Chimica analitica e complementi di chimica Bari, 18 giugno 2008

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1 Chimica analitica e complementi di chimica Bari, 18 giugno ) Essendo il Kps di Fe(OH) 3 1, calcolare quanti mg di idrossido si sciolgono in 300 ml di acqua, e quanti in 30 ml di soluzione di HCl 0,1 M 2) 2,5 litri di una soluzione acquosa contengono disciolti 13,5 grammi di HCN. Sapendo che per HCN è K a =4, , calcolare il ph della soluzione e le concentrazioni di tutte le specie presenti. 2) Due soluzioni di acido solforico contengono rispettivamente il 75% e 80% di H 2 SO 4.Quanti grammi di acido al 75% ed all 80% devono essere mescolati per ottenere 100g da acido al 78%?

2 Bari, 18 giugno 2008 ( soluzioni) 1) Risposta: a) 1, = [Fe +++ ] [OH - ] 3 1, = [ S ] [3 S ] 3 = 27 S 4 1, = 27 S 4 S 4 = 4, S = 4, , : 1000 = x : 300 x = 1, g = 1, x 107 = 1, Risposta: mg 1, b) Fe(OH) 3 + 3HCl Fe Cl 3 +3 H 2 O 30 ml di HCl 0,1 F contengono 0,1 : 1000 = x : 30 x = g/ioni [H 3 O + ] = g/ioni [H - ] neutralizzano 10-3 moli di Fe(OH) 3 corrispondenti a g = 107 mg che si sciolgono.

3 2) [R: ph=5,01; [CN - ]=[H 3 O + ]=9, mol/l; [OH - ]=1, mol/l; [HCN]=0,200mol/l ] 13,5 g 1 mole/27g =0.5mol 0.5mol 1000ml/2500ml =0.2 mol [H 3 O + ] = 0.2 4, ) Xgrammi y grammi 0.80 = X + y = 100 X = 100 y Y = 60 X = 40

4 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari,25 giugno )Calcolare il ph di una miscela di 100 ml 1M di acido formico [ HCOOH Ka 1, ] con 100 ml di Idrossido di potassio 1M. 2)Un litro di H 2 S0 4 al 55% in peso contiene 800 g di H 2 S0 4 puro. Calcolare: a) la densità di questa soluzione b) la densità della stessa soluzione il cui volume è stato portato ad 1.5 L per aggiunta di acqua. c) La molarità della prima e della seconda soluzione 3) Il cromato d argento, Ag 2 CrO 4, ha Kps = A 10 L di una soluzione acquosa di [Ag + ] = 10-2 M vengono aggiunti ioni CrO Calcolare quanti grammi di K 2 CrO 4 [194,2g/mol] si debbono aggiungere perché inizi a precipitare Ag 2 CrO 4.

5 Bari,25 giugno 2008 Soluzioni 1)Otteniamo 200 ml di formiato di potassio M. Ki 2 Kw [ OH ] = = Ka Cs [ OH ] Se Cs >> [OH - ] si ha [ OH ] = KwCs Ka [OH] = poh = 6.2 ph = =7.8 2) a) 800gsoluto x 100gsoluzione/ 55gsoluto = gsoluzione b) d = gsoluzione/ 1000 ml soluzione =1.45 c) gsoluzione + 500gsoluzione = i grammi della seconda soluzione d) d 2 = gsoluzione/ 1500ml soluzione = 1.3 e) M 1 = 55gsoluto/100gsoluzione 1.4 gsoluzione/1mlsoluzione 10 3 ml/ 1 L 1 mol/ 98gsoluto = 7.8 % seconda soluzione = 800gsoluto 100 gsoluzione/1954 gsoluzione = 40.94

6 f)m 2 = 40.94gsoluto/100gsoluzione 1.3 gsoluzione/1mlsoluzione 10 3 ml/ 1 L mol/98gsoluto = 5.4 3) = [Ag + ] 2 [CrO 4 2- ] [CrO 4 2- ] = / 10-4 = mol/litro g/mol = g/l g/l 10L = g

7 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 9 luglio ) a 100 ml di HCL al % m/m ( d = g/ml ) vengono aggiunti 50 ml di HNO 3 al % m/m ( d = g/ml ). La soluzione così ottenuta viene portata con acqua distillata ad un volume di 500 ml. Calcolare la densità della nuova soluzione. Calcolare il ph della nuova soluzione. HCL = g/mol HNO 3 = g/mol 2)Quanti ml di HCL 10-1 M devono essere aggiunti a 100 ml di NH M per ottenere una soluzione a ph = 9. + NH 4 pka = ) Ad una cisterna di L di una soluzione acquosa contenente Pb ++ in concentrazione 10-3 M viene aggiunto dell acido fosforico a 25 C per eliminarlo. Calcolare quanti grammi di acido bisogna aggiungere perché il piombo precipiti quantitativamente come fosfato. [ Kps = 3, ].

8 Bari, 9 luglio 2008 Soluzioni 1) M 1 = 3.374gsoluto/100gsoluz 1.015gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.46gsoluto HCl = mol/l 1) M 2 = 10.12gsoluto/100gsoluz 1.055gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.013gsoluto HNO 3 = 1.69 mol/l 100 mlsoluz 1.015gsoluz/ 1mlsoluz = gsoluz 50 mlsoluz 1.055gsoluz/ 1mlsoluz = gsoluz 500ml 150ml = 350 ml H 2 O 1 g H 2 O/1 ml = 350g H 2 O = gsoluzione d = gsoluz/ 500mlsoluz = 1,0085 [H 3 O + ] = [Cl - ] + [NO 3 - ] = ( ) / 500 = ph = - log = ) = ( x ) 10-9 / x X = mol HCl ml = mmol/m = 32/10-1 = 320 3)Pb 3 (PO 4 ) = [Pb ++ ] 3 [PO ] 2 = [10-3 ] 3 [x] 2 [x] 2 = / 10-9 [x] 2 = x = , = ( g/l )

9 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 24 luglio ) Essendo il Kps di Fe(OH) 3 1, calcolare quanti mg di idrossido si disciolgono in 1 L di tampone a ph 3. 2) Calcolare la quantità in peso di idrossido di sodio da disciogliere in 1L di una soluzione 10-1 M di acido ipocloroso per portarla al punto di equivalenza. Calcolare il ph corrispondente. 3)a)Una soluzione di HNO 3 è al 37% in peso ed ha una densità 1.23 g/ml. Calcolare il volume di acqua da aggiungere a 100 ml di questa soluzione perché diventi al 19% con densità b)un acido forte ( HCl) è al 27%w/w ed ha una densità pari a 1.06, si prelevano 5 ml e si portano a 1000, un analogo acido forte è al 15% ed ha una densità pari a 1.03, si prelevano 3 ml e si portano a 1000,quante parti prelevare dall una e dall altra delle due soluzioni finali per ottenere 100 ml di una terza che abbia una molarità che sia la media aritmetica delle due?

10 Bari, 24 luglio 2008 soluzioni 1)Risposta: 1, = [Fe +++ ] [OH - ] 3 [H + ] = 10 3 [ OH - ] = , = [Fe +++ ] [10-11 ] 3 [Fe +++ ] = 1, / = 1, [Fe +++ ] = Fe(OH) 3 = 1, x 107 = 0,1177 g = 118 mg 2) R: Presenti 0,1 moli di HClO. Si richiedono perciò 0,1 moli di NaOH ( 4 g ) che originano 0,1 moli di NaClO e perciò una soluzione 0,1 M di Na ClO. Calcoliamo ph Idrolisi. Calcoliamo il ph di una soluzione di ipoclorito di sodio 10-1 M. [K ac. ipocloroso = ] ClO - + H 2 O HOCl + OH - [ HOCl] [ OH ] Kw Ki = = = 3, [ OCl ] Ka 1) b. masse: C a NaClO = [OCl - ] + [HClO] = [Na + ] 2) b. cariche: [Na + ] + [H + ] = [OH - ] + [OCl - ] da 1) e 2) si ha: 3) [OCl - ] + [HClO] = [OCl - ] + [OH - ] - [H + ] 1 approssimazione, per ph 8 4) [HClO] = [OH - ] e 2 approssimazione per Cs >> [OH - ] da 1) e 4) si ha [OCl - ] = C a NaClO - [OH - ] Calcolo del valore approssimativo di [OH - ] per verificare se l approssimazione è permessa: dalla [ HOCl] [ OH ] [ OH ]2 Ki = = 3, [ OCl ] 0,1 [OH - ] = 3, = 1, quindi sarà [H + ] = Kw = 7, approssimazione lecita. 1, Se inoltre, 2 approssimazione, Cs >> [OH - ] come nel nostro caso 0,1 >> 1, Kw = Ka [ OH ] 2 Cs da cui [OH - ] 2 = Kw Kw Cs [OH-] = Ka KaCs = 0, = 1, poh = 3,74 oppure, analogamente, ponendo [H + ] come variabile dipendente: Ka [ OH ] [H + ] = e Cs [H + ] 2 = Ka Kw Cs Ka e, alla fine [H + ] = Kw da cui [H + ] = = ph 10,26 Cs 3)a M 1 = 37gsoluto/100gsoluz 1.23gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/63gsoluto

11 HNO 3 = 7.2 mol/l M 2 = 19gsoluto/100gsoluz 1.11gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/63gsoluto HNO 3 = 3.3 mol/l 7.2 mol/l 0.1L = 3.3 mol/l x(l) x(l) = 7.2 mol/l 0.1L/3.3 mol/l =0.218L 0.218L 0.100L = L (da aggiungere) 3)b 1) M 1 = 27gsoluto/100gsoluz 1.06gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.46gsoluto HCl = 7.8 mol/l 7.8 mol/l 005L = 0.039mol 1) M 2 = 15gsoluto/100gsoluz 1.03gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.46gsoluto HCl = 4.2 mol/l 4.2 mol/l 003L = mol 0.039mol/1L = mol/1L = / 2 = ( )V 1 + ( )V 2 = V 1 + V 2 = 100 V 1 = V 2 V 2 = 65 V 1 = = 35

12 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 9 settembre )Avendo a disposizione una soluzione d HCl al 18% m/m (d = 1.08) si vogliono preparare 50 ml di una nuova soluzione al 15% m/v. calcolare la densità della nuova soluzione, la molarità di entrambe, il rapporto con il quale si devono mescolare le due per avere 200 ml di una terza soluzione 16M 2)A 500 ml di una soluzione 2 M di Acido ipocloroso si aggiungono 20 g di Idrossido di Sodio. Determinare il ph della soluzione. 3) Essendo il Kps di Mg(OH) 2 = 1, calcolare quanti g di composto si sciolgono in 1500 ml di tampone a ph 5. 4)Esprimere in volumi di 0 2 la concentrazione di una soluzione di H all 85% w/w densità pari a 1.401g/ml. quanti ml di questa soluzione e quanti di acqua occorrono per preparare 100ml di H a 12 volumi.

13 Bari, 9 settembre 2008 soluzione 1) a)m 1 = 18gsoluto/100gsoluz 1.08gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.5gsoluto = 5.3 mol/l 5.3 mol/l 36.5 g/mol = g/l 15gsoluto/100mlsoluz 50mlsoluz = 7.5gsoluto 7.5gsoluto 1000ml / gsoluto = 38.76ml 38.76ml 1.08gsoluz/mlsoluz = gsoluz = b) d 2 = gsoluz gsoluz/50mlsoluz = 1.06 c)m 1 = 15gsoluto/100mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/36.5gsoluto = 4.1 mol/l d) impossibile 2) 2mol/L 0.5L = 1mol HClO 20g 1mol/39.9g = 0.5mol NaOH Composizione della miscela 0,5 moli di acido + 0,5 moli di ipoclorito di sodio in 500 ml di acqua. Mg (OH) 2 Ca = 1 M Cs = 1 M [H + ] = + Ca [ H ] + [ OH ] Ka + Cs + [ H ] [ OH ] = Ca Ka Cs

14 Ka = ph = 7,52 3) = [Mg ++ ] [OH - ] = [Mg ++ ] [10-14 /10-5 ] = [Mg ++ ] [10-9 ] 2 [Mg ++ ] = / 10-9 ] 2 [Mg ++ ] = [Mg ++ ] = [Mg (OH) 2 ] = mol/l 1.5L = mol mol 58.3g1mol = g Mg (OH) 2 4) 1) M(H 2 O 2 ) = 85gsoluto/100gsoluz 1.401gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/34gsoluto = 26 mol/l 26 mol/l(h 2 O 2 ) 1mol O 2 /2mol H 2 O L O 2 /1mol O 2 = L 1.2L O 2 1L/291.38L = L = di soluz di acqua

15 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 17 settembre )Si deve preparare una soluzione di metanolo in cloroformio. Se la si vuole 2 M e se ne deve preparare un litro quanti ml di metanolo si devono prelevare sapendo che la sua densità è 0.79? ( Metanolo = CH 3 OH) 2)Un acido forte 0.1 M si trova in miscela per un volume di 500 ml con un acido a K a 10-3 e a concentrazione 1 M. determinare il valore di ph della miscela quando si è aggiunto il 90% di volume di titolante basico, a molarità 0.1, equivalente per il primo acido. 3) Il cromato d argento, Ag 2 CrO 4, ha Kps = A 10 L di una soluzione acquosa di [Ag + ] = 10-2 M vengono aggiunti ioni CrO Calcolare quanti grammi di K 2 CrO 4 [194,2] si debbono aggiungere perché inizi a precipitare Ag 2 CrO 4.

16 Bari, 17 settembre 2008 Soluzioni 1) 0.79g/ml(MeOH) 1mol /32g(MeOH) 10 3 ml/l = 25 mol/l 2 mol 1000 ml/25 mol = 80ml 2)500ml 10-1 mmol/ml = 50mmol 50mmol 90mmol/100mmol = 45mmol 45mmol ml/10-1 mmoll = 450ml C HA = [HA ] + [A - ] [H 3 O + ] = [CL - ] + [A - ] C HCL = / 950 = mmol/ml C HA = /950 = Ka = 10-3 = [A - ] [H 3 O + ]/ [HA ] [HA ] = [A - ] [H 3 O + ]/ 10-3 C HA = ([A - ] [H 3 O + ]/ 10-3 ) + [A - ] C HA = ([A - ] ([H 3 O + ]/ 10-3 ) + 1) [A - ] = /[H 3 O + ] [H 3 O + ] = /[H 3 O + ] [H 3 O + ] 2 - [H 3 O + ] = 0 [H 3 O + ] = ph = 1.7

17 3)K s = = [Ag + ] 2 [CrO 4 2- ] [CrO 4 2- ] = /10-4 [CrO 4 2- ] = mol /L g / 1mol = g/l g/l 10 L =

18 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 8 ottobre ) Un campione di 0.2g contenente solo NaCl e BaCl 2 ha prodotto 0.5g di AgCl. Calcolare la percentuale nel campione di NaCl e BaCl 2. 2) Per prevenire la carie l acqua dovrebbe contenere 1.6 ppm di fluoro, F - a)quanti grammi di fluoro dovrebbero essere contenuti in Kg di acqua? b)quanti grammi di NaF contengono tale quantità di fluoro? 3)Calcolare il ph di una soluzione ottenuta mescolando 70 ml di Na 3 PO 4 1 M e 90 ml di HCl 1 M 4) Se in 1,5 L di acqua si possono disciogliere al massimo 3,045 mg di idrossido di magnesio calcolare il prodotto di solubilità della base.

19 Bari, 8 ottobre 2008 soluzioni 1) X = g NaCl Y = g BaCl2 g NaCl + g BaCl2 = 0.2 mol NaCl + 1/2mol BaCl2 = ) a) g b) g 3)50 mol HPO mol H 2 PO 4 - ph = log 50/20 ph = 7.5 4)3,045 mg = 3, grammi 3, : 58 = 5, moli 5, : 1500 = x : 1000 x = 3, = s = moli/l 4 s 3 = Kps 1,

20 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 5 novembre a) l acqua di mare contiene una media di 1.08 x 10 3 ppm di Na + e 270 ppm di SO 4 2- Calcolate Le concentrazioni molari di Na + e di SO Data la densità dell acqua di mare pari a 1.02 g/ml calcolate Il pna e il pso 4 per l acqua di mare. 1b)Se L di una soluzione acquosa a densità 1.4 contengono 13.7 µg di pesticida qual è la sua concentrazione espressa in ppm? Na = S = O = )Calcolare il ph di una soluzione 0.02 di acido solforico.calcolate inoltre il ph di una soluzione formata mescolando 300 ml della soluzione data con 500 ml di una soluzione 0.012M di idrossido di sodio K 2 = )Quanti grammi di CO 2-3 sono necessari per iniziare la precipitazione di CaCO 3 da una soluzione M di Ca(NO 3 ) 2, Qual è la concentrazione di CO 3 quando in soluzione si trova solo lo 0.1% del Ca 2+ iniziale? K ps CaCO3 = C = 12

21 Bari, 5 novembre 2008 Soluzioni a)1.08 x 10 3 g Na/10 6 gsoluzione 1.02 gsoluzione/1mlsoluzione 10 3 ml/1l 1mol/23gNa = pna = g SO 4 2- /10 6 gsoluzione 1.02 gsoluzione/1mlsoluzione 10 3 ml/1l 1mol/96g SO 4 2- = p SO 4 = 1.5 b) 250 ml 1.4 g/ml = 350 g mmp = 13.7 ηg/10 3- g/ ηg/350g 10 6 = 39 2) = [H 3 O + ] ([H 3 O + ] )/ [H 3 O + ] ph = ml 0.02mmol/ml =6 mmol H 2 SO 4 500ml 0.012mmol/ml = 6mmol NaOH [HSO 4 - ] = 6/ = ph = 1.59

22 3) [Ca 2+ ][CO 3 2- ] = [CO 3 2- ] = / = = g [CO 3 2- ] [Ca 2+ ] = = [CO 3 2- ] = / =

23 Facoltà di Farmacia_ Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia farmaceutica Chimica Analitica e Complementi di Chimica Modulo di Chimica Analitica Cognome. Nome.. Matricola. Bari, 3 dicembre )) Una soluzione di acido solforico concentrato al 28 % w/w ha una d 1.1 g/ml a) quanti ml della soluzione iniziale si dovranno diluire a 100 ml per dare H 2 SO 4 3 M? b) calcolare la densità della nuova soluzione) calcolare la molalità della nuova soluzione d) calcolare la normalità della nuova soluzione laddove essa debba essere usata per neutralizzare l'idrossido di alluminio 2)) Si mescolano 400 ml di acido fluoridrico 6 N (Ka = ) con 13 g di idrossido di potassio (56g/mol) e si porta a volume di 1 L con acqua. Che ph si ottiene? Diluendo ulteriormente 300 ml di questa soluzione con 100 ml di acqua che ph si ottiene? 3) Una soluzione contiene Fe e Mg Conoscendo i Kps degli idrossidi di Fe (OH) 3 = e Mg (OH) 2 = 1, vedere se é possibile la separazione quantitativa dei due ioni precipitandoli come idrossidi e a quale ph,

24 Bari, 3 dicembre 2008 Soluzione M = 28gsoluto/100gsoluz 1.1gsoluz/mlsoluz 10 3 ml/1l 1mol/98gsoluto = 3.1mol/L 3.1(mol/L) x(l) = 3 (mol/l) (L) = 0,09.7L = 97 ml 97 ml soluz 1.1g/ml = 106,7g soluzione 100 ml 97 = 3 ml H 2 O 3 ml H 2 O 1g/ml = 3g 106,7g + 3 = g d = 109.7/100 = 1,097g/ml m = nmoli/kg solvente = 3 (mol/l) (L)/ g 10 3 g/kg = 2.734mol/kgsolv Al(OH) 3 3 H 2 SO 4 /2Al(OH) 3 = 3 3/2 = 4.5 eq/l 2)HF N = M 6mmol/ml 400 ml = 2400 mmoli di HF = 2.4 mol di HF KOH 13g 1mol/56g = mol di KOH 2,4 0,23 = 2,17 = moli di acido residuo Ca 1 = 2,17 M Cs 1 = M [H + ] = Ka 2.17/ [H + ] = = ph = 2.77 Successiva diluizione Ca 2 2,17(mmol/ml)400ml 300ml = 1.5 M Cs (mmol/ml) / 400ml 300ml = [H + ] = Ka 1.5 / [H + ] = = ph=2.8

25 = [Fe +++ ] [OH - ] 3 [Fe +++ ] = [OH - ] 3 = [OH - ] = = 8, [OH - ] di inizio = 8, [OH - ] fin quando [Fe +++ ] = [OH - ] 3 = [OH - ] = = 8, poh = 8,1 ph = 5,9 [Mg ++ ] = [OH - ] 2 = 1, [OH - ] = 1, = 1,3 10-3