Esame svizzero di maturità Sessione gennaio 2015 ESAME DI MATURITÀ. Opzione specifica biologia e chimica. gennaio 2015 PARTE DI CHIMICA

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1 ESAME DI MATURITÀ Opzione specifica biologia e chimica gennaio 2015 PARTE DI CHIMICA Cognome: Nome: Gruppo: Numero: Tempo a disposizione: Punteggio parte chimica: Sussidi ammessi: 120 minuti 120 punti disponibili. Nella parte di chimica si raggiunge il voto massimo con 110 punti. Un eventuale superamento dei 110 punti non verrà conteggiato. raccolta formule (Formulari e Tavole, Tables numériques o Formeln und Tafeln) calcolatrice tascabile ad alimentazione autonoma, con visore che mostra una sola riga di caratteri alfanumerici Le risposte vanno scritte sui fogli dell esame nei riquadri appositi; se dovesse aver bisogno di altro spazio, usi i fogli ufficiali. Ogni blocco o foglio singolo deve portare cognome, nome, gruppo e numero del candidato. Risposte a matita e/o su fogli non ufficiali non verranno considerate. Le risposte alle domande dovranno essere concise, chiare e il linguaggio il più rigoroso possibile. Risposte evasive, poco chiare verranno penalizzate! 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. Al termine dell esame, raccolga ed ordini i fogli. BUON LAVORO! 1

2 Stechiometria e ph [30 pti] L analisi per combustione di 12,00 g di un sale sodico anidro ha fornito 9,42 g di CO 2, 0,964 g di H 2 O e 2,46 g di Na. La massa molare del sale è 112,02 gmol -1. a) Determini, con dei calcoli, la formula chimica del sale. b) Il sale contiene gruppi carbossilato ( CO 2 ). Rappresenti la formula di Lewis dell anione del sale. c) L anione al punto b) è una specie acida, basica o anfiprotica? Motivi esaurientemente la sua scelta. 2

3 d) Vengono sciolti in acqua 1,50 g del sale sodico e i il volume viene portato a 500,0 ml. Calcoli il ph della soluzione risultante sapendo che i pka dell acido ossalico (C 2 H 2 O 4 ) sono 1,26 e 4,27. Per semplicità consideri unicamente il secondo equilibrio di deprotonazione dell acido ossalico per determinare il ph della soluzione. 3

4 Equilibrio d ossidoriduzione [18 pti] In soluzione acquosa acida gli ioni permanganato, producendo ioni manganese (II), 2 + Mn MnO, reagiscono con l acido ossalico, HCO, e biossido di carbonio gassoso. a) Scriva, senza dimenticare di scrivere i numeri d ossidazione corretti, l equazione chimica bilanciata della semireazione di ossidazione. b) Scriva, senza dimenticare di scrivere i numeri d ossidazione corretti, l equazione chimica bilanciata della semireazione di riduzione. c) Scriva ora l equazione chimica bilanciata della reazione d ossidoriduzione. 4

5 Isomeri e legami intermolecolari [22 pti] a) Disegni tutti gli isomeri aventi formula chimica C 6 H 1 4. b) Identifichi con delle lettere (A, B, ) gli isomeri da lei rappresentati al punto a) e per almeno due scriva il nome IUPAC accanto alla struttura. c) Tra gli isomeri del C 6 H 12 ve ne sono di chirali? Motivi la sua risposta. d) Ordini per punto d ebollizione crescente gli isomeri da lei rappresentati al punto a), motivando esaurientemente la sua scelta. 5

6 Prodotto di solubilità [20 pti] a) Scriva l equazione chimica bilanciata dell equilibrio di solubilità in acqua del carbonato di calcio (K PS = 8,1x10-9 ) e calcoli la solubilità del sale in acqua. Per semplicità non consideri l apporto dovuto all autoprotonazione dell acqua. b) Scriva ora l equazione bilanciata della reazione dello ione carbonato con l acqua ( 2 = ) pk 3,75. b,co 3 c) Calcoli la solubilità del carbonato di calcio in una soluzione acquosa a ph 3. 6

7 Equilibrio [30 pti] Un recipiente di 10,0 dm 3 contiene SnO 2 solido e H 2 gassoso alla pressione di 6,00 bar e alla temperatura di 800 K. Sapendo che a questa temperatura la costante d equilibrio K vale 0,600, calcoli la massa di stagno solido che si formerà quando si sarà raggiunto l equilibrio. La reazione (da bilanciare) è:...sno...h...sn +...H O + 2( s) 2( g) (s) 2 ( g) 7

8 Dopo che l equilibrio è stato nuovamente raggiunto, si diminuisce la pressione. a) Stabilisca in quale direzione si sposterà l equilibrio dopo questa perturbazione. Motivi in modo conciso, ma esauriente, la sua risposta. Dopo che l equilibrio è stato nuovamente raggiunto, si aggiungono 0,010 mol di H 2. b) Stabilisca in quale direzione si sposterà l equilibrio dopo questa perturbazione. Motivi in modo conciso, ma esauriente, la sua scelta. c) Qualitativamente (ovvero senza fare calcoli) indichi come varieranno le quantità chimiche delle specie dopo l aggiunta di H 2 (punto b) e come varierà la pressione all interno del recipiente. Motivi le sue scelte. d) Se volessimo far variare la costante d equilibrio K, cosa dovremmo fare? Motivi la sua scelta. 8