H 2 SO 4 : mol : 3 = mol REAGENTE LIMITANTE Ca 3 (PO 4 ) 2 : mol : 1 = mol

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1 1) Partendo da g di H 2 SO 4 e g di Ca 3 (PO 4 ) 2, calcolare quanti grammi di prodotti si formano e quanti grammi di reagente in eccesso rimangono non reagiti. 3H 2 SO 4 + Ca 3 (PO 4 ) 2 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4 Calcolo le moli disponibili per ogni reagente: H 2 SO 4 : g 1 mol/ g = mol Ca 3 (PO 4 ) 2 : g 1 mol/ g = mol Divido le moli calcolate per i rispettivi coefficienti stechiometrici: H 2 SO 4 : mol : 3 = mol REAGENTE LIMITANTE Ca 3 (PO 4 ) 2 : mol : 1 = mol Calcolo le moli ottenute per ciascun prodotto: CaSO 4 : mol 3/3 = mol H 3 PO 4 : mol 2/3 = mol Calcolo le masse ottenute per ciascun prodotto: CaSO 4 : mol g/mol = g H 3 PO 4 : mol g/mol = g Calcolo le moli consumate e residue di Ca 3 (PO 4 ) 2 : CONSUMATE: mol 1/3 = mol NON REAGITE: mol mol = mol Calcolo la massa di reagente in eccesso non consumato: NON REAGITI: mol g/mol = g

2 2) Bilanciare l equazione chimica sotto riportata e calcolare quanti grammi di MnSO 4 si ottengono dalla reazione tra g di KMnO 4, g di HNO 2 e g di H 2 SO KMnO 4 + 5HNO 2 + 3H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5HNO 3 + 3H 2 O Δn(N) = 2 Δn(HNO 2 ) = 2 1 = 2 5 Δn(Mn) = 5 Δn(KMnO 4 ) = 5 1 = 5 2 Calcolo le moli disponibili per ogni reagente: Divido le moli calcolate per i rispettivi coefficienti stechiometrici: KMnO 4 : g 1 mol/ g = mol HNO 2 : g 1 mol/ g = mol H 2 SO 4 : g 1 mol/ g = mol KMnO 4 : mol : 2 = mol HNO 2 : mol : 5 = mol H 2 SO 4 : mol : 3 = mol REAGENTE LIMITANTE Calcolo le moli ottenute per MnSO 4 : mol 2/3 = mol Calcolo la massa ottenuta per MnSO 4 : mol g/mol = g

3 3) Un campione di 8.25 g di H 3 PO 3 dà origine a 7.09 g di H 3 PO 4 e a PH 3. Determinare la resa della reazione H 3 PO 3 3H 3 PO 4 + PH Considero la reazione inversa: 3H 3 PO 4 + PH 3 4H 3 PO 3 +3 Δn(P, PH 3 ) = 6 Δn(PH 3 ) = 6 1 = 6 = 3 1 Δn(P, H 3 PO 4 ) = 2 Δn(H 3 PO 4 ) = 2 1 = 2 = 1 3 Calcolo le moli disponibili per H 3 PO 3 e quelle realmente ottenute di H 3 PO 4 : H 3 PO 3 : 8.25 g 1 mol/81.99 g = mol H 3 PO 4 : 7.09 g 1 mol/97.99 g = mol Calcolo le moli teoriche di H 3 PO 4 : mol 3/4 = mol Calcolo la resa percentuale: ( mol mol) 100 = 95.5%

4 4) Il permanganato di potassio ossida l acido ossalico, in ambiente acido, a biossido di carbonio secondo l equazione: Da tenere a mente: MnO (COOH) 2 + 6H Mn CO 2 + 8H 2 O KMnO 4 K + + MnO - 4 Dopo aver bilanciato l equazione, determinare la massima quantità di CO 2 che si forma da g di KMnO 4 e da g di (COOH) 2 in presenza di un eccesso di acido solforico. Δn(C) = 1 Δn((COOH) 2 ) = 1 2 = 2 5 Δn(Mn) = 5 Δn(MnO 4- ) = 5 1 = 5 2 Calcolo le moli disponibili per ogni reagente: KMnO 4 = MnO 4- : g 1 mol/ g = mol (COOH) 2 : g 1 mol/90.03 g = mol Divido le moli calcolate per i rispettivi coefficienti stechiometrici: MnO 4- : mol : 2 = mol REAGENTE LIMITANTE (COOH) 2 : mol : 5 = mol Calcolo le moli ottenute per CO 2 : mol 10/2 = mol Calcolo la massa ottenuta per CO 2 : mol g/mol = g

5 5) Oggi a Torino il barometro segna 985 hpa e il termometro 18 C. Bilanciare l equazione chimica sotto riportata e calcolare il volume di HCl gassoso che si sviluppa dalla reazione tra 245 g di FeCl 3, 47.0 g di SO 2 e 34.4 g di H 2 O FeCl 3 + SO 2 + 2H 2 O 2FeCl 2 + H 2 SO 4 + 2HCl Δn(S) = 2 Δn(SO 2 ) = 2 1 = 2 1 Δn(Fe) = 1 Δn(FeCl 3 ) = 1 1 = 1 2 T = 18 C = 291 K P = 985 hpa 1 kpa/10 hpa = 98.5 kpa Calcolo le moli disponibili per ogni reagente: Divido le moli calcolate per i rispettivi coefficienti stechiometrici: FeCl 3 : 245 g 1 mol/ g = 1.51 mol SO 2 : 47.0 g 1 mol/ g = mol H 2 O: 34.4 g 1 mol/ g = 1.91 mol FeCl 3 : 1.51 mol : 2 = mol SO 2 : mol : 1 = mol H 2 O: 1.91 mol : 2 = mol REAGENTE LIMITANTE Calcolo le moli ottenute per HCl: Calcolo il volume sviluppato di HCl: mol 2/1 = 1.47 mol V = nrt P kpa L 1,47 mol K mol K = = 36.1 L 98.5 kpa

6 6) In un recipiente avente un volume di 652 ml è introdotto azoto alla pressione di atm e alla temperatura di 195 C. Calcolare la temperatura a cui la pressione della stessa quantità di azoto raggiunge 1.20 atm. Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, in condizioni di V e n costanti: P/T = nr/v = costante T = 195 C = 468 K P 1 /T 1 = P 2 /T 2, per cui T 2 = P 2 T 1 P atm 468 K = atm = 579 K = 306 C 7) Calcolare la pressione in atmosfere che è esercitata da ml di O 2 alla temperatura di C, se alla temperatura di 10.5 C la stessa quantità di O 2 occupa un volume di L alla pressione di Pa. Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, in condizioni di n costanti: PV/T = nr = costante T 1 = C = K T 2 = 10.5 C = K V 1 = ml 1 L/1000 ml = 1.80 L P 2 = Pa 1 atm/ Pa = atm P 1 V 1 /T 1 = P 2 V 2 /T 2, per cui P 1 = P 2 V 2 T 1 V 1 T atm L K = 1.80 L K = atm

7 8) Calcolare la massa molecolare approssimata di un gas Z sapendo che la sua densità è g/l a 22.4 C e a 785 torr. Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, esprimendo V in funzione della densità ρ e n in funzione della massa molecolare MM: P (m/ρ) = (m/mm) RT, per cui P/ρ = RT/MM T = 22.4 C = K P = 785 torr 1 atm/760 torr = 1.03 atm ρ R T MM = P g L = atm L K mol K = 30.3 g/mol 1.03 atm 9) Calcolare la massa molecolare approssimata di un gas incognito, sapendo che possiede una densità di g/l nelle condizioni di temperatura e pressione a cui la densità di N 2 è g/l. Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, esprimendo V in funzione della densità ρ e n in funzione della massa molecolare MM: P (m/ρ) = (m/mm) RT, per cui P/ρ = RT/MM In condizioni di P e T costanti: MM/ρ = RT/P = costante MM 1 /ρ 1 = MM 2 /ρ 2, per cui MM 1 = MM ρ g 2 1 mol 2,036 g L = ρ 2 1,293 g L = 44,11 g/mol

8 10) Una miscela di H 2, He e CO, contenuta in un recipiente di L, esercita una pressione di 715 torr alla temperatura di 30.5 C. Calcolare il numero di moli dei tre gas e le loro pressioni parziali, sapendo che la composizione in volume della miscela è: H %, He 35.9%, CO 41.3%. T = 30.5 C = K P = 715 torr 1 atm/760 torr = atm Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, calcoliamo il numero totale di moli del sistema: n = P V R T = atm L atm L = mol K mol K In condizioni di P e T costanti, V e n sono direttamente proporzionali per ciascuna componente della miscela; le percentuali in volume corrispondono quindi a percentuali molari. Calcolo le moli per ciascuna componente: H 2 : 22,8/ mol = mol He: 35.9/ mol = mol CO: 41.3/ mol = mol Calcolo le pressioni parziali per ciascuna componente: P i = χ i P TOT = n i /n TOT P TOT H 2 : 22,8/ torr = 163 torr He: 35.9/ torr = 257 torr CO: 41.3/ torr = 295 torr

9 11) Si vuole preparare una piccola quantità di miscela gassosa contenente N 2 e CO 2 in quantità, espresse in percentuale in volume, rispettivamente di 55.0% e 45.0%. È stata usata una quantità di Na 2 CO 3 che, tratta con acido solforico, libera CO 2. Il biossido di carbonio viene raccolto in un recipiente in cui, dopo aver fatto il vuoto, erano stati introdotti 2.60 L di N 2 alla pressione di 0.97 atm e alla temperatura di 17.0 C. Determinare la quantità di Na 2 CO 3 necessaria per ottenere la miscela gassosa desiderata. Dalla legge dei gas perfetti PV = nrt, calcoliamo il numero di moli totali di N 2 : T = 17,0 C = K n = P V R T = 0.97 atm 2.60 L atm L = 0.11 mol K mol K In condizioni di P e T costanti, V e n sono direttamente proporzionali per ciascuna componente della miscela; le percentuali in volume corrispondono quindi a percentuali molari. Le x moli di CO 2 necessarie per la miscela sono quindi: 0.11 mol : 55.0 = x : 45.0 x = 0.11 mol 45.0/55.0 = 0.09 mol Le moli di CO 2 necessarie vengono prodotte secondo la reazione: Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 CO 2 + H 2 O + Na 2 SO 4 Calcolo le moli di Na 2 CO 3 necessarie per ottenere CO 2 : 0.09 mol 1/1 = 0.09 mol Calcolo la massa di Na 2 CO 3 corrispondente: 0.09 mol 1 g/ mol = 9.5 g