Corso di Chimica Generale ed Inorganica II Prova Intercorso 31/5/2004

Transcript

1 Corso di Chimica Geerale ed Iorgaica II Prova Itercorso 31/5/2004 1) I 412 ml di acqua soo sciolti 3.52 g di solfito di potassio. (a) Calcolare il ph della soluzioe; (b) calcolare la cocetrazioe dello ioe bisolfito ella soluzioe; (c) calcolare la cocetrazioe di ioe bisolfito i ua soluzioe di solfito di potassio alla stessa cocetrazioe, ma tampoata a ph 9.0. Per l acido solforoso K a , K a Ragioameto i breve: il solfito di potassio è u sale, il cui aioe è la base coiugata di u acido debole (lo ioe bisolfito) ed è quidi ua base debole. Il catioe o è é acido é basico. Il problema quidi cosiste el calcolo del ph di ua soluzioe di ua base debole. La cocetrazioe si calcola facilmete, il K b va calcolato dal K a2 forito. Il solfito di potassio ha formula K 2 SO 3, ed ha massa are di g. Il umero di i di K 2 SO 3 è: K 2SO3 massa(k 2SO3) 3.52g massa are(k SO ) g 2 3 La cocetrazioe are di K 2 SO 3 è: [K 2 SO 3 ] -2 K 2SO V soluzioe L M Il solfito di potassio è u elettrolita forte, ed i acqua è completamete dissociato egli ioi che lo compogoo (effettuare la dissociazioe degli elettroliti prima di qualsiasi altra reazioe): K 2 SO 3 (aq) 2 Na (aq) SO 3 2 (aq) i M M M M f M M Quidi abbiamo ua soluzioe M di SO 3 2, che è ua base debole. No ci soo i soluzioe altre specie acide o basiche.

2 Calcoliamo la K b dello ioe solfito. L'equilibrio di basicità dello ioe solfito è: SO 3 2 H 2 O HSO 3 OH L'equilibrio è tra ioe bisolfito e ioe solfito, per cui la K b deve essere calcolata dalla K a2 dell'acido solforoso (che si riferisce all'equilibrio HSO 3 H 2 O SO 3 2 H 3 O ): w a2 14 K 10 K b K A questo puto siamo i grado di scrivere la tabella dell'equilibrio acido-base: 8 SO 3 2 H 2 O HSO 3 OH i M 0 0 x x x e M x x x Poiché la costate basica è piccola possiamo supporre che x sia trascurabile rispetto a M. Sostituedo ell'espressioe del K b : 2 [HSO3 ][OH ] 8 x K b [SO3 ] x per cui [HSO 3 ] M e [OH ] M per cui poh 4.17 e quidi ph 14 poh , da cui ph (ioltre x è miore del 5% di M, per cui era effettivamete trascurabile). Per quato riguarda il puto (c), i questo caso la soluzioe è tampoata a ph 9. Questo sigifica che [H 3 O ] 10 9 M e [OH ] 10 5 M qualuque sia la quatità di H 3 O e OH prodotti o cosumati (ossia già coosciamo il loro valore all'equilibrio) Possiamo allora riscrivere la tabella dell'equilibrio i questo modo: SO 3 2 H 2 O HSO 3 OH i M 0 x x e M x x 10 5 M

3 Suppoiamo ache qui che x sia trascurabile rispetto a M. Ioltre otiamo che per OH abbiamo scritto direttamete la cocetrazioe all'equilibrio, visto che la coosciamo. Sostituedo ell'espressioe del K b : 5 [HSO3 ][OH ] 8 x 10 K b [SO3 ] x per cui [HSO 3 ] M (e x è acora miore del 5% di M e quidi trascurabile). 10 2) Calcolare la solubilità del fluoruro di magesio i ua soluzioe M di cloruro di magesio. Per il fluoruro di magesio, K ps Ragioameto i breve: si tratta di calcolare la solubilità del fluoruro di magesio cooscedoe il K ps. I soluzioe è già presete cloruro di magesio, ossia ioi magesio: quidi o tutti gli ioi magesio provegoo da MgF 2, e [Mg 2 ] s. Iazitutto, visto che il cloruro di magesio è u elettrolita e si scioglie completamete, possiamo cosiderare la sua dissociazioe e calcolare la cocetrazioe dei due ioi che forisce. La tabella di reazioe è: MgCl 2 (aq) Mg 2 (aq) 2 Cl (aq) i M M M M f M M Lo ioe cloruro o partecipa ad altre reazioi (è uo ioe spettatore). Cosideriamo adesso la dissoluzioe di MgF 2 i questa soluzioe. L'equilibrio di solubilità è: e la tabella dell'equilibrio di solubilità è: MgF 2 (s) Mg 2 (aq) 2 F (aq)

4 MgF 2 (s) Mg 2 (aq) 2 F (aq) i M 0 - s 2s e M s 2s Possiamo supporre che, poiché il sale è poco solubile, la sua solubilità s sia trascurabile rispetto a Sostituedo ell'espressioe del K ps : K ps [Mg 2 ][F ] (2s) s (s è to più piccolo di 0.199, e l'approssimazioe cha abbiamo fatto è giusta). Quidi la solubilità è M 3) Prevedere se la reazioe tra iodio e ioduro di ferro (II) per dare ioduro di ferro (III) è spotaea oppure o. Ragioameto i breve:dobbiamo determiare se ua reazioe di ossidoriduzioe è spotaea. Tra i dati abbiamo a disposizioe ua tabella dei poteziali di elettrodo stadard. Possiamo quidi calcolare il poteziale di ua cella i cui avviee la reazioe data, e vedere se è > 0. Le cocetrazioi dei reageti o soo date, per cui assumiamo quelle stadard. Iazitutto scriviamo l'equazioe chimica: 9 I 2 FeI 2 FeI 3 I questa reazioe il ferro passa da.o. 2 a 3 (il ferro si ossida), e iodio passa da.o. 0 (iodio elemetare) a 1 (ioe ioduro) (il ferro si riduce). I poteziali delle due semireazioi soo preseti i tabella: I 2 2e 2I E V Fe 3 e Fe 2 E V Per calcolare il poteziale della cella dobbiamo usare la formula: E E (riduzioe) E (ossidazioe) E 0.54 V (0.77 V) 0.23 V Il poteziale è miore di zero, e la reazioe o è spotaea.

5 NB. Molti studeti hao usato il valore di 0.77 V per E (ossidazioe) della coppia Fe 3 /Fe 2, pesado che ella tabella dei poteziali la semireazioe è scritta come riduzioe (Fe 3 Fe 2 ), e ella ostra reazioe ivece avviee ua ossidazioe (Fe 2 Fe 3 ). I effetti la formula tiee già coto di questo fatto, perché il poteziale E (ossidazioe) è sottratto e o addizioato ad E (riduzioe). Per questo come E (ossidazioe) si deve usare proprio il valore i tabella, 0.77 V (per covezioe, tutti i poteziali elle tabelle soo el seso della riduzioe, i poteziali idicao proprio la tedeza a ridursi).

6 Corso di Chimica Geerale ed Iorgaica II Prova Itercorso 31/5/2004 1) I 190 ml di acqua soo sciolti 1.12 g di perclorato di ammoio (a) Calcolare il ph della soluzioe; (b) calcolare la cocetrazioe di ammoiaca ella soluzioe; (c) calcolare la cocetrazioe di ammoiaca i ua soluzioe di perclorato di ammoio alla stessa cocetrazioe, ma tampoata a ph 7.0. Per l ammoiaca K b Ragioameto i breve: il perclorato di ammoio è u sale, il cui catioe è l'acido coiugata di ua base debole (l'ammoiaca) ed è quidi u acido debole. L'aioe deriva da u acido forte e o è é acido é basico. Il problema quidi cosiste el calcolo del ph di ua soluzioe di u acido debole. La cocetrazioe si calcola facilmete, il K a va calcolato dal K b forito. Il perclorato di ammoio ha formula NH 4 ClO 4, ed ha massa are di g. Il umero di i di NH 4 ClO 4 è: NH 4ClO4 massa(nh4clo4) 1.12 g massa are(nh ClO ) g 4 4 La cocetrazioe are di NH 4 ClO 4 è: [NH 4 ClO 4 ] NH ClO L 4 4 V soluzioe 2 M Il perclorato di ammoio è u elettrolita forte, ed i acqua è completamete dissociato egli ioi che lo compogoo (effettuare la dissociazioe degli elettroliti prima di qualsiasi altra reazioe): NH 4 ClO 4 (aq) NH 4 (aq) ClO 4 (aq) i M M M M f M M Quidi abbiamo ua soluzioe M di NH 4, che è u acido debole. No ci soo i soluzioe altre specie acide o basiche.

7 Calcoliamo la K a dello ioe ammoio. L'equilibrio di acidità dello ioe ammoio è: NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O La K a può essere calcolata dalla K b dell'ammoiaca: b 14 Kw 10 K a K A questo puto siamo i grado di scrivere la tabella dell'equilibrio acido-base: 10 NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O i M 0 0 x x x e M x x x Poiché la costate acida è piccola possiamo supporre che x sia trascurabile rispetto a M. Sostituedo ell'espressioe del K a : 2 [NH3][H3O ] 10 x K a [NH4 ] x per cui [NH 3 ] M e [H 3 O ] M da cui ph 5.28 (ioltre x è miore del 5% di M, per cui era effettivamete trascurabile). Per quato riguarda il puto (c), i questo caso la soluzioe è tampoata a ph 7. Questo sigifica che [H 3 O ] 10 7 M e [OH ] 10 7 M qualuque sia la quatità di H 3 O e OH prodotti o cosumati (ossia già coosciamo il loro valore all'equilibrio) Possiamo allora riscrivere la tabella dell'equilibrio i questo modo: NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O i M 0 x x e M x x 10 7 M

8 Suppoiamo ache qui che x sia trascurabile rispetto a M. Ioltre otiamo che per H 3 O abbiamo scritto direttamete la cocetrazioe all'equilibrio, visto che la coosciamo. Sostituedo ell'espressioe del K b : 7 [NH3][H3O ] 10 x 10 K a [NH4 ] x per cui [NH 3 ] M (e x è acora ua volta miore del 5% di M e quidi trascurabile). 2) Ua soluzioe satura di cloruro di rame (I) ha ua pressioe osmotica di atm a 25 C. Calcolare il K ps del cloruro di rame (I). R L atm K 1 1 Ragioameto i breve: Bisoga calcolare il K ps di u sale poco solubile. Dalla pressioe osmotica della soluzioe satura può essere calcolata la cocetrazioe del sale, e quidi le cocetrazioi dei due ioi. Da queste si calcola direttamete il K ps. Calcoliamo la cocetrazioe della soluzioe satura dalla pressioe osmotica. Nel fare questo, ricordiamo che il cloruro di rame (I), CuCl, è u elettrolita che si dissocia i due ioi, per cui il suo coefficiete di va't Hoff è i 2. L'espressioe della pressioe osmotica è Π Π irtc da cui c e sostituedo irt [CuCl] L atm K atm 298 K M Poiché CuCl è u elettrolita forte, il CuCl i soluzioe è completamete dissociato: CuCl (aq) Cu (aq) Cl (aq) i M M M M f M M

9 Poiché queste cocetrazioi si riferiscoo alla soluzioe satura, possoo essere utilizzate direttamete per calcolare il K ps : K ps [Cu][Cl] ) Prevedere se la reazioe tra iodio e ferro per dare ioduro di ferro (II) è spotaea oppure o. Ragioameto i breve:dobbiamo determiare se ua reazioe di ossidoriduzioe è spotaea. Tra i dati abbiamo a disposizioe ua tabella dei poteziali di elettrodo stadard. Possiamo quidi calcolare il poteziale di ua cella i cui avviee la reazioe data, e vedere se è > 0. Le cocetrazioi dei reageti o soo date, per cui assumiamo quelle stadard. Iazitutto scriviamo l'equazioe chimica: I 2 Fe FeI 2 I questa reazioe il ferro passa da.o. 0 a 2 (il ferro si ossida), e iodio passa da.o. 0 (iodio elemetare) a 1 (ioe ioduro) (il ferro si riduce). I poteziali delle due semireazioi soo preseti i tabella: I 2 2e 2I E V Fe 2 e Fe E V Per calcolare il poteziale della cella dobbiamo usare la formula: E E (riduzioe) E (ossidazioe) E 0.54 V ( 0.44 V) 0.90 V Il poteziale è maggiore di zero, e la reazioe è spotaea. NB. Molti studeti hao usato il valore di 0.44 V per E (ossidazioe) della coppia Fe 2 /Fe, pesado che ella tabella dei poteziali la semireazioe è scritta come riduzioe (Fe 2 Fe), e ella ostra reazioe ivece avviee ua ossidazioe (Fe Fe 2 ). I effetti la formula tiee già coto di questo fatto, perché il poteziale E (ossidazioe) è sottratto e o addizioato ad E (riduzioe). Per questo come E (ossidazioe) si deve usare proprio il valore i tabella, 0.44 V (per covezioe, tutti i poteziali elle tabelle soo el seso della riduzioe, i poteziali idicao proprio la tedeza a ridursi).

10

11 Corso di Chimica Geerale ed Iorgaica II Prova Itercorso 31/5/2004 1) A 25 C, la pressioe osmotica di ua soluzioe di acetato di sodio è di 2.34 atm. Calcolare il ph della soluzioe. R L atm K 1 1 Per l acido acetico CH 3 COOH, K a Ragioameto i breve: l'acetato di sodio è u sale, il cui aioe è la base coiugata di u acido debole (l'acido acetico) ed è quidi ua base debole. Il catioe o è é acido é basico. Il problema quidi cosiste el calcolo del ph di ua soluzioe di ua base debole. La cocetrazioe della soluzioe può essere calcolata dalla sua pressioe osmotica, il K b va calcolato dal K a forito. Calcoliamo la cocetrazioe della soluzioe satura dalla pressioe osmotica. Nel fare questo, ricordiamo che l'acetato di sodio, CH 3 COONa, è u elettrolita che si dissocia i due ioi, per cui il suo coefficiete di va't Hoff è i 2. L'espressioe della pressioe osmotica è Π Π irtc da cui c e sostituedo irt [CH COONa] atm L atm K 298 K M Poiché CH 3 COONa è u elettrolita forte, i soluzioe è completamete dissociato: CH 3 COONa (aq) Na (aq) CH 3 COO (aq) i M M M M f M M Quidi abbiamo ua soluzioe M di CH 3 COO, che è ua base debole. No ci soo i soluzioe altre specie acide o basiche. Calcoliamo la K a dello ioe acetato. L'equilibrio di basicità dello ioe ammoio è: CH 3 COO H 2 O CH 3 COOH OH La K b può essere calcolata dalla K a dell'acido acetico:

12 w a 14 K 10 K b K A questo puto siamo i grado di scrivere la tabella dell'equilibrio acido-base: CH 3 COO H 2 O CH 3 COOH OH i M 0 0 x x x e M x x x Poiché la costate acida è piccola possiamo supporre che x sia trascurabile rispetto a M. Sostituedo ell'espressioe del K a : 2 [CHCOOH][OH ] 10 x K b [CH3COO ] x quidi [OH ] M da cui poh 5.29 e ph 14 poh cioè ph 8.71 (ioltre x è miore del 5% di M, per cui era effettivamete trascurabile). 2) Ad 780 ml di ua soluzioe acquosa di 6.98 g di solfuro di sodio soo aggiuti 120 ml di ua soluzioe M di cloruro di ferro (II). Calcolare la massa di solfuro di ferro (II) che si forma, e la cocetrazioe degli ioi solfuro e ferro (II) al termie della reazioe. NB: No cosiderare gli equilibri acido-base dello ioe solfuro. Per il solfuro di ferro (II), K ps Ragioameto i breve: soo mescolate due soluzioi di due sali solubili (FeCl 2 e Na 2 S), e dagli ioi preseti può formarsi u sale isolubile (FeS), che precipita. Poiché il sale è poco solubile, possiamo i u primo mometo cosiderare che precipita fio all'esaurimeto dello ioe i difetto stechiometrico (adesso o lo sappiamo, ma vedremo che sarà il Fe 2 ). Usado la tabella di reazioe possiamo quidi calcolare la quatità di FeS e la quatità di ioe S 2 i eccesso. Per calcolare la cocetrazioe di ioe Ag (che è 0 ella tabella di reazioe) dobbiamo cosiderare l'equilibrio di solubilità del FeS che si è appea formato i ua soluzioe che già cotiee ioi S 2.

13 Dal mometo che dobbiamo calcolare la quatità di u sale isolubile, ella prima parte dell'esercizio useremo le i e o la cocetrazioe are. Il umero di i di Na 2 S è: Na 2 S massa(na 2S) 6.98 g massa are(na S) g 2 Il umero di i di FeCl 2 è FeCl 2 [FeCl ] V 2 soluzioe L L Il due sali soo elettroliti forti, ed i acqua soo completamete dissociati egli ioi che li compogoo (effettuare la dissociazioe degli elettroliti prima di qualsiasi altra reazioe): Na 2 S (aq) 2 Na (aq) S 2 (aq) i f FeCl 2 (aq) Fe 2 (aq) 2 Cl (aq) i f Calcoliamo ache il volume totale (dopo mescolameto) della soluzioe: V totale V FeCl2 V Na2 S L L L Duque, dopo il mescolameto, abbiamo i L si soluzioe di Na, di Cl (questi due ioi soo ioi spettatori), di S 2 e di Fe 2 (questi due ioi soo quelli che reagiscoo). La reazioe è quidi: Fe 2 S 2 FeS e dato che i coefficieti stechiometrici soo tutti 1 è evidete che il reagete limitate è Fe 2. La tabella di reazioe è:

14 Fe 2 (aq) S 2 (aq) FeS (s) i f La massa di FeS che si forma è allora: massa(fes) FeS massa are(fes) g 2.64 g 2 La cocetrazioe dello ioe solfuro dopo la reazioe è: S [S ] L V totale M Per calcolare la cocetrazioe dello ioe Fe 2, dobbiamo cosiderare fiora abbiamo cosiderato il solfuro di ferro completamete isolubile (freccia sigola) ma i realtà questo sale ua piccola solubilità ce l'ha. Cosideriamo allora l'equilibrio di solubilità di FeS, e scriviamo la tabella dell'equilibrio (teedo presete che i soluzioe già c'è ua cocetrazioe M di ioe S 2 ): FeS (s) Fe 2 (aq) S 2 (aq) i M - s s e - s M s Possiamo supporre che, poiché il sale è poco solubile, la sua solubilità s sia trascurabile rispetto a M. Sostituedo ell'espressioe del K ps : K ps [Fe 2 ][S 2 ] s s (s è to più piccolo di M, e l'approssimazioe cha abbiamo fatto è giusta). Quidi [Fe 2 ] M 3) Prevedere se la reazioe tra acido itrico e argeto per dare itrato di argeto e ossido di azoto (NO) è spotaea oppure o. Ragioameto i breve:dobbiamo determiare se ua reazioe di ossidoriduzioe è spotaea. Tra i dati abbiamo a disposizioe ua tabella dei poteziali di elettrodo

15 stadard. Possiamo quidi calcolare il poteziale di ua cella i cui avviee la reazioe data, e vedere se è > 0. Le cocetrazioi dei reageti o soo date, per cui assumiamo quelle stadard. Iazitutto scriviamo l'equazioe chimica (qui è bilaciata, ma i questo esercizio o è idispesabile bilaciarla) : 4 HNO 3 3 Ag 3 AgNO 3 NO 2 H 2 O I questa reazioe l'argeto passa da.o. 0 a 1 (l'argeto si ossida), e l'azoto passa da.o. 5 (acido itrico) a 2 (ossido di azoto) (l'azoto si riduce). I poteziali delle due semireazioi soo preseti i tabella: HNO 3 4 H 3e NO 2 H 2 O E V Ag e Ag E V Per calcolare il poteziale della cella dobbiamo usare la formula: E E (riduzioe) E (ossidazioe) E 0.96 V (0.80 V) 0.16 V Il poteziale è maggiore di zero, e la reazioe è spotaea. NB. Molti studeti hao usato il valore di 0.80 per E (ossidazioe) della coppia Ag /Ag, pesado che ella tabella dei poteziali la semireazioe è scritta come riduzioe (Ag Ag), e ella ostra reazioe ivece avviee ua ossidazioe (Ag Ag ). I effetti la formula tiee già coto di questo fatto, perché il poteziale E (ossidazioe) è sottratto e o addizioato ad E (riduzioe). Per questo come E (ossidazioe) si deve usare proprio il valore i tabella, 0.80 V (per covezioe, tutti i poteziali elle tabelle soo el seso della riduzioe, i poteziali idicao proprio la tedeza a ridursi).

16 Corso di Chimica Geerale ed Iorgaica II Prova Itercorso 31/5/2004 1) I 771 ml di ua soluzioe M di HNO 3 soo sciolti 2.44 L di NH 3 gassosa a 27 C e 1.5 atm. Calcolare il ph della soluzioe otteuta e la cocetrazioe fiale di ammoiaca i soluzioe. R L atm K 1 1 Per l ammoiaca K b Ragioameto i breve: l'acido itrico è u acido forte, ed i acqua è completamete dissociato. Gli H 3 O prodotti reagiscoo co l'ammoiaca, che è ua base debole, i maiera stechiometrica. Adesso o lo sappiamo, ma vedremo che il reagete limitate è l'ammoiaca, per cui rimagoo H 3 O i eccesso. Questi determiao il ph. Per la cocetrazioe di NH 3 (che è 0 ella tabella di reazioe) dobbiamo cosiderare l'equilibrio di acidità di NH 4 (che è u acido debole) i ua soluzioe che già cotiee ioi H 3 O. Il K a di NH 4 va calcolato dal K b di NH 3 forito. Iazitutto cosideriamo la dissociazioe dell'acido itrico (che è u acido forte), e scriviamo la relativa tabella di reazioe: HNO 3 (aq) H 2 O H 3 O (aq) NO 3 (aq) i M M M M f M M Lo ioe itrato o è é acido é basico, ed è uo ioe spettatore. La cocetrazioe di ioe H 3 O ella soluzioe (prima dell'aggiuta dell'ammoiaca) è M. Il umero di i di ammoiaca aggiuta è: NH 3 P R V T atm 2.44 L L atm K 300 K La traccia dice che l'ammoiaca è sciolta ella soluzioe. Per questo, quado adiamo a calcolare la cocetrazioe di ammoiaca ella soluzioe, dobbiamo usare come volume il volume della soluzioe di HNO 3, che è L (e o il volume del gas che si scioglie, 2.44 L, é tato meo la somma di 0,771 L e 2.44 L: l'uico solvete presete è quello della soluzioe di HNO 3 ). Quidi:

17 NH [NH ] M L V soluzioe L'ammoiaca è ua base debole, e reagisce co gli ioi H 3 O preseti i maiera stechiometrica (l'ammoiaca è ua base debole perché reagisce solo i piccola parte co H 2 O: NH 3 H 2 O NH 4 OH. Ma co H 3 O reagisce i maiera praticamete completa). La reazioe è: NH 3 H 3 O NH 4 H 2 O Il reagete limitate è evidetemete l'ammoiaca (i coefficieti stechiometrici soo tutti 1) e la tabella di reazioe è: NH 3 H 3 O NH 4 H 2 O i M M M M M f M M Quidi abbiamo u eccesso di ioi H 3 O e possiamo già calcolare il ph: [H 3 O ] M e ph 0.89 La cocetrazioe di NH 3 è 0 ella tabella di reazioe (che o tiee coto degli equilibri), ma i realtà l'ammoiaca è i equilibrio co NH 4 secodo l'equilibrio di acidità di NH 4. NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O La K a di questo equilibrio può essere calcolata dalla K b dell'ammoiaca: w b 14 K 10 K a K A questo puto siamo i grado di scrivere la tabella dell'equilibrio acido-base, teedo presete che i soluzioe già soo preseti ioi H 3 O : 10 NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O i M M x x x e M x x M x

18 Poiché la costate acida è piccola, ed il ph è to acido, possiamo supporre che x sia trascurabile rispetto a M e M. Sostituedo ell'espressioe del K a : K [NH3][H3O [NH ] a 4 ] x M M 10 x per cui [NH 3 ] M (ioltre x è piccolissimo, per cui era effettivamete trascurabile). 2) A 534 ml di ua soluzioe M di HBr soo aggiuti 1.88 g di AgClO 4. Calcolare la massa di bromuro di argeto che si forma, e la cocetrazioe degli ioi argeto e bromuro al termie della reazioe. Per il bromuro di argeto, K ps Ragioameto i breve: ad ua soluzioe di HBr è aggiuto u sale solubile (AgClO 4 ), e dagli ioi preseti può formarsi u sale isolubile (AgBr), che precipita. Poiché il sale è poco solubile, possiamo i u primo mometo cosiderare che precipita fio all'esaurimeto dello ioe i difetto stechiometrico (adesso o lo sappiamo, ma vedremo che sarà il Ag ). Usado la tabella di reazioe possiamo quidi calcolare la quatità di AgBr e la quatità di ioe Br i eccesso. Per calcolare la cocetrazioe di ioe Ag (che è 0 ella tabella di reazioe) dobbiamo cosiderare l'equilibrio di solubilità del AgBr che si è appea formato i ua soluzioe che già cotiee ioi Br. Dal mometo che dobbiamo calcolare la quatità di u sale isolubile, ella prima parte dell'esercizio useremo le i e o la cocetrazioe are. La massa are di AgClO 4 è g 1. Il umero di i di AgClO 4 è: AgClO 4 massa(agclo4) 1.88 g massa are(agclo ) g 4 Il umero di i di HBr è HBr [HBr] V soluzioe L L

19 Il due composti soo elettroliti forti, ed i acqua soo completamete dissociati (effettuare la dissociazioe degli elettroliti prima di qualsiasi altra reazioe): AgClO 4 (aq) Ag (aq) ClO 4 (aq) i f HBr (aq) H 2 O H 3 O (aq) Br (aq) i f Duque, i L di soluzioe abbiamo di H 3 O, di ClO 4 (questi due ioi soo ioi spettatori), di Br e di Ag (questi due ioi soo quelli che reagiscoo). La reazioe è quidi: Ag Br AgBr e dato che i coefficieti stechiometrici soo tutti 1 è evidete che il reagete limitate è Ag. La tabella di reazioe è: Ag (aq) Br (aq) AgBr (s) i f La massa di AgBr che si forma è allora: massa(agbr) AgBr massa are(agbr) g 1.70 g La cocetrazioe dello ioe bromuro dopo la reazioe è: -2 Br [Br ] M V L soluzioe Per calcolare la cocetrazioe dello ioe Ag, dobbiamo cosiderare fiora abbiamo cosiderato il solfuro di ferro completamete isolubile (freccia sigola) ma i realtà 3

20 questo sale ua piccola solubilità ce l'ha. Cosideriamo allora l'equilibrio di solubilità di AgBr, e scriviamo la tabella dell'equilibrio (teedo presete che i soluzioe già c'è ua cocetrazioe M di ioe Br ): AgBr (s) Ag (aq) Br (aq) i M - s s e - s M s Possiamo supporre che, poiché il sale è poco solubile, la sua solubilità s sia trascurabile rispetto a M. Sostituedo ell'espressioe del K ps : K ps [Ag ][Br ] s s (s è to più piccolo di M, e l'approssimazioe cha abbiamo fatto è giusta). Quidi [Ag ] M 3) Prevedere se la reazioe tra solfato di argeto e solfato di ferro (II) per dare argeto elemetare e solfato di ferro (III) è spotaea oppure o. Ragioameto i breve:dobbiamo determiare se ua reazioe di ossidoriduzioe è spotaea. Tra i dati abbiamo a disposizioe ua tabella dei poteziali di elettrodo stadard. Possiamo quidi calcolare il poteziale di ua cella i cui avviee la reazioe data, e vedere se è > 0. Le cocetrazioi dei reageti o soo date, per cui assumiamo quelle stadard. Iazitutto scriviamo l'equazioe chimica (qui è bilaciata, ma i questo esercizio o è idispesabile bilaciarla) : Ag 2 SO 4 2 FeSO 4 2 Ag Fe 2 (SO 4 ) 3 I questa reazioe l'argeto passa da.o. 1 a 0 (l'argeto si riduce), ed il ferro passa da.o. 2 a 3 (il ferro si ossida). I poteziali delle due semireazioi soo preseti i tabella: Fe 3 e Fe 2 E V Ag e Ag E V Per calcolare il poteziale della cella dobbiamo usare la formula: E E (riduzioe) E (ossidazioe)

21 E 0.80 V (0.77 V) 0.03 V Il poteziale è maggiore di zero, e la reazioe è spotaea (ache se dato il piccolo valore di E la reazioe avrà ua costate di equilibrio o to più grade di 1) NB. Molti studeti hao usato il valore di 0.77 per E (ossidazioe) della coppia Fe 3 /Fe 2, pesado che ella tabella dei poteziali la semireazioe è scritta come riduzioe (Fe 3 Fe 2 ), e ella ostra reazioe ivece avviee ua ossidazioe (Fe 2 Fe 3 ). I effetti la formula tiee già coto di questo fatto, perché il poteziale E (ossidazioe) è sottratto e o addizioato ad E (riduzioe). Per questo come E (ossidazioe) si deve usare proprio il valore i tabella, 0.77 V (per covezioe, tutti i poteziali elle tabelle soo el seso della riduzioe, i poteziali idicao proprio la tedeza a ridursi).