ESAME DI SCIENZE SPERIMENTALI PARTE CHIMICA

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1 ESAME DI SCIENZE SPERIMENTALI PARTE CHIMICA VALUTAZIONE - Prima parte: scelte multiple (26 punti = 13 domande da 2 punti) (totale: 80 punti) - Seconda parte: domande (30 punti = 5 domande da 6 punti) - Terza parte: problemi (24 punti = 2 problemi da 12 punti) INDICAZIONI - Nelle domande a scelta multipla esiste un unica alternativa appropriata: domande con due o più risposte vengono considerate errate - Spiegazioni vaghe, incomplete o espresse in un linguaggio inappropriato verranno penalizzate nella valutazione - Risultati numerici, senza una traccia dei calcoli svolti, non verranno ritenuti validi - È richiesto ovunque il corretto uso delle unità di misura e della simbologia chimica - Nei calcoli stechiometrici usare valori delle masse molari con una sola cifra decimale PRIMA PARTE: DOMANDE A SCELTA MULTIPLA Per ogni domanda marcare o inserire l unica risposta appropriata. 1) La filtrazione è una tecnica che può separare miscugli: a) omogenei b) eterogenei c) (entrambi) d) (nessuno dei due) 2) Quale tra i seguenti elementi possiede il numero maggiore di elettroni sullo strato più esterno? a) cloro b) carbonio c) sodio d) calcio 3) La cosiddetta naftalina passa direttamente dallo stato solido a quello gassoso. Si tratta del passaggio di stato chiamato: a) ebollizione b) vaporizzazione c) evaporazione d) (indicare se necessario) 4) Un miscuglio omogeneo contiene un unico/a: a) sostanza b) soluto c) solvente d) fase 5) Quale dei seguenti processi è sicuramente esotermico? a) Mescolare due soluzioni concentrate di acido e base b) Effettuare l elettrolisi dell acqua c) (entrambe sono esotermici) d) (entrambe sono endotermici)

2 6) Una sostanza ionica pura conduce l elettricità: a) Anche allo stato solido b) Solo allo stato liquido c) Solo allo stato gassoso d) Mai: è un isolante 7) Il nylon è un esempio di un poliammide. Legami poliammidici sono contenuti anche: a) Negli zuccheri b) Nelle proteine c) Nei grassi d) (in nessuno dei tre) 8) CaCO 3, presente nel suolo, reagisce con H 2 SO 4 presente nella pioggia. Si tratta di una reazione: a) Redox b) Di esterificazione c) Di addizione d).. (indicare se necessario) 9) Quale sostanza è presente in concentrazioni rilevanti nel gas di scappamento degli autoveicoli? a) O 3 b) NO 2 c) HNO 3 d) (nessuna delle tre) 10) Qual è la concentrazione di ioni nitrato presenti in una soluzione 0,1 mol/l di acido nitrico? a) 0,1 mol/l b) 0,2 mol/l c) 0,3 mol/l d).. (indicare se necessario) 11) Qual è il numero di ossidazione dello zolfo nell acido solforoso (H 2 SO 3 )? a) + 1 b) 1 c) 2 d). (indicare se necessario) 12) Quale equazione rappresenta la dissoluzione del cloruro di magnesio in acqua? a) MgCl 2 Mg + Cl 2 b) MgCl 2 Mg 2+ + Cl 2 c) MgCl 2 Mg + Cl 2 d). (indicare se necessario l equazione corretta) 13) Qual è la concentrazione di ioni OH in una soluzione acquosa 1 mol/l di HCl? a) Circa 10-1 mol/l b) Circa 1 mol/l c) Molto maggiore di 1 mol/l d) Molto minore di 10-1 mol/l

3 SECONDA PARTE: DOMANDE Domanda 1 (6 Punti) Si tenta di separare per distillazione un miscuglio di due solventi costituito da esano (punto di ebollizione 69 C, d = 0,66 g/cm 3 ) e da acetato di etile (punto di ebollizione 77 C, d = 0,90 g/cm 3 ). Vengono raccolte due frazioni: una che rappresenta i vapori fino alla temperatura di 69 C (frazione A), l altra quelli dei vapori che sono condensati a temperature superiori ai 69 C (frazione B). La densità della frazione A è risultata di 0,77 g/cm 3, quella della frazione B di 0,89 g/cm 3 a) Quale delle due frazioni è più pura? Motivare brevemente. b) Per quale motivo la densità della frazione B è quasi identifica a quella di uno dei solventi, mentre quella della frazione A è diversa rispetto ad entrambi? Motivare per esteso.

4 Domanda 2 (6 Punti) Completare la tabella sottostante secondo il modello della prima riga Formula Catione Numero totale di elettroni del catione Anione ossido di calcio Ca O 2 PbSO 4 Fe 2 O 3 Domanda 3 (6 Punti) Scrivere la formula di Lewis (mostrando tutte le coppie di elettroni) ed indicare il nome per la corretta geometria dell atomo centrale delle molecole sottostanti. Precisare se si tratta di una geometria perfetta o solo approssimativamente tale. CF 2 Br 2 NCl 3 O=CCl 2 Domanda 4 (6 Punti) Si consideri l amminoacido leucina, che può essere rappresentato come segue: NH 2 CH COOH CH 2 CH(CH 3 ) 2 a) Indicare i gruppi funzionali della molecola e spiegare in breve se esiste un isomeria di tipo cis/trans b) Scrivere la formula di Lewis (completa) di un isomero di struttura che sia un estere. c) Scrivere la formula di Lewis (completa) di un isomero di struttura che sia un chetone.

5 Domanda 5 (6 Punti) I cosiddetti grassi trans si possono formare soprattutto durante certi procedimenti industriali di cottura in cui gli oli alimentari vengono riscaldati ad altissime temperature. I grassi trans sono nocivi alla salute in quanto è stato dimostrato che favoriscono la formazione di placche arteriosclerotiche nel sistema cardiocircolatorio. Si consideri ora un semplice acido grasso monoinsaturo come l acido oleico, che può essere rappresentato nel modo seguente: CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH a) Disegnare la formula di struttura semplificata (comprendente lo scheletro carbonioso e gli atomi diversi da C ed H) e mostrare la differenza tra l isomero cis e quello trans dell acido oleico. b) Quale dei due isomeri (cis o trans) ha una struttura tridimensionale più simile a quella del composto dell acido grasso saturo che contiene lo stesso numero di atomi di carbonio dell acido oleico? Motivare!.. c) Da quanto visto al punto precedente, esiste una relazione tra il fatto che sia i grassi saturi che quelli insaturi di tipo trans favoriscono la formazione delle placche? Motivare!...

6 TERZA PARTE: PROBLEMI Problema 1 (12 Punti) Il solfato di bario è un sale insolubile che viene usato come mezzo di contrasto in medicina (ad esempio nelle radiografie dell apparato digerente). Esso può essere ottenuto tramite la seguente reazione: nitrato di bario + solfato di sodio solfato di bario + nitrato di sodio a) Scrivere l equazione chimica bilanciata del processo. b) Calcolare la massa (in grammi) di nitrato di bario necessaria per produrre un grammo di solfato di bario. c) Il bario fa parte dei cosiddetti metalli pesanti: molti cationi di metalli pesanti, tra cui lo ione Ba 2+, sono molto tossici. Considerando quanto detto nell introduzione, come mai il solfato di bario viene comunque usato per indagini mediche? Si potrebbe usare al suo posto il nitrato di bario? Motivare! d) I mezzi di contrasto usati nelle radiografie spesso contengono l elemento iodio: in effetti, gli atomi con un elevato numero di protoni nel nucleo tendono ad assorbire bene i raggi X. Grazie alla tavola periodica spiegare se lo iodio potrebbe essere meglio del bario e perché durante un indagine radiologica il paziente viene protetto con una mantellina di piombo.

7 Problema 2 (12 Punti) Una soluzione di 500 ml di NaOH 8,00 g/l viene trattata con una soluzione di HNO 3 la cui concentrazione è di 0,100 mol/l. a) Scrivere l equazione chimica bilanciata del processo b) Indicare grazie ai numeri di ossidazione se si tratta o meno di una redox c) Calcolare il volume di soluzione di HNO 3 necessario per portare a termine la reazione d) Calcolare la quantità del nuovo composto che si forma: esprimere il valore in moli e) Se al posto del volume calcolato al punto c si usasse il doppio del volume di HNO 3, si otterrebbe una quantità di nuovo composto doppia rispetto a quella calcolata al punto d? Motivare bene!