RISOLUZIONE ESERCIZI COMPITO 20 GENNAIO 2017

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1 RISOLUZIONE ESERCIZI COMPITO 20 GENNAIO 2017 Domanda 1 compito A Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo 30.0 g di acido acetico e 30.0 g di acetato di sodio in 750 ml di soluzione. Per l acido acetico, K a = 1.76 x Si tratta di una soluzione tampone; l equilibrio da considerare è: CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + I C a C b 0 V -x +x +x E C a -x C b +x x Per cui: K a = 1.76 x 10-5 = (C b + x)x/c a - x Calcolo la concentrazione iniziale dello ione acetato, C b : g(ch 3 COONa)/MM(CH 3 COONa) = 30.0 g/ g mol -1 = mol = moli di ione acetato. C b = mol/0.750 L = M Calcolo la concentrazione iniziale dell acido acetico, C a : g(ch 3 COOH)/MM(CH 3 COOH) = 30.0 g/ g mol -1 = mol C a = mol/0.750 L = M Trascuro la x nella somma a numeratore e nella sottrazione a denominatore. Risolvo l equazione e ottengo x = [H 3 O + ] = 2.40 x Il ph è pertanto

2 Domanda 1 compito B Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo 30.0 g di ammoniaca e 30.0 g di cloruro di ammonio in 750 ml di soluzione. Per l ammoniaca, K b = 1.79 x Si tratta di una soluzione tampone; l equilibrio da considerare è: NH 3 + H 2 O NH OH - I C b C a 0 V -x +x +x E C b -x C a +x x Per cui: K b = 1.79 x 10-5 = (C a + x)x/c b - x Calcolo la concentrazione iniziale dell ammoniaca, C b : g(nh 3 )/MM(NH 3 ) = 30.0g/ g mol -1 = 1.76 mol C b = 1.76 mol/0.750 L = 2.35 M Calcolo la concentrazione iniziale dello ione ammonio, C a : g(nh 4 Cl)/MM(NH 4 Cl) = 30.0g/ g mol -1 = mol = moli di ione ammonio. C a = mol/0.750 L = M Trascuro la x nella somma a numeratore e nella sottrazione a denominatore. Risolvo l equazione e ottengo x = [OH - ] = 5.62 x Calcolo il poh = Il ph è pertanto

3 Domanda 1 compito C Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo 30.0 g di acido ipocloroso e 30.0 g di ipoclorito di sodio in 125 ml di soluzione. Per l acido ipocloroso, K a = 2.95 x Si tratta di una soluzione tampone; l equilibrio da considerare è: HClO + H 2 O ClO - + H 3 O + I C a C b 0 V -x +x +x E C a -x C b +x x Per cui: K a = 2.95 x 10-8 = (C b + x)x/ca - x Calcolo la concentrazione iniziale dello ione ipoclorito, C b : g(naclo)/mm(naclo) = 30.0g/ g mol -1 = mol = moli di ione ipoclorito C b = mol/0.125 L = 3.22 M Calcolo la concentrazione iniziale dell acido ipocloroso, C a : g(hclo)/mm(hclo) = 30.0g/ g mol -1 = mol C a = mol/0.125 L = 4.58 M Trascuro la x nella somma a numeratore e nella sottrazione a denominatore. Risolvo l equazione e ottengo x = [H 3 O + ] = 4.19 x Il ph è pertanto

4 Domanda 2 compito A Data la seguente equazione chimica (da bilanciare): CaH 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 Calcolare il volume di idrogeno, a 760 Torr e 25.0 C, che si sviluppa a partire da g di idruro di calcio e g di acqua, considerata una resa di reazione dell 80.0%. Equazione bilanciata: Calcolo le moli dei reagenti: moli CaH 2 : g/42.10 g mol -1 = 3.02 moli H 2 O: g/ g mol -1 = 7.05 CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 Determino il reagente limitante dividendo le moli per il rispettivo coefficiente stechiometrico: il risultato più basso mi individua il reagente limitante. CaH 2 : 3.02/1 = 3.02 H 2 O: 7.05/2 = 3.52 Quindi, CaH 2 è il reagente limitante; dalla stechiometria della reazione, le moli teoriche di H 2 che si formano sono date dalla proporzione: 1 : 2 = 3.02 : x x = moli teoriche di H 2 = Poiché la resa di reazione è dell 80.0%, le moli effettive di H 2 che si formano sono: 6.04 x 80.0/100 = Dall equazione di stato dei gas ideali PV = nrt, determino il volume (in litri) di idrogeno, dopo aver convertito la pressione da Torr ad atmosfere e la temperatura da gradi Celsius a gradi Kelvin. V = (4.83 mol L atm mol -1 K K)/1.00 atm = 118 L.

5 Domanda 2 compito B Data la seguente equazione chimica (da bilanciare): CaH 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 Calcolare il volume di idrogeno, a 700 Torr e 30.0 C, che si sviluppa a partire da 35.0 g di idruro di calcio e 10.0 g di acqua, considerata una resa di reazione del 65.0%. Equazione bilanciata: Calcolo le moli dei reagenti: moli CaH 2 : 35.0 g/42.10 g mol -1 = moli H 2 O: 10.0 g/ g mol -1 = CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 Determino il reagente limitante dividendo le moli per il rispettivo coefficiente stechiometrico: il risultato più basso mi individua il reagente limitante. CaH 2 : 0.831/1 = H 2 O: 0.555/2 = Quindi, H 2 O è il reagente limitante; dalla stechiometria della reazione, le moli teoriche di H 2 che si formano sono date dalla proporzione: 2 : 2 = : x x = moli teoriche di H 2 = Poiché la resa di reazione è del 65.0%, le moli effettive di H 2 che si formano sono: x 65.0/100 = Dall equazione di stato dei gas ideali PV = nrt, determino il volume (in litri) di idrogeno, dopo aver convertito la pressione da Torr ad atmosfere e la temperatura da gradi Celsius a gradi Kelvin. V = (0.361 mol L atm mol -1 K K)/0.921 atm = 9.74 L.

6 Domanda 2 compito C Data la seguente equazione chimica (da bilanciare): CaH 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 Calcolare il volume di idrogeno, a 350 Torr e 0.00 C, che si sviluppa a partire da 25.0 g di idruro di calcio e 50.0 g di acqua, considerata una resa di reazione del 75.0%. Equazione bilanciata: Calcolo le moli dei reagenti: moli CaH 2 : 25.0 g/42.10 g mol -1 = moli H 2 O: 50.0 g/ g mol -1 = 2.78 CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 Determino il reagente limitante dividendo le moli per il rispettivo coefficiente stechiometrico: il risultato più basso mi individua il reagente limitante. CaH 2 : 0.594/1 = H 2 O: 2.78/2 = 1.39 Quindi, CaH 2 è il reagente limitante; dalla stechiometria della reazione, le moli teoriche di H 2 che si formano sono date dalla proporzione: 1 : 2 = : x x = moli teoriche di H 2 = Poiché la resa di reazione è del 75.0%, le moli effettive di H 2 che si formano sono: 1.19 x 75.0/100 = Dall equazione di stato dei gas ideali PV = nrt, determino il volume (in litri) di idrogeno, dopo aver convertito la pressione da Torr ad atmosfere e la temperatura da gradi Celsius a gradi Kelvin. V = (0.891 mol L atm mol -1 K K)/0.460 atm = 43.4 L.

7 Domanda 3 compito A Calcolare la molarità di una soluzione di acido nitrico al 30.00% in peso, densità 1.18 g/cm 3. Assumo di avere 1 litro di soluzione. La massa di soluzione è pertanto 1.18 g/cm 3 x 1000 cm 3 = 1.18 x 10 3 g. Calcolo la massa di soluto: 1.18 x 10 3 g x 30.00/100 = 354 g Calcolo le moli di soluto: 354 g/mm(hno 3 ) = 354 g/ g mol -1 = 5.62 mol. Poiché ho assunto il volume di 1 litro, [HNO 3 ] = 5.62 M. Domanda 3 compito B Calcolare la percentuale in peso di una soluzione di acido cloridrico 6.00 M, densità g/cm 3. Assumo di avere 1 litro di soluzione. La massa di soluzione è pertanto g/cm 3 x 1000 cm 3 = x 10 3 g. Calcolo la massa di soluto: 6.00 mol x g mol -1 (MM HCl) = 219 g La % in peso è pertanto: (219 g/1.100 x 10 3 g) x 100 = Domanda 3 compito B Calcolare la molalità di una soluzione di acido solforico M, densità 1.70 g/cm 3. Assumo di avere 1 litro di soluzione. La massa di soluzione è pertanto 1.70 g/cm 3 x 1000 cm 3 = 1.70 x 10 3 g. Calcolo la massa di soluto: mol x g mol -1 (MM H 2 SO 4 )= 1079 g Calcolo la massa di solvente: 1.70 x 10 3 g 1079 g = 621 g Calcolo la molalità: mol/0.621 Kg = 17.7 m.