SOLUZIONE del COMPITO N 2

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Sebastiano Ruggeri
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1 SOLUZIONE del COMPITO N 2 Es.1) Bilanciare le seguenti equazioni ed assegnare il nome a ciascun reagente e prodotto: 3Fe(s) + 4H 2 O(g) FeO(s) + Fe 2 O 3 (S) + 4 H 2 (g) [N.B. FeO + Fe 2 O 3 = Fe 3 O 4 magnetite] Ferro Acqua Ossido Ossido Idrogeno di ferro(ii) di ferro(iii) SiO 2 (s) + 2C(s) Si(s) + 2CO(g) Biossido Carbonio Silicio Monossido di Carbonio Di Silicio 2Cr(s) + 3Cl 2 (g) 2CrCl 3 (s) Cromo Cloro Cloruro di Cromo(III) SF 4 (g) + 4H 2 O(l) SO 2 (g) + 4HF(l) Tetrafluoruro Acqua Biossido Fluoruro di Idrogeno (composto molecolare) di zolfo di zolfo 4NH 3 (aq) + 5O 2 (aq) 4 NO(g) + 6H 2 O(l) Ammoniaca Ossigeno Monossido Acqua di azoto BF 3 (g) + 3H 2 O(l) 3HF(aq) + H 3 BO 3 (aq) Trifloruro Acqua Acido Fluoridrico Acido Borico di boro (perché è in soluzione acquosa) Es.2) Vengono portate in soluzione un eguale numero di moli di due composti AgBr ed H 3 PO 4. Quando si raggiunge l equilibrio, la soluzione di H 3 PO 4 manifesta una conducibilità elettrica più elevata di quella di AgBr. Quale reazione favorisce di più i prodotti all equilibrio? 1) AgBr(s) Ag + (aq) + B r - (aq) 2) H 3 PO 4 (aq) + H 2 O(l) H 3 O + (aq) + H 2 PO 4 - (aq) Spiegare perché AgBr è un elettrolita debolissimo Premesso che entrambe le reazioni non favoriscono i prodotti [all equilibrio i reagenti sono più abbondanti dei prodotti in quanto H 3 PO 4 è un acido debole (solo circa il 10% delle molecole di acido che si sciolgono nell acqua subisce la dissociazione in H 3 O+ e H 2 PO 4 -) e AgBr che è un composto ionico e non molecolare è pochissimo solubile in acqua].tuttavia, confrontando le due reazioni sulla base di quanto riportato nel testo circa le rispettive conducibilità si deduce che: La reazione che favorisce di più i prodotti all equilibrio è la 2) AgBr è un elettrolita molto debole (le sue soluzioni conducono molto poco la corrente elettrica) perché questo COMPOSTO IONICO (Formato da cationi Ag+ e anioni Br- ) è pochissimo solubile in acqua. Tuttavia, tutte le pochissime unità formula che si sciolgono in acqua sono completamente dissociate in Ag+ e Br- Pertanto la bassissima conducibilità della soluzione di AgBr non è dovuta alla scarsa dissociazione del composto ma alla sua bassissima solubilità.

2 Es.3) Indicare (con formula e nome) due acidi che sono elettroliti forti e uno che è elettrolita debole. Fare altrettanto per due basi forti e una debole Risposta a) si potevano indicare due dei seguenti acidi forti: HCl, HBr, HI, HNO 3, HClO 4, HClO 3, H 2 SO 4, i cui nomi sono: Ac. cloridrico, bromidrico, iodidrico, nitrico, perclorico, solforico rispettivamente, e uno dei tanti acidi deboli fra i quali: CH 3 CO 2 H, HF, HNO 2, HCN, H 2 C 2 O 4, H 2 S, H 2 SO 3, H 2 CO 3 i cui nomi sono: Ac. acetico, fluoridrico, nitroso, cianidrico, ossalico, solfidrico, solforoso e carbonico rispettivamente Va bene anche l aspirina (acido o-acetil-salicilico V. pag 87) ma prima di scomodare questo tipo di acidi organici c è una lunga lista di acidi deboli molto comuni e di formula meno complessa, anche se l aspirina è anch essa una sostanza molto nota e comune. b) si potevano indicare due delle seguenti basi forti: LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH) 2 i cui nomi sono: Idrossido di Litio, sodio, potassio e bario rispettivamente e per le basi deboli la più nota NH 3 il cui nome è ammoniaca. Esistono diverse altre basi deboli [ es. Mg(OH) 2 Ca(OH) 2 e Sr(OH) 2 a causa delle loro basse solubilità] ed ancora le ammine, sostanze organiche di formula generale R-NH 2 e molti altri composti loro derivati che sono in grado di accettare protoni H +. Ma allo stadio a cui siamo giunti è sufficiente la comunissima ammoniaca e gli idrossidi di Mg, Ca e Sr su elencati. Es.4) Indicare quali dei seguenti composti sono solubili in acqua e, per quelli che lo sono, scrivere(sotto alla rispettiva formula) quali e quanti ioni formano quando vengono portati in soluzione. BaSO 4 Ba(NO 3 ) 2 BaCO 3 Ba 2+ (aq) + 2NO - 3 (aq) Na 2 SO 4 NaClO 4 NaCH 3 CO 2 2Na + (aq) + SO 2-4 (aq) Na + (aq) + ClO - 4 (aq) Na + (aq) + CH 3 CO - 2 (aq) AgBr KBr Al 2 Br 6 K + (aq) + Br - (aq) 2Al 3+ (aq) + 6Br - (aq) (NH 4 ) 2 SO 4 LiNO 3 KOH 2NH + 4 (aq) + SO 2-4 (aq Li + (aq) + NO - 3 (aq) K + (aq) + OH - (aq) K 2 SO 4 K 2 HPO 4 Mg(CH 3 CO 2 ) 2 2K + (aq) + SO4 2- (aq) 2K + (aq) + HPO 2-4 (aq) Mg 2+ (aq) + CH 3 CO - 2 (aq) Pb(NO 3 ) 2 Cr(NO 3 ) 3 PbCrO 4 Pb 2+( aq) + 2NO - 3 (aq) Cr 3+ (aq) + 3NO - 3 (aq) N.B. sotto i composti insolubili è sufficiente non scrivere niente!!!!

3 Es.5) Bilanciare l equazione della seguente reazione di precipitazione e scrivere l equazione ionica netta. In base alla solubilità indicare lo stato di ciascuna specie (aq, s, l, g) Ni(NO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 NiCO NaNO 3 Ni 2+ (aq) + 2NO 3 - (aq) + 2Na + (aq) + CO 3 2- (aq) NiCO 3 (s) 2Na + (aq) + 2NO 3 - (aq) Ni 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) NiCO 3 (s) [equazione ionica netta] Molti hanno omesso, in questo ed altri esercizi, di indicare lo stato (aq), (s), (l) o (g) in cui si trovano i reagenti e i prodotti. Non è sempre indispensabile ma lo diventa quando è opportuno come nel caso delle equazioni ioniche complete o nette e soprattutto quando viene esplicitamente chiesto. ES.6) Predire i prodotti di ciascuna reazione di precipitazione. Bilanciare l equazione totale e scrivere l equazione ionica netta. Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2KBr(aq) PbBr 2 (s) + 2KNO 3 (aq) Pb 2+ (aq) 2Br - (aq) PbBr 2 (s) CaCl 2 (aq) + 2KF(aq) CaF 2 (s) + 2KCl(aq) Ca 2+ (aq) 2F - (aq) CaF 2 (s) Ca(NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 C 2 O 4 (aq) CaC 2 O 4 (s) + 2NaNO 3 (aq) Ca 2+ (aq) C 2 O 2-4 (aq) PbC 2 O 4 (s) ES.7) Completare e bilanciare le seguenti reazioni acido-base Indicare il nome dei reagenti e dei prodotti H 3 PO 4 (aq) + 3KOH(aq) K 3 PO 4 (aq) + 3H 2 O(l) Ac. fosforico Idrossido di potassio Fosfato di potassio Acqua H 2 C 2 O 4 (aq) + Ca(OH) 2 (s) CaC 2 O 4 (s) + 2H 2 O(l) Ac. ossalico Idrossido di calcio Ossalato di calcio Acqua N.B.:Riferita a quei pochi che hanno sbagliato. L acido ossalico è un acido bicarbossilico debole che può fornire due protoni(v. pag 471). Esso è diverso dall acido acetico che invece è monocarbossilico e può fornire solo un protone (V. pag 472). Quando l acido ossalico forma un sale questo è un ossalato e non un acetato. Lo stesso vale per l acido acetico che forma acetati e non ossalati Raccomandazione per tutti: Quando non si conosce la formula di un composto o quando non si è sufficientemente sicuri di un qualsiasi argomento basta cercare nell indice del libro per trovare la pag. in cui è riportato il composto o viene trattato l argomento.

4 Es.8) Quali delle seguenti reazioni sono di ossido-riduzione? Motivare la risposta e classificare le altre CdCl 2 (aq) + Na 2 S(aq) CdS(s) + 2NaCl(aq) Precipitazione 2Ca(s) + O 2 (g) 2CaO(s) Ossido-riduzione (Redox) in qunato: 2Ca(s) 2Ca e- Ossidazione (Il calcio si ossida a catione calcio 2+) O 2 (g) + 4e- 2O 2- Riduzione (La molecola O 2 si riduce e forma 2 anioni O 2- ) 4Fe(OH) 2 (s) + 2H 2 O(l) + O 2 (g) 4Fe(OH) 3 (s) (Redox) in qunato: 4Fe 2+ (aq) 4Fe e- Ossidazione (gli ioni Fe 2+ e non il ferro si ossidano a Fe 3+ ) O 2 (g) + 4e- 2O 2- Riduzione (La molecola O 2 si riduce e forma 2 anioni O 2- che vanno a formare con le 2 molecole di H 2 O i 4 OH - che servono per passare al prodotto 4Fe(OH) 3 ) NH 3 (g) + HNO 3 (aq) NH 4 NO 3 (aq) Sintesi e Acido-base (Non c è alcuna variazione del N di ossidazione per nessuna delle specie presenti nei reagenti e nei prodotti) NH 4 NO 3 è un composto ionico formato da cationi NH ed anioni NO 3 tenuti insieme a formare un solido cristallino dalle forze di attrazione elettrostatiche secondo la legge di Coulomb (V.pag 78) Es.9) Si vuole preparare del cloruro di bario BaCl 2, usando una reazione di scambio. Avendo a disposizione i seguenti reagenti, scegliere quelli opportuni: BaSO 4, BaBr 2, BaCO 3, Ba(OH) 2, HCl, HgSO 4, AgNO 3 ed HNO 3. Scrivere un equazione completa e bilanciata per la reazione scelta ( Nota: esistono diverse possibilità) Risposta: Si poteva scrivere una delle seguenti equazioni: BaCO 3 + 2HCl BaCl 2 + H 2 O + CO 2 Ba(OH) 2 + 2HCl BaBr 2 + 2HCl BaCl 2 + 2H 2 O BaCl 2 + 2HBr N.B. la reazione: BaSO 4 + 2HCl BaCl 2 + H 2 SO 4 non va bene. La reazione inversa è una delle possibili vie usate per preparare BaSO 4. Poiché BaSO 4 è insolubile ciò fa evolvere la reazione verso la sua formazione (V. risposta all es. 77 del Cap.3 pag 157 riportata in Appendice O)

5 Es.10) Descrivere la preparazione del cloruro di zinco mediante: a) una reazione acido-base, b) una reazione che sviluppa gas e c) una reazione di ossido riduzione. I reagenti di partenza disponibili sono: ZnCO 3, HCl, Cl 2, HNO 3, Zn(OH) 2, NaCl, Z(NO 3 ) 2, e Zn a) Zn(OH) 2 + 2HCl ZnCl 2 + 2H 2 O Acido-Base b) ZnCO 3 + 2HCl ZnCl 2 + H 2 O + CO 2 Sviluppo di gas c) Zn + Cl 2 ZnCl 2 Ossido riduzione o Redox in quanto: Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2e- Ossidazione Cl 2 (g) + 2e- 2Cl - (aq) Riduzione c ) Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 Ossido riduzione + Sviluppo di gas Quest ultima equazione si riferisce ad una reazione che è allo stesso tempo Redox e con sviluppo di gas. Infatti: Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2e- Ossidazione 2H + (aq) + 2e- H 2 (g) Riduzione

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