Corso di Laurea in Biotecnologie 26/01/2010 Chimica Generale ed Inorganica

Transcript

1 Corso di Laurea in Biotecnologie 26/01/2010 1) Calcolare i ml di HCl 0.10 M che devono essere aggiunti a 374 ml di una soluzione di una base debole BOH 0.10 M (K b = 2.7 x 10-7 ) per preparare una soluzione tampone a ph = 7.0. (273 ml) 2) Una soluzione acquosa di idrossido di sodio reagisce con cloro gassoso dando cloruro di sodio e ipoclorito di sodio. Dopo aver bilanciato la reazione di ossidoriduzione con il metodo delle semireazioni, calcolare i grammi di ipoclorito di sodio che si formano da 50.0 g di cloro e un eccesso di soda considerando che la resa di reazione è del 75%. (39.28 g) 3) Calcolare il potenziale di un elettrodo di zinco immerso in una soluzione 0.10 M di cloruro di zinco a cui viene aggiunta una soluzione di ammoniaca 2.0 M sapendo che E (Zn/Zn 2+ ) = V e K inst [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ = 3.0 x Si consideri nulla la variazione di volume dovuta all aggiunta di ammoniaca. (1.09 V) 4) Una miscela di 200 ml di CH 4 e 500 ml di O 2 misurati a 1atm e 128 C è fatta reagire con formazione di CO 2 ed H 2 O allo stato gassoso fino al completo esaurimento del reagente in difetto. Calcolare la pressione esercitata alla temperatura di 203 C sapendo che il recipiente ha un volume di 1.5 L. (0.551 atm) l ibridizzazione dall atomo centrale del reagente e del prodotto delle seguenti reazioni: PF 5 + F - (PF 6 ) - AlI 3 + I - (AlI 4 ) - B) Spiegare come cambia e perché cambia l energia di ionizzazione degli atomi scendendo lungo un gruppo o muovendosi da lungo un periodo (da sinistra a destra) della tavola periodica C) Definire le condizioni termodinamiche affinché una reazione sia spontanea.

2 Corso di Laurea in Biotecnologie 09/02/2010 Chimica Generale e Inorganica 1) A 25.0 ml di una soluzione 0.300M di BaCl 2 vengono addizionati 30.0 ml di Na 2 CrO M. Sapendo che BaCrO 4 è un sale poco solubile con K ps = 2.40 x 10-10, calcolare quanti grammi di BaCrO 4 precipitano e le concentrazioni residue di Ba 2+ e CrO 2-4 che rimangono nella soluzione. (1.52 g di BaCrO 4 ; [Ba 2+ ] = m/l; [CrO 2-4 ] = m/l) 2) A ml di una soluzione di un acido debole monoprotico HA 0.05 M vengono aggiunti 22.2 ml di una soluzione di NaOH al 2.8% in peso e di densità 1.03 g ml -1. Calcolare il ph della soluzione finale sapendo che per l acido debole K a = (ph = 8.95) 3) L analisi percentuale di una sostanza ignota ha dato i seguenti risultati: Fe = 23.7 % S = 20.4 % O = 54.2 % H = 1.7 % Ricavare la formula minima del composto e 2- ipotizzare la formula molecolare sapendo che lo zolfo è presente solo come ione solfato SO 4 e l idrogeno è presente solo come componente dell acqua di cristallizzazione. (Fe 2 (SO 4 ) 3 (H 2 O) 4 ) 4) 2.00 g di Ossalato di calcio impuro CaC 2 O 4 vengono fatti reagire con un eccesso di permanganato di potassio in presenza di acido solforico a dare solfato di potassio, solfato di manganese(ii), anidride carbonica ed acqua. Scrivere le semireazioni bilanciate e la reazione globale. Si sviluppano dm 3 di anidride carbonica misurati a 25.0 C e 732 torr. Calcolare la percentuale di ossalato di calcio contenuta nell ossalato impuro. (95% purezza) A) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti molecole specificandone la geometria e l ibridazione dell atomo centrale. Stabilire inoltre quali di esse possono comportarsi da acido o base di Lewis: AlBr 3, CBr 4, NBr 3, XeF 4. B) Dire quale delle seguenti affermazioni è falsa o vera e giustificare la risposta: a) nel caso di una reazione con elevata costante di equilibrio la costante cinetica della reazione diretta è maggiore di quella della reazione inversa; [V] b) all equilibrio le costanti cinetiche delle reazioni diretta e inversa si uguagliano; [F] c) aumentando la concentrazione di un reagente si aumenta la velocità di reazione incrementando la costante cinetica della reazione diretta; [F] d) aumentando la concentrazione del prodotto si aumenta la velocità della reazione inversa sicché la velocità della reazione diretta deve anch essa aumentare. [V] C) Spiegare quali informazioni possono essere ricavate da una misura delle proprietà colligative di una soluzione.

3 Corso di Laurea in Biotecnologie 25/02/2010 1) A 100 ml di una soluzione di una base forte BOH avente ph = 11 vengono aggiunti 2.00 ml di una soluzione di un acido debole monoprotico HA (K a = 5.00 x 10-6 ) avente ph = 3. Calcolare: a) il ph della soluzione ottenuta dopo il mescolamento; b) quanti ml di BOH bisogna ancora aggiungere alla soluzione per raggiungere il punto equivalente. (ph = 4.82; V = 300 ml) 2) Completare e bilanciare in ambiente acido la seguente reazione di ossidoriduzione: Cr 2 O I - Cr 3+ + I 2. Calcolare dopo il mescolamento di 100 ml di K 2 Cr 2 O M con 100 ml di KI 0.20 M e 300 ml di H 2 SO M a) le concentrazioni molari di H + e di Cr 2 O 2-7 rimaste a fine reazione; b) la molarità di I 2 sapendo che la resa della reazione è 70%. ([H + ] = 0.506; [Cr 2 O -2 7 ] = ; [I 2 ] = ) 3) Una corrente di intensità 0.75 A viene fatta passare attraverso 300 ml di una soluzione di CuSO 4 all 1% in peso (d = 1.05 g/ml) per 15 minuti. Sapendo che il rendimento dell elettrolisi è dell 80%, calcolare la molarità della soluzione di CuSO 4 alla fine dell elettrolisi. ([CuSO 4 ] = ) 4) Quando si accende un fiammifero si ha la combustione di P 4 S 3 con formazione di fumo bianco costituito da P 2 O 5 e SO 2. Calcolare la quantità in grammi di P 2 O 5 ed il volume di SO 2 gassoso in condizioni standard che si ottengono se un fiammifero contiene g di P 4 S 3 sapendo che la reazione che avviene è la seguente: P 4 S O 2 2 P 2 O SO 2. (0.193 g di P 2 O 5 ; 45.7 ml di SO 2 ) l ibridizzazione dall atomo centrale dei seguenti composti: a) acido cloroso; b) acido carbonico; c) anidride solforosa; d) anidride carbonica. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni. B) Enunciare i principi secondo cui avviene il riempimento degli orbitali atomici. C) Definire il meccanismo d azione di un catalizzatore in una reazione chimica da un punto di vista energetico.

4 Corso di Laurea in Biotecnologie 09/04/2010 1) A 500 ml KOH 0.1 M si aggiungono 100 ml di una soluzione di HCl 0.2 M e 60 ml di una soluzione di HF 0.5 M. Calcolare il ph della soluzione risultante, sapendo che la K a di HF è 2.0x10-4. (ph = 8.18) 2) Bilanciare in ambiente basico la seguente reazione di ossidoriduzione: CrO SnO 2-2 CrO SnO 2-3. Facendo reagire 300 ml di una soluzione M di Na 2 CrO 4 con 500 ml di una soluzione M di Na 2 SnO 2, qual è la concentrazione dello ione CrO - 2 nella soluzione finale? ([CrO - 2 ] = m/l) 3) Alla temperatura di 650 K si stabilisce il seguente equilibrio: 2 Cl 2 O (g) 2Cl 2(g) + O 2(g). Cl 2 O è dissociato per il 65.2% alla pressione totale di 1.33 atm. Calcolare K p e la K c della reazione alla temperatura data. (K p = 1.14; K c = ) 4) Per il sale poco solubile CaF 2 il prodotto di solubilità K ps = 1.7 x Calcolare la molarità degli ioni fluoruro: a) in acqua pura; b) in una soluzione acquosa di Ca(NO 3 ) M. ([I - ] = in acqua pura e in soluzione) l ibridizzazione dall atomo centrale dei seguenti composti: a) acido nitrico; b) ione clorito; c) ione tetrafluoroborato; d) ione acetato. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni. B) Commentare secondo i principi della termodinamica la seguente frase di R. Clausius: L energia del mondo è costante: l entropia del mondo aumenta fino a un massimo. C) Definire i seguenti concetti: a) elettroni di valenza; b) elettronegatività; c) legame covalente; d) legame ionico.

5 Corso di Laurea in Biotecnologie 18/06/2010 1) Calcolare la variazione di ph che si verifica aggiungendo 1.00 ml di acido cloridrico 1.00 M a: a) 99 ml di acqua pura; b) 99 ml di soluzione contenente nitrato di ammonio ed ammoniaca entrambi in concentrazione 0.1 M (K bnh3 = ). Commentare la differenza di ph che si osserva nei due casi. (a) ΔpH = 5; b) ΔpH = 0.09) 2) Una soluzione acquosa di tiosolfato di sodio Na 2 S 2 O 3 reagisce con lo iodio (I 2 ) dando ioduro di sodio e Na 2 S 4 O 6. Dopo aver bilanciato la reazione di ossidoriduzione con il metodo delle semireazioni, calcolare i grammi di ioduro di sodio che si formano da 20.0 g di iodio e 20.0 g di tiosolfato sapendo che la resa di reazione è del 95%. (17.95 g) 3) Calcolare il prodotto di solubilità dello iodato di cadmio Cd(IO 3 ) 2 sapendo che una lamina di cadmio immersa in una soluzione satura di iodato di cadmio, contenente anche M di iodato di sodio ha un potenziale di riduzione di V (E Cd 2+ /Cd = V). (K ps = ) 4) Una miscela di 200 ml di C 2 H 6 e 300 ml di O 2 misurati a 1.00 atm e 130 C è fatta reagire con formazione di CO 2 ed H 2 O allo stato gassoso fino al completo esaurimento del reagente in difetto. Calcolare la pressione esercitata alla temperatura di 250 C sapendo che il recipiente ha un volume di 2.5 L. (0.28 atm) l ibridizzazione dell atomo centrale nelle seguenti molecole o ioni: ozono, acido fosforico, ione nitrato, ione idrogenosolfito. B) Spiegare quali proprietà degli elementi variano in modo periodico e come avviene la variazione. C) Definire cosa si intende per ordine di reazione, energia di attivazione e spiegare quali fattori influenzano la velocità di una reazione chimica.

6 Corso di Laurea in Biotecnologie 21/07/2010 1) Una soluzione tampone è stata preparata aggiungendo 4.95g di CH 3 COONa a 250mL di CH 3 COOH 0.150M. a) Qual è il ph della soluzione tampone? b) Qual è il ph dopo l aggiunta di 82mg di NaOH a 100mL di soluzione tampone? K a =1.8x10-5 (a) ph = 4.95; b) ph = 5.05) 2) Bilanciare in ambiente basico con il metodo delle semireazioni la seguente ossidoriduzione: MnO SO 2-3 MnO 2 + SO 2-4. Sapendo che si è partiti da 5.63g di permanganato di potassio e da 7.31g di solfito di sodio calcolare il ph di un litro della soluzione finale sapendo che la resa di reazione è dell 88%. (ph = 12.5) 3) L idrossido di magnesio Mg(OH) 2 precipiterà da una soluzione 0.10M di Mg(NO 3 ) 2 e 0.10M di ammoniaca acquosa? K ps (Mg(OH) 2 )=1.5x10-11 ; K b (NH 3 )=1.8x10-5. (L idrossido di magnesio precipita) 4) Un campione di carbonio è bruciato in ossigeno puro, formando anidride carbonica. La CO 2 è quindi, fatta gorgogliare in 3.50L di NaOH 0.437M, con la quale forma carbonato di sodio secondo la reazione: CO 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O. Dopo la reazione, l eccesso di NaOH è stato esattamente neutralizzato con 1.71L di HCl 0.350M quale volume di O 2, misurato a 8.6 atm e 20 C, è stato consumato nel processo? (V= 1.30 L) l ibridizzazione dell atomo centrale nelle seguenti molecole o ioni: CdI 2 ; NH + 4 ; BCl 3 ; IF - 4. B) Per il cloro si riporta la massa atomica di 35.5, ma nessun atomo di cloro ha massa di Spiegare perché. C) Spiegare perché le seguenti affermazioni sono errate: a) L entropia aumenta in tutte le reazioni non spontanee. b) Le reazioni con una variazione di energia libera negativa (ΔG<0) sono a favore dei prodotti ed avvengono con una rapida trasformazione dei reagenti nei prodotti. c) Tutti i processi spontanei sono esotermici. d) I processi endotermici non sono mai spontanei.

7 Corso di Laurea in Biotecnologie 10/09/2010 1) Calcolare il volume di una soluzione di HCl 1.3 M che occorre aggiungere a 550 ml di una soluzione di KF 1.6 M per ottenere una soluzione con ph = [K a(hf) = ]. (V = 129 ml) 2) Bilanciare la seguente reazione: Hg + HNO 3 + HCl HgCl 2 + NO + H 2 O e calcolare il volume di NO che si ottiene a 20 C e 770 torr mettendo a reagire 10 g di Hg, 40 ml di HCl 6 M e 20 ml di HNO 3 5 M. La reazione avviene con una resa del 95%. (V = L) 3) Determinare la f.e.m. della pila Zn/Zn 2+ ( M)//Cr 3+ ( M)/Cr e calcolare a quale valore deve essere portata la concentrazione della soluzione di Cr 3+ affinché la f.e.m. della pila si annulli (E Zn /Zn = V; E Cr /Cr = V) (f.e.m. = 0.05V; [Cr 3+ ] = ) 4) Un composto A, che contiene 3.06% di idrogeno, 31.63% di fosforo e ossigeno, per riscaldamento a 350 C si trasforma in un composto B che contiene 1.25% di idrogeno, il 38.75% di fosforo e 60% di ossigeno. Scrivere le formule dei due composti e la reazione di trasformazione di A in B. (H 3 PO4 HPO 3 + H 2 O) A) Quali tra le seguenti specie non ha forma tetraedrica e perché: SiBr 4, NF + 4, SF 4, BeCl 2-4, BF - 4, AlCl - 4. B) Definire la pressione osmotica e spiegare l utilità di questa misura. C) Definisci il tempo di dimezzamento e spiega come il tempo di dimezzamento è collegato alla costante di velocità di una reazione.

8 Corso di Laurea in Biotecnologie 10/12/2010 1) Per titolare 35.0 ml di una soluzione di acido acetico CH 3 COOH sono occorsi 33,24 ml di idrossido di sodio NaOH M. Sapendo che la K a di CH 3 COOH è 1,8 10-5, calcolare: a) il ph al punto di equivalenza (ph = 8.72) b) il ph a metà titolazione (ph 4.75) c) la molarità della soluzione di acido acetico. ([CH 3 COOH] = m/l) 2) Nella fermentazione alcolica i monosaccaridi come il glucosio, in presenza di enzimi, si trasformano, attraverso successivi stadi di reazione in etanolo (C 2 H 5 OH) e biossido di carbonio. Determinare la quantità di glucosio necessaria per formare 1.0 kg di etanolo secondo la reazione (da bilanciare): C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 OH + CO 2 Se la resa della reazione è dell 80%. Calcolare inoltre il volume di CO 2 sviluppato nella reazione a 25 C e 740 torr. (2.44 Kg; L) 3) Dire se l idrossido di alluminio Al(OH) 3 precipiterà da una soluzione 0.10M di Al 2 (SO 4 ) 3 e 0.10M di ammoniaca acquosa. K ps (Al(OH) 3 )=3.2x10-34 ; K b (NH 3 )=1.8x10-5. (L idrossido di alluminio precipita) 4) Una soluzione preparata sciogliendo 1.5 g di una proteina fino a realizzare un volume di 75.0 ml, presenta una pressione osmotica di 5.3 torr a 20 C. Calcolare la massa molecolare della proteina. (PM = ) l ibridizzazione dall atomo centrale dei seguenti composti: a) acido nitrico; b) ione clorato; c) ione esafluorosilicato; d) ione acetato. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni. B) Dire se, sulla base dei seguenti potenziali standard, il bromo elementare è in grado di ossidare il mercurio metallico in condizioni standard: E (Br 2 /Br - )=1.07 V, E (Hg 2+ /Hg)= 0.92V. C) Dire cos è il legame d idrogeno, farne alcuni esempi e spiegare come può influenzare le proprietà delle sostanze in cui è presente.