Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Esame di Complementi di Chimica 18 Giugno nome e cognome... matricola...

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1 Esame di Complementi di Chimica 18 Giugno 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Illustrare le differenze fra Fissione Nucleare e Fusione Nucleare fornendo qualche esempio concreto. 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 rezione e scrivete la legge di velocità. - Calcolate la costante di velocità e datene le unità di misura. 3) Il coefficiente di ripartizione di una sostanza tra etere ed acqua è 5.. Calcolare la quantità di sostanza estratta da 1. L d'acqua che ne contenga 5 g utilizzando: a) 1 ml di etere in un'unica estrazione; b) 1 frazioni di estrattore ognuna costituita da 1 ml di etere. 4) Dare il nome ai seguenti complessi e stabilire se essi possono dar luogo a coppie di enantiomeri giustificando la risposta: a) [PtClBrI(NH 3 )] (quadrato planare); b) [NiClBrI(NH 3 )] (tetraedrico).

2 Esame di Complementi di Chimica 25 Giugno 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) Dopo aver tracciato il diagramma di stato dell'acqua (ed aver indicato i punti caratteristici) scegliere un punto qualsiasi all'interno della regione "liquido". Descrivere quali cambiamenti di fase avvengono in seguito a: a) un aumento di temperatura a pressione costante; b) un aumento di pressione a temperatura costante. 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox SO 2 4,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) ) a) Descrivere i quattro numeri quantici. b) Indicare i valori relativi ai numeri quantici associati agli orbitali 4f. 4) a) Scrivere la formula empirica dei seguenti complessi: - Esacianocromato(III) di esaamminaferro(iii) - Esacianoferrato(III) di esaamminacromo(iii) b) Che tipo di isomeria correla i due complessi?

3 Esame di Complementi di Chimica 9 Luglio 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) Definite i termini che seguono: fase, costituente, componente e grado di libertà. 2) Partendo dalla definizione di velocità di reazione e dalla legge di velocità dimostrare che il seguente diagramma rappresenta il consumo nel tempo di un generico reagente A in una reazione di ordine zero (rispetto ad A). [A] t 3) Scrivere la formula del sale complesso ioduro di tetraaquacloroiodooro(iii). Disegnare inoltre le strutture dei distinti isomeri (indicando la presenza di eventuali coppie di enantiomeri) del catione del sale complesso. 4) 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 ml di CCl 4 aggiunti in una sola volta; b) 5 estrazioni consecutive con 2 ml di CCl 4 alla volta.

4 Esame di Complementi di Chimica 24 Luglio 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 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). Per l'atomo di ossigeno Z=8 e per l'atomo di carbonio Z=6. 2) Calcolare la massa di ossigeno che si scioglie in 1. L di acqua in equilibrio con l aria alla temperatura di 2 C ed alla pressione di 1 atm (il coefficiente di Bunsen per O 2 a 2 C è α =.31). 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). E (V) ) Calcolare la pressione osmotica a 25 C delle seguenti soluzioni: a) tricarboniledinitrosileferro().1 M; b) carbonato di triamminaiodooro(iii).1 M; c) esacianoferrato(ii) d'ammonio.1 M.

5 Esame di Complementi di Chimica 9 Settembre 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) Illustrare le reazioni che vi sembrano più rilevanti per l'inquinamento della stratosfera. 2) Descrivere la configurazione elettronica dei complessi [Mn(CN) 6 ] 3 e [Mn(H 2 O) 6 ] 3+ (per Mn numero atomico = 25). Dire inoltre quali differenze (proprietà magnetiche, colorazione etc.) fra i due complessi sono prevedibili. 3) Determinare a quale il rapporto di distribuzione di un acido organico debole (K a = ) nella coppia di solventi <esano/acqua> (costante di ripartizione per l'acido: K D = 3) è uguale a 2. 4) Quali proprietà deve possedere una soluzione (ottenuta mescolando due liquidi) affinché possa essere definita "ideale"? Fornire qualche esempio concreto.

6 Esame di Complementi di Chimica 17 Settembre 28 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito o al momento del ritiro. 1) Descrivere approssimativamente, nel diagramma Tempertaura vs tempo riportato sotto, le curve di congelamento (a partire da 25 C): a) dell'acqua pura, b) di una soluzione acquosa di nitrato di calcio.1 m, c) di una soluzione acquosa di [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl.1 m. Commentare brevemente le tre curve. Temperatura ( C) t (min) 2) Dare il nome ai seguenti complessi e identificare il tipo degli isomeri rappresentati da ciascuna coppia: a) [Co(NCS)(NH 3 ) 5 ]Cl 2 e [Co(SCN)(NH 3 ) 5 ]Cl 2 b) [Cr(OH) 2 (NH 3 ) 4 ]Br e [CrBr(OH)(NH 3 ) 4 ]OH 3) 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) ) Disegnare schematicamente i legami di tipo σ e i legami di tipo π partendo dalla combinazione di opportuni orbitali atomici.

7 Esame di Complementi di Chimica 8 Ottotbre 28 Studente... 1) Indicare gli equilibri di formazione del complesso [Ag(NH 3 ) 2 ] + e le relative costanti di formazione. Ricavare la formula per la determinazione della frazione β 2. 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox ClO 4,Η + /ClO 3 e tracciare schematicamente il diagramma E/ (E (ClO4,Η + /ClO3 ) = V; [ClO 4 ] = [ClO 3 ] = 1. M). Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. E (V) ) Scrivere le formule molecolari e di struttura (solo per le specie contenenti il metallo di transizione) dei seguenti complessi e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle relative soluzioni: a) pentanitrosileferro().1 M; b) trans-diclorodicarbonileplatino(ii).1 M; c) idrossido di bromoidrossotetraamminacromo(iii).1 M. 4) 1 ml di una soluzione acquosa contengono.5 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 ripartizione = 4) è meglio utilizzare: a).1 L di solvente in un'unica estrazione; b) 4 porzioni successive ognuna da costituita da.25 L di solvente; c) 1 ml di solvente in un'unica estrazione. Giustificare la risposta fornita.

8 Esame di Complementi di Chimica 3 Dicembre 28 Studente... 1) Scrivere le formule molecolari e di struttura e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle seguenti soluzioni: a) trans-diamminadiiodoplatino(ii).1 M; b) esacianoferrato(ii) di potassio.1 M; c) Cloruro di diaquadinitrosilediclorocromo(iii).1 M. 2) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Cadmio, conoscendo i seguenti dati: K ps per Cd(OH) 2 = ; E Cd 2+ /Cd = -.43 V. Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) ) 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. 4) Dimostrare che in una rezione di primo ordine rispetto ad un generico reagente A il tempo di dimezzamento è indipendente dalla concentrazione dei reagenti e dei prodotti.

9 Esame di Complementi di Chimica 8 Gennaio 29 Studente... 1) Che tipo di isomeria è presente nelle due seguenti coppie di complessi? 1) [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 e [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl 2H 2 O 2) [CoBr(NH 3 ) 5 )]SO 4 e [Co(SO 4 )(NH 3 ) 5 ]Br Quale fra i quattro complessi presenterà la pressione osmotica maggiore a 25 C a parità di concentrazione? 2) 1. ml di una soluzione acquosa contiene 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 ripartizione = 6) è meglio utilizzare: a) 1 porzioni successive ognuna costituita da.1 L di solvente organico; b) 5 porzioni successive ognuna costituita da 2 ml di solvente organico; c) 1. ml 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. 4) Durezza delle acque e fenomeni correlati.

10 Esame di Complementi di Chimica 21 Gennaio 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Illustrare le differenze fra Fissione Nucleare e Fusione Nucleare fornendo qualche esempio concreto. 2) Descrivere la formazione di orbitali atomici ibridi mediante la Teoria del Legame di Valenza. 3) Le costanti di formazione del complesso diamminaargento(i) sono K f1 = e K f2 = Calcolare la frazione β 2 quando la concentrazione di NH 3 in soluzione è pari a M. 4) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox SO 2 4,Η + /SO 2 e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E (SO4 2,Η +/SO2) = +.7 V; [SO 2 4 ] = 1. M, P SO 2 = 1 atm). E (V)

11 Esame di Complementi di Chimica 4 Febbraio 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Descrivere i vari strati dell'atmosfera ed indicare principali agenti inquinanti della troposfera e le eventuali reazioni in cui sono coinvolti. 2) Tracciare a destra la curva di raffreddamento del sistema identificato dai punti P nel diagramma eutettico di sinistra. Commentare le curve di raffreddamento indicate come risposta. T P1 P2 T A puro Composizione B puro tempo 3) Disegnare la struttura e stabilire quale dei due complessi, cis-[ptcl 2 (en) 2 ] 2+ e trans-[ptcl 2 (en) 2 ] 2+ (en = etilendiammina, NH 2 CH 2 CH 2 NH 2, legante bidentato), può dar luogo alla formazione di isomeri ottici. 4) 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)

12 Esame di Complementi di Chimica 18 Febbraio 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Disegnare la struttura di Lewis (indicando cariche formali, numero sterico, ibridazione e geometria) per la molecola N 2 e confermare, per mezzo della Teoria degli Orbitali Molecolari (Metodo LCAO), l'ordine di legame fra i due atomi (per l'atomo di azoto, Z=7) ottenuto dalla struttura di Lewis. 2) Nei complessi ottaedrici di Pt(IV) (per il platino Z = 78) la separazione energetica degli orbitali d (indicata con Δ o ) dovuta al campo cristallino è relativamente alta. Il composto ottaedrico K 2 [PtCl 6 ] è diamagnetico o paramagnetico? Quale è la configurazione elettronica degli orbitali d nel complesso? (Si consiglia di partire dalla configurazione elettronica del Pt per poi passare a quella dello ione Pt(IV) e procedere con il complesso). 3) 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. 4) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox NO 3,Η + /NO e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E NO3,Η + /NO = +.96V; [NO 3 ] = 1. M, P NO = 1 atm). Potenziale (V)

13 Esame di Complementi di Chimica 18 Marzo 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Indicare i prodotti della degradazione aerobica delle sostanze inquinanti delle acque e, per quattro di essi, riportare la struttura di Lewis (indicando anche ibridazione, geometria ed eventuale presenza di momento dipolare). 2) Scrivere l'espressione per il calcolo del potenziale elettrodico del sistema redox MnO 4 /Mn 2+ (in ambiente acido) e tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ (E MnO4 /Mn 2+ = V; [MnO 4 ] = [ Mn 2+ ] = 1. M). +2 E (V) ) Descrivere brevemente la natura delle radiazioni α, β e γ. 4) Quale fra le seguenti soluzioni avrà la pressione osmotica maggiore a 25 C? a) Cloruro di sodio.5 M; b) cis-diamminadibromoplatino(ii).5 M; c) fosfato di tetraamminaoro(iii).1 M; d) glucosio.5 M.

14 Esame di Complementi di Chimica 2 Aprile 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Il complesso [Co(CN) 6 ] 3 è giallo pallido (per il Co Z = 27). Il complesso: a) assorbe radiazione visibile di lunghezza d'onda breve o lunga? b) Quanti elettroni spaiati figurano nel complesso? c) Se si sostituiscono i sei leganti cianuro con H 2 O, l'assorbimento della radiazione si sposterà verso il blu o verso il rosso? Giustificare le risposte date. 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) ) Utilizzare la teoria degli Orbitali Molecolari per spiegare perché la molecola Be 2 non esiste (per Be Z = 4). 4) A quale (1.5 oppure 11.5) conviene portare una soluzione acquosa di una acido debole organico per estrarlo con esano? Giustificare la risposta mediante il calcolo del rapporto di distribuzione nella coppia di solventi data (la costante di ripartizione dell'acido nella coppia di solventi <esano/acqua> è K D = 5 mentre la sua K a è ).

15 Esame di Complementi di Chimica 15 Maggio 29 3) E' consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 5) Firmare l'apposito foglio alla consegna del compito. 1) Tracciare schematicamente il diagramma potenziale/ per il Cadmio, conoscendo i seguenti dati: K ps per Cd(OH) 2 = ; E Cd 2+ /Cd = -.43 V. Indicare chiaramente nel diagramma le zone di appartenenza delle varie specie. Potenziale (V) ) Scrivere le formule molecolari e di struttura (solo per la specie contenente il metallo di transizione) e calcolare la pressione osmotica a 25 C delle seguenti soluzioni: a) trans-diamminadicloroplatino(ii) 1 1 M; b) ioduro di diaquadicarbonilediclorocromo(iii).1 M; c) esacianoferrato(ii) di sodio.1 M. 3) Tracciare a destra la curva di raffreddamento del sistema identificato dai punti P nel diagramma eutettico di sinistra. Commentare brevemente le curve tracciate. T P1 P2 P3 T A puro Composizione B puro tempo 4) Dimostrare che in una rezione di primo ordine rispetto ad un generico reagente A il tempo di dimezzamento è indipendente dalla concentrazione dei reagenti e dei prodotti.