g / g mol -1 = mol di K 2 C 2 O mol K 2 C 2 O 4. (2 mol KMnO 4 / 3 mol K 2 C 2 O 4 ) = mol KMnO mol g mol -1 = 1.90 g di KMnO 4 Esercizio Data la reazione: idrossido di sodio + acido carbonico idrogeno carbonato di sodio + acqua: (a) bilanciare l equazione chimica

20 (b) determinare quanti grammi di idrogeno carbonato di sodio (PF = uma) si formano da 5.00 g di idrossido di sodio (PF = uma) g di acido carbonico (PM = uma) (c) verificare la legge di conservazione di massa. (a) NaOH + H 2 CO 3 NaHCO 3 + H 2 O (b) mol (NaOH) = 5.00 g / g mol -1 = mol mol (H 2 CO 3 ) = 5.00 g / g mol -1 = mol le moli di NaOH sono in eccesso (rapporto stechiometrico 1:1), H 2 CO 3 è il reagente limitante si formano mol g mol -1 = 6.77 g di NaHCO 3 (c) si formano mol g mol -1 = 1.45 g di H 2 O massa reagenti = massa prodotti = 8.22 g massa prodotti = moli di NaOH non reagite mol = 1.78 g NaOH che non hanno reagito = 3.22 g di NaOH che hanno reagito = 8.22 g massa reagenti Esercizio Il biossido di piombo trattato a caldo con una soluzione acquosa di acido cloridrico dà origine a cloruro di piombo(ii) (PF = uma), acqua (PM = uma) e ossigeno elementare (PM = uma): (a) scrivere l equazione chimica bilanciata relativa alla reazione (b) calcolare la quantità in grammi dei prodotti formati a partire da 1.00 g di biossido di piombo (PM = uma) e 1.00 g di acido cloridrico (PM = uma) (c) calcolare la concentrazione molare di una soluzione acquosa contenente 1.00 g di acido cloridrico in 1.00 dm 3 di soluzione (a) 2 PbO HCl 2 PbCl 2 + O H 2 O (b) 1.00 g / g mol -1 = mol PbO g / g mol -1 = mol HCl mol PbO 2 richiedono = mol HCl HCl è in eccesso e PbO 2 è il reagente limitante mol PbO 2 = moli di PbCl 2 che si formano = moli di H 2 O che si formano mol PbCl g mol -1 = g di PbCl 2 formati mol PbO 2. (1 mol O 2 / 2 mol PbO 2 ) = mol O mol O g mol -1 = g O 2 formati mol H 2 O g mol -1 = g H 2 O formati (c) 1.00 g / g mol -1 = M Esercizio Una soluzione di KMnO 4 viene preparata aggiungendo 250 ml di acqua pura a 45 ml di una soluzione di KMnO 4 (0.75 M) ml della soluzione risultante sono utilizzati per ossidare Fe +2 a Fe +3 secondo la seguente reazione (da bilanciare). Determinare le moli di Fe +2 presenti in soluzione. Sapendo che la soluzione di Fe +2 è stata ottenuta sciogliendo 1.34 g di FeSO 4 x H 2 O in acqua, determinare il contenuto di acqua del solfato ferroso. Fe +2 (aq) + MnO 4 (aq) + H + (aq) Fe +3 (aq) + Mn +2 (aq) + H 2 O (l) La reazione bilanciata è: 5 Fe +2 (aq) + 1 MnO 4 (aq) + 8 H + (aq) 5 Fe +3 (aq) + 1 Mn +2 (aq) + 4 H 2 O (l) La concentrazione della soluzione di KMnO 4 ottenuta dalla soluzione commerciale è calcolabile come segue c 0. V 0 = c f. (V 0 + V agg ) c f = c 0. V 0 / (V 0 + V agg ) = / ( ) = M

21 10.5 ml di questa soluzione contengono = mol = 1.20 mmol di MnO 4 e queste moli reagiscono con = 6.00 mmol di Fe +2 (mmol di Fe +2 in soluzione). Le moli di Fe +2 in soluzione sono anche 1.34 / PMFeSO 4 x H 2 O = 1.34 / ( x ), da cui = 1.34 / ( x ) x = 3.96 Esercizio Bilanciare la seguente reazione con il metodo delle semireazioni, indicando ossidante e riducente: 2- SO 3 (aq) + MnO - 4 (aq) SO 2-4 (aq) + Mn 2+ (aq) (ambiente acido) ossidazione: SO 3 2- (aq) + H 2 O SO 4 2- (aq) + 2 e H + riduzione: MnO 4 - (aq) + 5e H + Mn 2+ (aq) + 4 H 2 O Moltiplicando x 5 la prima equaz e x 2 la seconda, e sommando si ottiene: 5 SO 3 2- (aq) + 2 MnO 4 - (aq) + 6 H + 5 SO 4 2- (aq) + 2 Mn 2+ (aq) + 3 H 2 O Ossidante: MnO 4 - Riducente: SO Esercizio Calcolare (a) quanto Fe si dovrebbe ottenere dalla reazione quantitativa di g di Fe 2 O 3 con 28.0 g di CO, secondo l equazione (che va bilanciata, è una redox): Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2. (b) Calcolare inoltre la quantità di Fe 2 O 3 necessaria per preparare 50 g di Fe se la resa fosse del 75%. (Fe 55.8, C 12.0, O 16.0) Fe 2 O CO 2 Fe + 3 CO 2 a) Moli Fe 2 O 3 = / = ; Moli CO = 28.0 / 28.0 = 1.00 Moli CO / moli Fe 2 O 3 = 1.00 / = Questo rapporto è minore del rapporto dei coefficienti stechiometrici (3 / 1), quindi CO è il reagente limitante. Moli Fe = moli CO. (2 / 3) = Massa Fe = = 37.2 g. b) Moli Fe da preparare = 50 / 55.8 = Queste moli rappresentano la quantità effettivamente ottenuta, che è il 75% di quella che avrei ottenuto se la resa fosse stata quantitativa, ovvero (quantità effettiva) / (quantità teorica) = 0.75, quindi quantità teorica = / 0.75 = Le moli di Fe 2 O 3 necessarie sono : moli di Fe. 1/2 = 0.597, che corrispondono a 95 g. Nomenclatura Esercizio 3.1. Indicare la formula dei composti 1 4 ed il nome dei composti Ossido di titanio (II), 2.Cloruro di nichel (II), 3. Solfato di ferro(iii), 4. Carbonato di sodio 5. Co 2 O 3, 6. PtBr 4, 7. Ru(HSO 3 ) 2, 8. Cu(NO 3 ) 2 1. Ossido di titanio (II): TiO 5. Co 2 O 3 : ossido di cobalto(iii) 2.Cloruro di nichel (II): NiCl 2 6. PtBr 4 : bromuro di platino(iv) 3. Solfato di ferro(iii): Fe 2 (SO 4 ) 3 7. Ru(HSO 3 ) 2 : idrogenosolfito di rutenio(ii) 4. Carbonato di sodio: Na 2 CO 3 8. Cu(NO 3 ) 2 : nitrato di rame(ii) Esercizio 3.2. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di zirconio (III); 2. bromuro di palladio (II); 3. solfito di ferro(ii); 4. idrogenocarbonato di calcio Zr 2 O 3 ; 5. MnO 2 ; 6. CuCl 2 ; 7. Cr(HSO 4 ) 2 ; 8. Al(NO 2 ) 3 1. Ossido di zirconio (III) Zr 2 O 3 5. MnO 2 ossido di manganese(iv) 2. bromuro di palladio (II) PdCl 2 6. CuCl 2 cloruro di rame (II) 3. solfito di ferro(ii) FeSO 3 7. Cr(HSO 4 ) 2 idrogenosolfato di cromo(ii) 4. idrogenocarbonato di calcio Ca(HCO 3 ) 2 8. Al(NO 2 ) 3 nitrito di alluminio

22 Esercizio 3.3. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di afnio (IV); 2. ioduro di platino(ii); 3. idrogenosolfato di rame (II); 4. nitrato di alluminio; 5. Ag 2 O; 6. AuCl 3 ; 7. Hg 2 (HPO 4 ); 8. K 2 CO 3 1. Ossido di afnio (IV): HfO 2 5. Ag 2 O: ossido di argento(i) 2. ioduro di platino(ii): PtI 2 6. AuCl 3 : cloruro di oro(iii) 3. idrogenosolfato di rame (II): Cu(HSO 4 ) 2 7. Hg 2 (HPO 4 ): idrogenofosfato di mercurio(i) 4. nitrato di alluminio: Al(NO 3 ) 3 8. K 2 CO 3 : carbonato di potassio Esercizio 3.4. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di vanadio (III); 2. cloruro di rutenio(ii); 3. idrogenosolfito di cobalto(ii); 4. nitrito di magnesio; 5. CrO 3 ; 6. AuI; 7. Mn(NO 3 ) 2 ; 8. Al(HCO 3 ) 3 1. Ossido di vanadio (III): V 2 O 3 5. CrO 3 : ossido di cromo(vi) 2. cloruro di rutenio(ii): RuCl 2 6. AuI: ioduro di rame(i) 3. idrogenosolfito di cobalto (II): Co(HSO 3 ) 2 7. Mn(NO 3 ) 2 : nitrato di manganese(ii) 4. nitrito di magnesio: Mg(NO 2 ) 2 8. Al(HCO 3 ) 3 : idrogenocarbonato di alluminio Esercizio 3.5. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di niobio(iv); 2. bromuro di ferro(ii); 3. fosfato di rame(ii); 4. idrogenosolfuro di potassio; 5. HfO 2 ; 6. AgCl; 7. Zn 3 (PO 3 ) 2 ; 8. KClO 4 1. Ossido di niobio(iv): NbO 2 5. HfO 2 : ossido di afnio (IV) 2. bromuro di ferro(ii): FeBr 2 6. AgCl: cloruro di argento (I) 3. fosfato di rame(ii): Cu 3 (PO 4 ) 2 7. Zn 3 (PO 3 ) 2 : fosfito di zinco (II) 4. idrogenosolfuro di potassio: KHS 8. KClO 4 : perclorato di potassio Esercizio 3.6. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di tantalio (V); 2. ioduro di cromo (II); 3. idrogenofosfito di oro (I); 4. solfuro di bario BaS; 5. HgO; 6. RuCl 3 ; 7. CdSO 4 ; Mg(BrO 3 ) 2 1. Ossido di tantalio (V) Ta 2 O 5 5. HgO ossido di mercurio (II) 2. ioduro di cromo (II) CrI 2 6. RuCl 3 cloruro di rutenio (III) 3. idrogenofosfito di oro (I) Au 2 (HPO 3 ) 7. CdSO 4 solfato di cadmio 4. solfuro di bario BaS 8. Mg(BrO 3 ) 2 bromato di magnesio Esercizio 3.7. Indicare la formula dei composti 1-4 ed il nome dei composti Ossido di titanio (II); 2. bromuro di palladio (II); 3. solfito di ferro(ii); 4. nitrito di magnesio; 5. Co 2 O 3 ; 6. CuCl 2 ; Cr(HSO 4 ) 2 ; 8. Al(HCO 3 ) 3 1. Ossido di titanio (II) TiO 5. Co 2 O 3 ossido di cobalto (III) 2. bromuro di palladio (II) PdBr 2 6. CuCl 2 cloruro di rame (II) 3. solfito di ferro(ii) FeSO 3 7. Cr(HSO 4 ) 2 idrogenosolfato di cromo (II) 4. nitrito di magnesio Mg(NO 2 ) 2 8. Al(HCO 3 ) 3 idrogenocarbonato di alluminio Esercizio 3.8. a) Scrivere il nome delle seguenti specie CuS, (NH 4 ) 2 CO 3, SO b) Scrivere la formula delle seguenti specie: ossido di cromo(iii), fosfato di rame(ii), ione clorato. a) solfuro di rame(ii), carbonato d ammonio, ione solfito; b) Cr 2 O 3, Cu 3 (PO 4 ) 2, ClO 3 -

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