PROVA SCRITTA DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA Scienze e Tecnologie per l Ambiente 1 Febbraio 2013

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1 1 Febbraio ) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per SF 6 e per gli anioni dei sali: fosfato di potassio, carbonato di calcio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di carbonato di sodio (Na 2 CO 3 ) 1.00 M. Le costanti di acidità per l acido carbonico sono Ka1 = e Ka2 = b) Delle seguenti tre coppie di reagenti, indicare, motivandolo, quale coppia può essere utilizzata per formare un tampone, e se il ph del tampone risultante sarà acido o basico: i) NaOH 0.1 M e HCl 0.2 M; ii) HCl 0.2 M e NH 3(aq) 0.2 M; iii) NaOH 0.1 M e NH 3(aq) 0.2 M. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 0.85 g di NaNO 3 e 1.80 g di glucosio (MM = 180 g/mol) in L di acqua a 37 C. b) Descrivere la relazione tra il quoziente di reazione Q e la costante di equilibrio K. 4) a) L acido cloridrico viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 36.0% (m/m) di HCl e di densità pari a 1.18 g/ml. Calcolare molarità e molalità della soluzione commerciale. b)a 600 K la seguente reazione ha K c = 92.6 : H 2(g) + I 2(g) 2 HI (g). Calcolare la K p per la reazione nelle stesse condizioni. 5) Calcolare il potenziale di una semicella costituita da una sbarretta di Zn immersa in una soluzione contenente ioni Zn in concentrazione 1.00 M e il potenziale di una sbarretta di Cu immersa in una soluzione 0.10 M di ioni Cu 2+. Calcolare la f.e.m. della cella che si ottiene abbinando le due semicelle. Potenziali standard di riduzione: E (Cu 2+ /Cu) = V; E (Zn 2+ /Zn) = V.

2 15 Febbraio 2013 eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: PH 3, BrF 5, ione perclorato. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 5.00 M di acido cloracetico (indicare con HA) sapendo che K a = b) Calcolare inoltre il ph della soluzione ottenuta mescolando 10 ml della suddetta soluzione con 20 ml di KOH 2.50 M. a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente g di PbI 2 e 1.00 ml di 1- propanolo (C 3 H 8 O, d = g/ml) in L di acqua a 25 C. b) Scrivere la legge di Raoult per un sistema costituito da una miscela di due componenti A e B, entrambi volatili, e descrivere il sistema. 4) a) Calcolare la K ps del cloruro di argento (AgCl) a 25 C, sapendo che evaporando a secchezza 1L di soluzione acquosa satura, il residuo solido pesa 1.57 mg. b) Bilanciare la seguente reazione: KMnO 4 + HCl MnCl 2 + Cl 2 + KCl + H 2 O. 5) Descrivere le reazioni che avvengono durante l elettrolisi di una soluzione acquosa 1 M di NaOH. Calcolare inoltre il numero di moli di O 2 che si sviluppano all anodo se si fa passare nella cella una corrente di 3.3 A per 2.0 h.

3 1 Marzo ) Indicare struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare per: SO 2, CH 2 Br 2 e ione nitrato. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione 0.1 M di cloruro di ammonio (la K b per NH 3 è pari a ). b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: idrogenosolfato di sodio, idrossido di bario e nitrato di potassio. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Elencare le proprietà colligative e scrivere le relazioni che ne riassumono le proprietà. b) Bilanciare la seguente reazione di ossido-riduzione: KMnO 4 + KCl + H 2 SO 4 MnSO 4 + Cl 2 + K 2 SO 4 + H 2 O 4) a) Per trattamento di un campione di FeS con un eccesso di HCl, si ottengono 10.0 L di H 2 S (g), misurati a 30 C e alla pressione di 1.0 atm. Indicare la quantità in massa di solfuro di ferro(ii) che ha reagito. b) Descrivere le proprietà dei metalli alcalini ed alcalino-terrosi. 5) a) Il magnesio è un metallo che si ottiene per elettrolisi del cloruro di magnesio fuso. Calcolare l'intensità della corrente (in Ampère) che deve passare nella cella elettrolitica perché al catodo si formino 73 g di magnesio in un'ora. b) Illustrare in maniera sintetica che cosa si intende per elettrolisi.

4 25 Giugno ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie: PCl 3, CS 2, ione perclorato. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 1000 mg di cianato di potassio (KOCN, per HOCN K a = ) in 500 ml di acqua. b) Dare una definizione sintetica di soluzione tampone e della sua funzione. 3) a) L acido cloridrico viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 36% (m/m) di HCl e di densità pari a 1.18 g/ml. Calcolare la molarità della soluzione commerciale di acido cloridrico. b) Elencare e descrivere sinteticamente le proprietà colligative. 4) a) Calcolare, trascurando eventuali processi di idrolisi, la solubilità di BaF 2 (K ps = ) I) in acqua pura; II) in una soluzione 1.0 M di NaF. b) Descrivere la molecola biatomica N 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 5) Calcolare la massa di metallo ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di NiCl 2 della durata di 15 minuti utilizzando una corrente di 10 Ampere. Indicare la reazione catodica.

5 6 Luglio 2012 eventuale presenza di momento dipolare per BCl 3, SF 6, e per l anione solfato. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 1.0 M di acido formico (indicare con HA) sapendo che ha una K a = b) Indicare, motivandolo, quale delle seguenti soluzioni è appropriata per titolare CH 3 COONa: HCl 0.1 M, NH M, KOH 0.1 M. Indicare inoltre, se il ph ottenuto alla fine della titolazione è acido, neutro o basico. 3) a) Calcolare la solubilità di AgBr in acqua ed in una soluzione di CaBr M sapendo che la K ps per AgBr è pari a b) Scrivere la legge di Raoult per una soluzione ideale composta da due liquidi e disegnare il grafico corrispondente. 4) a) Calcolare la pressione esercitata da 3 g di metano (CH 4 ) e 35 C in un recipiente chiuso dal volume di 2.00 L. b) Discutere i numeri quantici. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 6 A attraverso una soluzione di ZnCl 2 per fare depositare 1.00 g di zinco. Scrivere a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dello zinco.

6 20 Luglio 2012 eventuale presenza di momento dipolare per la molecola PCl 3, e per l anione dei sali: carbonato di ammonio e periodato di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 1.5 g di cianato di potassio (KOCN, per HOCN K a = ) in 600 ml di acqua. b) Calcolare il ph ottenuto aggiungendo 20 ml di HNO M a 30 ml della suddetta soluzione. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 25 C della soluzione ottenuta sciogliendo mg di Na 2 SO 4 e mg di glucosio (C 6 H 12 O 6 ) in 750 ml di acqua. b) Elencare gli orbitali d e disegnarli schematicamente. 4) a) Calcolare la solubilità di Ag 2 S (K ps = ) I) in acqua pura e II) in una soluzione 0.10 M di AgNO 3. b) Bilanciare la seguente reazione redox: Li 2 Cr 2 O 7 + FeSO 4 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + Li 2 SO 4 + H 2 O. Scrivere la costante di equilibrio per la reazione. 5) a) Calcolare il tempo necessario per depositare sull elettrodo la massa di metallo di 1.5 g ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di AgCl utilizzando una corrente di 30 Ampere. b) Calcolare la pressione del gas ottenuto, a 20 C se il volume del recipiente è 5 L.

7 13 Settembre ) Scrivere il nome dei seguenti composti ionici: LiNO 2, ZnSO 4, KIO 4. Per ciascuno degli anioni considerati indicare: struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di carbonato di sodio 1.00 M. Le costanti di acidità per l acido carbonico sono K a1 = e K a2 = ). b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: nitrato di sodio, acetato di potassio, bromuro di ammonio. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) L acido cloridrico viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 36% (m/m) di HCl e di densità pari a 1.18 g/ml. Calcolare molarità e molalità della soluzione. b) Fornire la definizione per "acido" e "base" secondo i) Arrhenius; ii) Bronsted-Lowry; iii) Lewis. 4) a) Quale volume di biossido di zolfo (misurato a 1.00 atm e 298 K) occorre per ricavare kg di zolfo secondo la seguente reazione (da bilanciare)? H 2 S (g) + SO 2(g) S (s) + H 2 O (g) b) Disporre in ordine crescente di punto di ebollizione le seguenti soluzioni acquose: KCl 0.5 m, Na 3 PO m, etanolo 0.5 m. 5) Si effettua l elettrolisi di una soluzione acquosa satura di cloruro di sodio (salamoia). Calcolare la quantità (in grammi e moli) delle sostanze che si liberano agli elettrodi facendo attraversare la cella da una corrente di 1.00 A per 5 ore.

8 5 Ottobre 2012 eventuale presenza di momento dipolare per SO 3 e per gli anioni dei sali: nitrito di sodio, clorato di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione della base etilammina (CH 3 -CH 2 -NH 2, indicare con B:) 0.6 M, sapendo che la K b = b) Calcolare inoltre il ph ottenuto aggiungendo a 15 ml della precedente soluzione, 15 ml di una soluzione 0.6 M di HI. 3) a) Calcolare la solubilità di AgCl (K ps = ) in acqua pura ed in una soluzione 1.0 M di KCl. b) Descrivere la molecola biatomica O 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 4) 0.30 moli di H 2 e 0.20 moli di I 2 sono poste in un recipiente del volume di 5.00 L; la temperatura viene portata a 600 K e si lascia che il sistema raggiunga l equilibrio. Avviene la seguente reazione (K c = 92.6 a 600 K): H 2(g) + I 2(g) 2 HI (g) Calcolare le concentrazioni delle varie specie all equilibrio. b) Descrivere brevemente l innalzamento ebullioscopico e l abbassamento crioscopico. 5) Calcolare la massa di metallo ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di NiCl 2 della durata di 12 minuti utilizzando una corrente di 2.5 Ampere.

9 6 Dicembre 2012 eventuale presenza di momento dipolare per H 2 S, I - 3 e cloruro fosforico. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di HF 0.5 M, sapendo che la K a = b) Indicare il volume di soluzione da prelevare per preparare L di una soluzione di HF 800 μm, e calcolare il ph della soluzione ottenuta. 3) a) Partendo da orbitali s e p descrivere la formazione di orbitali ibridi secondo la Teoria del Legame di Valenza (VB). b) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente g di K 2 SO 4 in 2500 ml di acqua a 37 C, sapendo che il sale è completamente dissociato. 4) a) Scrivere la legge di Raoult per un sistema costituito da una miscela di due componenti A e B entrambi volatili e descrivere il comportamento del sistema in funzione della composizione. b) Evaporando sino a secchezza 1.00 L di una soluzione satura di CaCO 3, rimane un residuo solido dal peso di 9.0 mg. Calcolare il valore di K ps per CaCO 3. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 6.4 A attraverso una soluzione di ZnCl 2 per fare depositare 4.2 g di zinco. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dello zinco.

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