INDICAZIONI DI LAVORO PER GLI STUDENTI CON GIUDIZIO DI SOSPENSIONE

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1 INDICAZIONI DI LAVORO PER GLI STUDENTI CON GIUDIZIO DI SOSPENSIONE Classi quarte SA: SCIENZE Anno scolastico ANATOMIA E FISIOLOGIA: Gli esercizi dovranno essere svolti: o sul libro qualora riguardino domande con risposta chiusa o a completamento o in modo ordinato sul quaderno dei compiti estivi da consegnare al proprio docente prima della prova per l'assolvimento del debito. In riferimento alla parte del programma di Anatomia e Fisiologia, dal testo di Sadava Biologia.blu PLUS : capitolo C1 dalla 13 alla 22; 30, dalla 34 alla 37 capitolo C2 dalla 13 alla 26, 31, 39 capitolo C3 dalla 13 alla 24, dalla 33 alla 36 capitolo C4 dalla 13 alla 27, 31, 40 capitolo C5 dalla 12 alla 24, 29, 35, 36 capitolo C6 dalla 12 alla 22, 28, 38 capitolo C7 27, 29, 30, 32, 40 capitolo C8 dalla 1 alla 18, 22,23,24, 28, 29, 31, 35, 36 capitolo C9 dalla 1 alla 8, 10, 11, 12, 14, 15, 20, 21 capitolo C11 1, 2, 4, 16 capitolo C12 1, 2, 3, 7, 9, 12, 16, 18 In riferimento alla parte del programma di Scienze della Terra, dal testo di Bosellini Le scienze della Terra Minerali, rocce, vulcani, terremoti : capitolo 6B da pag. B/121 dalla 1 alla 16, 17, 18, 25, 27, 28, 39, 40 capitolo 7B (se nel programma) da pag. B/145 dalla 1 alla 15, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 32, 45, 54, 55, 56 CHIMICA: Gli esercizi dovranno essere svolti in modo ordinato sul quaderno dei compiti estivi da consegnare al proprio docente prima della prova per l'assolvimento del debito. 1. Una soluzione contiene 27,9 g di acido nitrico in 100,0 ml di soluzione acquosa ed ha densità assoluta di 1,128 g/ml. a) Calcola la molarità della soluzione. b) Calcola inoltre la frazione molare dell acido c) e la concentrazione espressa in percentuale in massa. Cinetica, termodinamica ed equilibri: 2. La seguente figura mostra il diagramma dell energia potenziale di una reazione chimica che può avvenire secondo due percorsi diversi: 1

2 a) Qual è il concetto fondamentale illustrato dal diagramma? b) Qual è l equazione della reazione complessiva? c) Per ciascuna delle specie A, B, C, D, E, F, indica se si tratta di reagente, intermedio, prodotto o catalizzatore d) Qual è il meccanismo della reazione che corrisponde al processo a maggiore energia? e) Qual è il meccanismo della reazione per il percorso a energia più bassa? Indica sulla figura: o l energia di attivazione del percorso a maggiore energia; o l energia di attivazione del percorso a minore energia; o il ΔH della reazione. 3. Considera l equazione: C 12 H 22 O 11 (s) + 12 O 2 (g) 12 CO 2 (g) + 11 H 2 O (l). Qual è la differenza tra i valori di ΔU e ΔH? 4. Utilizza l equazione chimica dell esercizio precedente e calcola l entalpia molare di formazione del saccarosio, C 12 H 22 O 11 (s), sapendo che il ΔH combustione è di kj/mol e che il ΔH f (CO 2 ) = -393,51 kj/mol e che il ΔH f (H 2 O) = -285,83 kj/mol. Rappresenta l entalpia di formazione del saccarosio in un diagramma e con l equazione termochimica. 5. Il biossido di azoto (inquinante atmosferico) si scioglie in acqua piovana formando una soluzione diluita di acido nitrico, rilasciando monossido di azoto come prodotto secondario. Scrivi e bilancia l equazione del processo. Calcola il valore di ΔS per questa reazione, utilizzando i seguenti valori di S e poi commenta il risultato. S (biossido di azoto) = 240,06 J/mol x K S (acqua liquida) = 69,91 J/mol x K S (acido nitrico) = 146,4 J/mol x K S (monossido di azoto) = 210,76 J/mol x K 6. Bruciando carbone con aria, si ottiene prevalentemente monossido di carbonio, CO, a 1000 C e biossido di carbonio, CO 2, a 400 C. Dire se la reazione: C (s) + CO 2 (g) CO (g) è esotermica o endotermica. 7. L isoottano ha T eb = 99,3 C e un calore di vaporizzazione di 9,01 kcal/mol. Scrivi l equazione della trasformazione descritta. Poi calcola il valore di ΔS per l evaporazione di una mole di isoottano, alla pressione di 1 atm. 8. La sintesi dell ammoniaca, in fase gassosa, N H 2 2 NH 3, è un processo con ΔH < 0 e ΔS < 0. ü Rappresentalo graficamente. 9. Date le seguenti descrizioni delle reazioni reversibili, scrivi un equazione bilanciata e l espressione della costante di equilibrio: a) il gas idrogeno riduce il biossido di azoto per formare ammoniaca e vapore acqueo; b) il gas azoto reagisce con il carbonato di sodio solido e il carbonio solido per produrre gas monossido di carbonio e cianuro di sodio solido; c) il carbonato di bario solido si decompone in ossido di bario solido e biossido di carbonio. 10. Dimostra che Kp = Kc x (RT ) Δn 11. Il cloruro di bromo viene formato dalla reazione tra vapori di bromo e il cloro gassoso; il prodotto è esso stesso un gas. La reazione è endotermica. a) Scrivi l equazione chimica per la formazione di BrCl e l espressione di equilibrio per K; b) a 400 C, dopo che la reazione ha raggiunto l equilibrio, le pressioni parziali di BrCl, Br 2 e Cl 2 sono rispettivamente 1,87 atm, 1 atm e 0,5 atm. Calcola la Kp. c) Inizialmente un recipiente di reazione contiene le 3 specie chimiche, tutte alla pressione parziale di 0,41 atm. In quale direzione procederà la reazione alla temperatura di 400 C? Motiva la risposta. Quale può essere l effetto della temperatura: ü sulla posizione dell equilibrio di questa reazione? 2

3 ü sulla sua cinetica? 12. Ad una data temperatura, la seguente reazione ha K c = 0,914: NO 2 (g) + NO (g) N 2 O (g) + O 2 (g). In un recipiente da 5,00 L viene preparata una miscela che contiene 0,200 mol di ciascun gas. Qual è la concentrazione di ognuno di essi all equilibrio? 13. Considera il sistema all equilibrio: C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) che ha ΔH r = 119,8 kj. A 1000 C, la Kp = 167,5 atm. a) Scrivi l espressione matematica della Kp. b) Quali informazioni si hanno dal valore numerico di Kp? c) Quale effetto provocherebbe: l aggiunta di CO 2 (g) l aggiunta di C (s) la somministrazione di calore l aggiunta di un catalizzatore l allontanamento di CO (g) la riduzione del volume del sistema Usando CCl 4 come solvente, Cl 2 reagisce con Br 2 secondo la reazione Br 2 + Cl 2 2BrCl, con K c =2. Se le concentrazioni iniziali sono [Br 2] = 0,60 M, [Cl 2] = 0,40 M e [BrCl] = 0,0 (zero), quale fra i grafici riportati nella figura sotto rappresenta questa reazione? Spiega bene il criterio di scelta / non scelta. 14. Es. n. 60 (+grafico di ΔG 0 /T) a pag 413 libro di testo Valitutti vol D 15. Es. n. 64 (+grafico di ΔG 0 /T) a pag. 414 libro di testo Valitutti 16. Per la reazione PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) a 250 C la K eq = 4,16 x Per ogni terna di concentrazioni, stabilisci se prevale la reazione diretta, quella inversa, o se il sistema si trova all equilibrio: [PCl 5 ] [PCl 3 ] [Cl 2 ] 5, , , , , , , , , La reazione N 2 O 4 (g) NO 2 (g) a 500 K ha K c = 41. Considera una miscela dei due gas con concentrazioni [] = 0,24 M, [] = 0,12 M. Il sistema si trova all equilibrio? Se non lo è, quale dei due gas aumenterà la pressione parziale per raggiungerlo? 18. Lo iodio si scioglie in acqua ma la sua solubilità è molto maggiore in CCl 4, un solvente organico. La costante relativa all equilibrio I 2 (aq) I 2 (CCl4) è infatti 85. Se 100 ml di acqua in cui sono stati disciolti 0,043 g di iodio sono messi a contatto con 100 ml di CCl 4 contenenti 0,075 g dell alogeno, il sistema si trova all equilibrio? Se non lo è, nel raggiungimento dell equilibrio, aumenterà la concentrazione di iodio nella fase organica o in quella acquosa? 19. Spiega il significato dei seguenti termini o simboli: (a) ΔH; (b) ΔU; (c) ΔH combustione; (d) ΔH vaporizzazione; (e) stadio limitante; (f) energia di attivazione; (g) v = k [A][B]; (h) equilibrio eterogeneo. 3

4 Acidi e basi 20. Quanti ml di una soluzione di idrossido di bario al 30% m/m e d = 1,1 g/ml bisogna aggiungere all acqua per per ottenere 100 litri di soluzione a ph = 9 [0,26 ml] 21. Calcolare quanti ml di acqua bisogna aggiungere a 100 ml di una soluzione di acido forte avente ph = 0,4 per ottenere un ph = 0,58 [51,3 ml] 22. Calcola il ph delle soluzioni ottenute mescolando 25 ml di acido solforico 0,126 M con: a) 35 ml di acqua;[0,98] b) 45 ml di acido solforico 0,063M [0,77 ] 23. A 100 ml di una soluzione di acido solforico 0,45 M si aggiungono 300 ml di una soluzione di acido cloridrico 0,1 M. Calcolare il ph della soluzione risultante [ 0,52] 24. Introducendo in 10 litri di acqua 46 g di sodio, che ph presenta la soluzione? (stabilire quale reazione avviene) [13,3] 25. Calcola la concentrazione di ioni idrossido e quella di ioni idrogeno presenti in una soluzione di acido solforico avente ph 2,25, a 25 C. 26. Quanti ml di una soluzione di idrossido di bario al 30,0% m/m e d = 1,10 g/ml bisogna aggiungere all acqua per ottenere 100 litri di soluzione a ph = 9? 27. Qual è il ph di una soluzione ottenuta mescolando 15,0 ml di una soluzione di acido nitrico 2,5 M con 35,0 ml di un altra soluzione di acido nitrico 0,50 M e portando il volume finale ad 1,00 L? (I volumi si considerino additivi). Acidi e basi deboli 28. Vi sono tre definizioni di acido o di base. In base a tali definizioni spiega se: a. HBr è un acido, una base o nessuno dei due? b. Ca(OH) 2 è un acido, una base o nessuno dei due? c. NH 3 è un acido, una base o nessuno dei due? d. Zn ++ è un acido, una base o nessuno dei due? e. AlCl 3 è un acido, una base o nessuno dei due? f. H 2 O è un acido, una base o nessuno dei due? 29. Una soluzione di acido cianico 0,015 M (HOCN) ha ph = 2,67. Qual è la sua K a? [3 x 10-4 ] 30. Una soluzione di un acido debole monoprotico avente K a = 7,5 x 10-4 ha un ph =2,2. Calcolare la concentrazione dell acido e i grammi contenuti in 600 ml di soluzione, sapendo che la massa molare è 20g/mol. [C a = 5,21 x 10-2 mol/l; 0,625 g di acido ] 31. Calcola il ph di una soluzione di ammoniaca 1M, sapendo che la K b è 1,8 x 10-5 [ 11,63] 32. La metilammina, CH 3 NH 2 è una base debole con K b = 4,38 x Calcola la concentrazione molare di una sua soluzione con ph = 11,5 [2,6 x 10-2 mol/l ] 33. Quale concentrazione deve avere una soluzione di acido solforico per avere lo stesso ph di una soluzione allo 0,3% m/v di acido acetico CH 3 COOH (K a = 1,8 x 10-5 ) [ 4,65 x 10-2 mol/l] 34. L indicatore di acidità verde di bromocresolo è un acido debole del quale, a ph 4,68, sono contemporaneamente presenti in concentrazioni uguali, le due forme acida (gialla) e basica (blu). Ragionando sull espressione della costante di equilibrio dell acido verde di bromocresolo, ricava il pk a di questo acido. Spiega inoltre la relazione tra pk e punto di viraggio. 35. La costante di dissociazione della piridina (base organica monobasica), C5H5N, è 2,3 x Calcola il ph di una soluzione contenente, in 180 ml, 2,2 grammi di piridina. Reazioni di neutralizzazione: 36. Calcola il ph di una soluzione di acido nitrico 0,002M; calcola il ph di una soluzione di idrossido di potassio 0,0018 M; calcola il ph della soluzione ottenuta mescolando 38 ml di acido con 40 ml di 4

5 idrossido [2,7; 11,26; 1,29] ml di acido cloridrico gassoso a 25 C e 734 mmhg vengono fatti gorgogliare in 200 ml di una soluzione di idrossido di sodio a ph = 10,5. Qual è il ph finale della soluzione così ottenuta? [2,4] 38. A una soluzione costituita da 20 mg di idrossido di sodio disciolti in 1 litro di soluzione vengono aggiunti 250 ml di soluzione contenente 30 mg di acido solforico. Qual è il ph finale? [4,05] 39. Calcolare i g di idrossido di sodio da aggiungere a 400 ml di acido solforico 0,03M per aumentare il ph di una unità. [0,864 g] 40. Dati 250 ml di acido cloridrico 0,01 M calcolare il ph prima e dopo l aggiunta di 0,513 di idrossido di bario. [2; 12,14 ] 41. Quanti ml di una soluzione 0,5 M di acido nitrico bisogna prelevare per avere 25 litri di una sua soluzione acquosa a ph = 3? Quanti ml di soluzione 0,5 M di NaOH occorre aggiungere alla soluzione iniziale per avere un ph finale = 7? 42. Quanti ml di soluzione di una soluzione di idrossido di potassio 0,100 M occorrono per neutralizzare completamente l acido cloridrico contenuto in 300 ml di una soluzione di HCl il cui ph è ugule a 2,25? 43. A 50 ml di acido acetico CH3COOH 0,10 M vengono aggiunti 120 mg di NaOH. Calcola il ph della soluzione ottenuta sapendo che la Ka =1,8x10 5. Come si modifica il ph se la quantità di NaOH aggiunta è 200 mg anziché 120 mg? Dopo aver fatto quest ultimo calcolo, descrivi la condizione finale raggiunta. 44. A 50 ml di una soluzione al 4,8% in massa di NH 3 (K b = 1,8 x 10-5 ) in acqua e di densità 0,98 g/ml viene aggiunto del cloruro di ammonio NH 4 Cl solido fino ad ottenere ph = 9,23. Calcolare i grammi di NH 4 Cl aggiunti supponendo che il volume della soluzione rimanga invariato. [7,84 g] 45. 1,7 g di ammoniaca vengono fatti assorbire in 500 ml di HCl 0,1 M. Qual è il ph della soluzione risultante? [9,26] Elettrochimica 46. Scrivi l equazione completa della redox, bilanciandola in forma molecolare, relativa alla reazione tra cloruro ferrico in soluzione acquosa con ioduro di potassio, che dà come prodotto cloruro ferroso, cloruro di potassio e iodio solido. b) Riscrivi la redox in forma ionica netta. c) Evidenzia in questa reazione l ossidante, il riducente, l ossidante ridotto, il riducente ossidato. d) Spiega in quale modo è possibile mettere in evidenza la presenza di amido alla fine della reazione. 47. Bilancia le seguenti equazioni, dopo averle ridotte in forma ionica netta: KMnO 4 (aq) + NaOH (aq) + Na 2 S 2 O 3 (aq) Na 2 MnO 4 (aq) + K 2 SO 4 (aq) + KOH (aq) + H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + NH 3 + H 2 SO 4 à K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + N 2 + H 2 O 48. Bilancia le seguenti redox: con il metodo ionico-elettronico: NBr 3 N 2 + Br + HOBr (soluzione basica) con il metodo della variazione del N.O.: SnS 2 + HNO 3 + H 2 O H 2 SnO 3 + NO + H 2 SO Identifica e denomina la reazione descritta dall equazione seguente con il metodo della variazione del N.O.: Mn 2 O 3 MnO + MnO Bilancia le seguenti ossidoriduzioni, mostrando in ogni caso la specie che si ossida e quella che si riduce, la specie ossidata e quella ridotta, l ossidante e il riducente: ü MnO 2 + FeSO 4 + H 2 SO 4 à MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O ü ICl 3 + H 2 O I 2 + HIO 3 + HCl ü ü KBrO 3 +KBr + H 2 SO 4 à Br 2 + K 2 SO 4 + H 2 O HNO 2 à HNO 3 + NO + H 2 O 5

6 ü es. 31 a pag. 512 del libro di testo Valitutti vol. E 51. Utilizzando la tabella del libro di testo (pag. 522), componi 3 equazioni redox spontanee. 52. Descrivi la cella galvanica e quella elettrolitica, le loro parti e le relative utilizzazioni. 53. In che cosa consiste la corrosione? Dove e perché avviene? Come la si può prevenire? 54. Disegna uno schema della pila costituita dai seguenti semielementi galvanici, stabilendo dove avviene la riduzione dove avviene l ossidazione, il diagramma di cella e il verso della corrente: elettrodo a ferro: Fe/FeSO 4 elettrodo a piombo: Pb/ Pb(NO 3 ) 2 6

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