Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Esame di Complementi di Chimica 21 Giugno 2013 COMPITO A. nome e cognome... matricola...

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1 Esame di Complementi di Chimica 21 Giugno 213 COMPITO A 1) Nei complessi ottaedrici di Pd(IV) (per il palladio Z = 46) la separazione energetica degli orbitali d (indicata con o ) dovuta al campo cristallino è relativamente alta. Assegnare il nome al complesso K 2 [PdCl 6 ]. Il complesso è diamagnetico o paramagnetico? Quale è la configurazione elettronica del complesso? 2) Si supponga che il coefficiente di ripartizione K D fra CCl 4 e H 2 O per una sostanza x abbia un valore di 5. Partendo da 1 ml di fase acquosa, contenente soluto x in concentrazione.1 M, calcolare la concentrazione finale in acqua dopo: a) un estrazione con.1 L di CCl 4 aggiunti in una sola volta; b) 5 estrazioni consecutive con 2 ml di CCl 4 alla volta. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per l'alluminio, conoscendo i seguenti dati: E Al 3+ /Al = 1.66 V; K ps per Al(OH) 3 = Potenziale (V) ) Principali elementi del Gruppo 13: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

2 Esame di Complementi di Chimica 21 Giugno 213 COMPITO B 1) Assegnare il nome e descrivere la configurazione elettronica dei complessi Na 3 [Mn(CN) 6 ] e [Mn(H 2 O) 6 ]Cl 3 (per Mn numero atomico = 25). Dire inoltre quali differenze (proprietà magnetiche, colorazione etc.) fra i due complessi sono prevedibili. 2) Determinare a quale il rapporto di distribuzione di un acido organico debole (pk a = 4) nella coppia di solventi <esano/acqua> (costante di ripartizione per l'acido: K D = 3) è uguale a 2. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Manganese, conoscendo i seguenti dati: E Mn 2+ /Mn = 1.19 V; K ps per Mn(OH) 2 = Potenziale (V) ) Gli elementi alogeni: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

3 Esame di Complementi di Chimica 18 Luglio 213 COMPITO A 1) Che tipo di isomeria è presente nelle due seguenti coppie di complessi? a) [CoCl(NO) 5 ]SO 4 e [Co(SO 4 )(NO) 5 ]Cl b) [CrBr 3 (H 2 O) 3 ] 3H 2 O e [Cr(H 2 O) 6 ]Br 3 Indicare il nome dei quattro complessi e quale fra i quattro complessi presenterà la pressione osmotica maggiore (a 25 C) a parità di concentrazione. 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox ClO 3,Η + /ClO 2 e tracciare schematicamente il diagramma E/ (E (ClO3,Η + /ClO2) = V; [ClO 3 ] = 1. M, P ClO 2 = 1 atm). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Per studiare una reazione del primo ordine viene preparata una soluzione M del reagente A. Dopo 6 min la concentrazione di A è M. Calcolare la costante cinetica della reazione. 4) Principali elementi del gruppo 14 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

4 Esame di Complementi di Chimica 18 Luglio 213 COMPITO B 1) Dare il nome ai seguenti complessi e identificare il tipo di isomeria rappresentato da ciascuna coppia: a) [Cr(OH) 2 (NH 3 ) 4 ]Cl e [CrCl(OH)(NH 3 ) 4 ]OH b) [Co(NCS)(NH 3 ) 5 ]Br 2 e [Co(SCN)(NH 3 ) 5 ]Br 2 Quale fra i quattro complessi presenterà la pressione osmotica maggiore (a 25 C) a parità di concentrazione? 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox SO 4 2,Η + /SO 2 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (SO4 2,Η + /SO2) = +.7 V; [SO 4 ] = 1. M, P SO 2 = 1 atm). E (V) ) Per studiare una reazione del primo ordine viene preparata una soluzione M del reagente A. Dopo 6 min la concentrazione di A è M. Calcolare la costante cinetica della reazione. 4) Principali elementi del gruppo 15 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

5 Esame di Complementi di Chimica 13 Settembre 213 1) Descrivere in maniera schematica e commentare brevemente il processo di depurazione delle acque reflue mediante fanghi attivi. 2) Scrivere la formula molecolare e la formula di struttura (solo della specie contenente il metallo) dei seguenti complessi e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: a) cis-diidrossodiamminaplatino(ii) 1 mm; b) tetraclorocuprato(ii) di sodio M ; c) diidrogenofosfato di trisetilendiamminacobalto(i).1 M. 3) Nel seguente diagramma E/ indicare le reazioni o i processi che avvengono fra le varie specie relativamente alle rette indicate con le lettere a-e. E a Cl 2 b HClO c d ClO Cl e Problema 4) per Studenti D.M. 59 Un acido debole organico ha, per la coppia di solventi <esano/acqua>, una costante di ripartizione K D = 4 ed il rapporto di distribuzione per questo acido quando il della soluzione acquosa è uguale a 4.33 risulta pari a 2. Calcolare la K a dell'acido organico. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Metalli alcalini: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

6 Esame di Complementi di Chimica 1 Ottobre 213 1) Descrivere la reazione per la fotodissociazione dell'ossigeno nella termosfera. Inoltre, sapendo che l energia di dissociazione del legame O 2 è 496 kj mol 1, calcolare la massima lunghezza d onda (in nm) della luce in grado di fotodissociare una molecola di ossigeno. (La costante di Planck è pari a J s; la velocità della luce è pari a m s 1 ) 2) Date a destra le curve di raffreddamento dei sistemi P1 e P2, individuare nel diagramma eutettico di sinistra la posizione dei punti corrispondenti ai sistemi P1 e P2. Commentare la scelta fatta. T T P2 P1 A puro Composizione B puro tempo 3) Il complesso dicianoaurato(i) è un metabolita comunemente ritrovato nelle urine dei pazienti affetti da artrite reumatoide trattati con farmaci a base di oro. Scrivere la formula empirica e la formula di struttura dello ione complesso, indicandone chiaramente la geometria. Descrivere inoltre gli equilibri di formazione del complesso, a partire da Au +, e le relative K f. Problema 4) per Studenti D.M. 59 Dare una definizione per il termine "catalizzatore" e citare un esempio concreto di catalisi omogenea ed uno di catalisi eterogenea. Problema 4) per Studenti D.M. 27 I gas nobili: proprietà, "composti" e loro applicazioni.

7 Esame di Complementi di Chimica 7 Novembre 213 1) Scrivere le formule molecolari e di struttura dei seguenti complessi e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: A) idrogenocarbonato di tetraamminadiclorocromo(iii).1 M; B) tetracarbonilenichel() 1 1 M; C) fac-triclorodiamminanitroplatino(iv).1 M. 2) Fornire una definizione ed un esempio concreto di "Fase", "Sistema eterogeneo" e "Dispersione". 3) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox NO 3,Η + /N 2 O 4 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (NO3,Η + /N2O4) = +.8 V; [NO 3 ] = 1. M, P N 2O4 = 1 atm). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Principali elementi del gruppo 15 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

8 Esame di Complementi di Chimica 12 Dicembre 213 1) Scrivere il nome sistematico dei seguenti ioni complessi e, per ciascuno di essi, disegnare le strutture di tutti gli isomeri geometrici e ottici: a) [Co(OH) 2 (NH 3 ) 4 ] + ; b) [CoCl 2 (C 2 O 4 ) 2 ] 3. 2) Date a destra le curva di raffreddamento dei sistemi P1 e P2, individuare nel diagramma eutettico di sinistra la posizione dei punti corrispondenti ai sistemi P1 e P2. Commentare la scelta fatta. T T P1 P2 A puro Composizione B puro tempo 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Cobalto, conoscendo i seguenti dati: K ps per l'idrossido di cobalto(ii) = ; E Co 2+ /Co =.28 V. Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) Problema 4) per Studenti D.M. 59 Durezza delle acque e fenomeni correlati. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Gli elementi alogeni: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

9 Esame di Complementi di Chimica 23 Gennaio 214 1) Che tipo di isomeria è presente nelle due seguenti coppie di complessi? a) Solfato di pentaamminabromocobalto(iii) e Bromuro di pentaamminasolfatocobalto(iii). b) Cloruro di esaaquacromo(iii) e Cloruro di tetraaquadiclorocromo(iii) diidrato. Scrivere le formule dei quattro complessi e decidere quale fra loro presenterà la pressione osmotica maggiore a 25 C a parità di concentrazione. 2) 1. ml di una soluzione acquosa contengono 1. g di una sostanza x. Per estrarre nel modo più efficiente questa sostanza x per mezzo di un solvente organico non miscibile con l acqua (coefficiente di distribuzione = 6) è meglio utilizzare: a) 1. ml di solvente organico; b) 5 porzioni successive ognuna costituita da 2 ml di solvente organico; c) 1 porzioni successive ognuna costituita da.1 L di solvente organico. Giustificare la risposta fornita. 3) Dimostrare per mezzo della Teoria degli Orbitali Molecolari (metodo LCAO) che la molecola O 2 è paramagnetica. Per l'atomo di ossigeno Z = 8. Problema 4) per Studenti D.M. 59 Durezza delle acque e fenomeni correlati. Problema 4) per Studenti D.M. 27 Elementi alcalino-terrosi: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

10 Esame di Complementi di Chimica 6 Febbraio 214 1) Uno studente ha preparato un complesso di cobalto che ha una delle seguenti strutture: [Co(NH 3 ) 6 ]Br 3, [Co(NH 3 ) 5 Br]Br 2 o [Co(NH 3 ) 4 Br 2 ]Br: a) assegnare il nome a ciascuna struttura; b) spiegare come può fare lo studente a distinguere fra le tre possibilità mediante reazioni chimiche o altri tipi di esperimenti. 2) Ad elevate temperature HI reagisce secondo l'equazione chimica: 2 HI (g) H 2(g) + I 2(g) A 443 C la velocità di reazione aumenta con la concentrazione di HI, come mostrato nella seguente tabella: [HI] (mol L 1 ) velocità (mol L 1 s 1 ) Determinate l'ordine di reazione e scrivete la legge di velocità. - Calcolate la costante di velocità e datene le unità di misura. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per l'alluminio conoscendo i seguenti dati: E Al 3+ /Al = 1.66 V; K ps per Al(OH) 3 = Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) ) Principali elementi del Gruppo 13: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

11 Esame di Complementi di Chimica 6 Marzo 214 1) Scrivere le formule molecolari e di struttura (per la specie contenente il metallo) e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle seguenti soluzioni: a) Ipoclorito di cis,cis,cis-diaquadicarbonileetilendiamminacromo(iii) 1 2 M; b) esacianoferrato(ii) di calcio.1 M; c) trans-diamminadiidrossoplatino(ii).1 M. 2) Determinare a quale il rapporto di distribuzione di un acido organico debole (avente pk a = 3.33) nella coppia di solventi <esano/acqua> (costante di ripartizione per l'acido: K D = 3) è uguale a 25. 3) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Manganese, conoscendo i seguenti dati: E Mn 2+ /Mn = 1.19 V; K ps per Mn(OH) 2 = Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) ) Principali elementi del Gruppo 14: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

12 Esame di Complementi di Chimica 7 Aprile 214 1) Monossido di carbonio: disegnare la struttura di Lewis (indicando ibridazione, geometria e cariche formali) e il diagramma degli Orbitali Molecolari (calcolando l'ordine di legame). Stabilire inoltre se la molecola è diamagnetica o paramagnetica. Per l'atomo di ossigeno Z=8 e per l'atomo di carbonio Z=6. 2) Il complesso dicianoaurato(i) di sodio è un metabolita comunemente ritrovato nelle urine dei pazienti affetti da artrite reumatoide trattati con farmaci a base di oro. Scrivere la formula empirica e la formula di struttura dello ione complesso, indicandone chiaramente il numero di coordinazione e la geometria. 3) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox NO 3,Η + /N 2 O 4 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (NO3,Η + /N2O4) = +.8 V; [NO 3 ] = 1. M, P N 2O4 = 1 atm). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Principali elementi del gruppo 16 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.

13 Esame di Complementi di Chimica 6 Maggio 214 1) Scrivere le formule molecolari e di struttura dei seguenti complessi e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: A) diidrogenofosfato di cis-tetracarbonilediclorocromo(iii).1 M; B) dinitrosilediaquanichel() 1 2 M; C) mer-triclorodiamminanitroplatino(iv).1 M. 2) Inquinamento della troposfera: descrivere gli agenti inquinanti e le reazioni in cui sono coinvolti. 3) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox NO 3,Η + /N 2 O 4 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (NO3,Η + /N2O4) = +.8 V; [NO 3 ] = 1. M, P N 2O4 = 1 atm). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Principali elementi del gruppo 15 della Tavola Periodica: proprietà, sintesi, reattività, composti e loro applicazioni.