16 giugno 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio

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1 16 giugno 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) 1. Due unita di misura per la concentrazione molto usate in chimica sono la molarita e la molalita. Per ciascuna, citate un pro e un contro (il pro di una puo essere citato come contro dell altra). 2. Una soluzione di solfato di sodio viene trattata con un eccesso pari a 56.5 ml di una soluzione di cloruro di bario 0.15 mol/l. Tutti gli ioni solfato precipitano sotto forma di BaSO 4 : SO Ba 2+ = BaSO 4(s) Il precipitato viene filtrato e la soluzione rimasta richiede 23.0 ml di EDTA mol/l per la titolazione degli ioni bario rimasti. Quanti milligrammi di solfato di sodio conteneva la soluzione di partenza? (Massa molare Na 2 SO 4 : g/mol) 3. Quanti grammi del sale sodico dell acido 2 naftoico (massa molare g/mol) devono essere aggiunti a 0.5 L di una soluzione mol/l di acido 2 naftoico per ottenere una soluzione tampone a ph = 4.32? La costante di ionizzazione acida dell acido 2 naftoico e K A = Scrivete le equazioni che esprimono la conservazione della carica e della massa per una soluzione ottenuta sciogliendo in acqua 1.34 g di H 3 PO 4, 2.3 g di LiH 2 PO 4 e 4.1 g di Mg 3 (PO 4 ) 2 e portando il volume della soluzione a 0.96 L. Le masse molari dei tre composti sono: H 3 PO 4 LiH 2 PO 4 Mg 3 (PO 4 ) g/mol g/mol g/mol 5. Calcolate la solubilita in mg/l di AgCN in una soluzione mol/l di NaCN. Il prodotto di solubilita di AgCN e K PS =

2 6. Il contenuto in azoto di un campione organico avente massa g viene determinato con il metodo di Kjeldahl. Dopo la digestione in H 2 SO 4 concentrato e la raccolta dell ammoniaca formata in una soluzione di HCl a titolo noto, si trova che sono necessari 24.7 ml di una soluzione mol/l di NaOH per titolare l eccesso di HCl non reagito, che ammonta al 45% in moli della quantita totale di HCl inizialmente presente. Qual e la percentuale in massa di azoto nel campione organico di partenza? La massa molare dell azoto e g/mol. 7. La diclorofluoresceina e il classico indicatore ad adsorbimento usato nel metodo di Fajans per la titolazione di ioni cloruro con soluzione standardizzata di AgNO 3. Spiegate brevemente ma in modo completo il suo principio di funzionamento. 8. Per la ionizzazione di un acido debole AH con costante di ionizzazione acida K A, dimostrate che il grado di dissociazione aumenta al diminuire della concentrazione iniziale C. Assumete che K A sia tale da consentire le usuali approssimazioni nel trattamento dell equilibrio. 9. Scrivete la semireazione elettrodica che caratterizza l elettrodo ad AgCl/Ag. Spiegate il suo funzionamento come elettrodo di riferimento ed indicatene i vantaggi da questo punto di vista rispetto ad altri sistemi elettrodici. 10. I potenziali standard per le coppie redox Cr 3+ /Cr 2+ e In 3+ /In + sono, rispettivamente, E Cr 3+ /Cr 2+ = 0.42 V e E In 3+ /In + = V. Una soluzione contiene 0.1 mol/l di ioni Cr 3+, Cr 2+, In 3+ e In + a 25 C. In che direzione evolvera la reazione redox coinvolgente le due coppie a partire dalle condizioni iniziali date? (La costante di Faraday e : C/mol; la costante universale dei gas e : R = J/ (mol K))

3 18 giugno 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) 1. Calcolate il ph di un tampone ottenuto sciogliendo 3.45 g di acido benzoico (massa molare: g/mol) e 4.43 g di benzoato di sodio (massa molare: g/mol) in acqua. La costante di ionizzazione acida dell acido benzoico e K A = Il blu di bromotimolo e un acido debole con K A = Viene usato come indicatore acido/base poiche la forma protonata e gialla mentre la forma deprotonata e blu. Assumendo che la concentrazione totale dell indicatore sia sufficientemente piccola da non influenzare il ph della soluzione, rispondete alle seguenti domande: (a) di che colore apparira una soluzione contenente l indicaotre a ph = 8.5? (b) qual e il rapporto fra la concentrazione della forma basica e la concentrazione della forma acida dell indicatore a tale ph? 3. Spiegate in cosa consiste una titolazione di ritorno. 4. I potenziali elettrodici standard delle due coppie redox O 2 /H 2 O 2 e MnO4 /Mn2+ sono rispettivamente EO 2/H 2O 2 = V e E = V. MnO 4 /Mn2+ Calcolate la costante di equilibrio a 25 C per la reazione: 2MnO 4 + 5H 2O 2 + 6H + = 2Mn O 2 + 8H 2 O 5. Lo iodio puo essere titolato con tiosolfato grazie alla reazione rappresentata dalla seguente equazione: I 2 + 2S 2 O 2 3 = 2I + S 4 O 2 6 La costante di equilibrio della reazione e K = ml di una soluzione 0.1 mol/l di iodio vengono titolati con una soluzione 0.2 mol/l di tiosolfato. Calcolate la concentrazione di iodio al punto di equivalenza. 6. Quella riportata sotto e la forma completamente protonata dell acido glutammico con i valori di pk A relativi ai tre siti acidi presenti:

4 NH + 3 (9.95) CHCH 2 CH 2 COOH (4.42) COOH (2.23) Su un asse orientato rappresentate le regioni di ph in cui ciascuna delle quattro forme dell acido glutammico e presente in concentrazione maggiore. 7. Quante moli di ammoniaca sono contenute in 234 ml di una soluzione al 30 % in massa avente densita g/ml? (massa molare NH 3 : g/mol) 8. Considerate le due reazioni riportate sotto in cui uno ione metallico sostituisce 4 delle 6 molecole di acqua che inizialmente sono ad esso coordinate con altrettanti leganti A. Nella reazione rappresentata da (a) reagiscono 4 specie A distinte, mentre nella reazione rappresentata da (b) reagiscono 2 leganti bidentati, ciascuno costituito da 2 specie A fra loro legate. Con quali semplici argomenti di tipo termodinamico si puo giustificare il fatto sperimentale che la reazione rappresentata da (b) ha una costante di equilibrio molto maggiore di quella rappresentata da (a) in tutti i casi? (a) M (H 2 O) n A = H 2 O A A M A 8 88 H 2 O A n+ + 4H 2 O (b) M (H 2 O) n A A = H 2 O A A M A 8 8 H 2 O A n+ + 4H 2 O 9. Scrivete il sistema di equazioni dalla cui soluzione si ricavano tutte le concentrazioni di equilibrio per una soluzione satura di CaF 2. Indicate con K PS il prodotto ionico di CaF 2, con K A la costante di ionizzazione acida di HF e con K W il prodotto ionico dell acqua. 10. Gli ioni Fe 2+ possono essere determinati mediante una titolazione con bicromato, (Cr 2 O7 2 ), secondo: Cr 2 O Fe H + = 2Cr Fe H 2 O

5 La titolazione puo essere seguita per via potenziometrica, utilizzando un filo di Pt come elettrodo indicatore e un elettrodo ad AgCl/Ag come elettrodo di riferimento. Schematizzate la cella che si deve allestire a questo scopo e scrivete l espressione per la differenza di potenziale misurabile con un voltmetro in qualsiasi punto della titolazione.

6 25 giugno 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) 1. Il permanganato di potassio, KMnO 4, e un reagente molto usato in chimica analitica perche lo ione permanganato in ambiente acido e un forte ossidante. Tuttavia, il permanganato di potassio non e uno standard primario: le sue soluzioni vengono standardizzate con ossalato di sodio, Na 2 C 2 O 4, in base alla seguente reazione: 2MnO 4 + 5C 2O H + = 2Mn CO 2 + 8H 2 O 25 ml di una soluzione di permanganato richiedono g di ossalato di sodio per la standardizzazione. Calcolate la molarita della soluzione di permanganato. (massa molare di Na 2 C 2 O 4 : g/mol) 2. Spiegate brevemente come si puo utilizzare l EDTA per la determinazione di un anione. 3. C e piu acido cloridrico in 0.87 L di una soluzione 0.13 mol/l (soluzione S 1 ) oppure in 1.5 ml di una soluzione al 4.2 % in massa avente densita g/ml (soluzione S 2 )? (massa molare di HCl: g/mol) 4. Usando il metodo generale visto durante il corso, scrivete il sistema di equazioni per la determinazione di tutte le concentrazioni di equilibrio di una soluzione ottenuta sciogliendo 1.45 g di acido maleico (un acido biprotico di formula (CH) 2 (COOH) 2, massa molare: g/mol) e 1.80 g di maleato sodico ((CH) 2 (COONa) 2, massa molare: g/mol) in acqua e portando il volume a 0.85 L. Le due costanti di ionizzazione acida dell acido maleico sono K A1 = e K A2 = NOTA: non dovete risolvere il sistema; i dati numerici servono solo per calcolare i valori numerici dei parametri che compaiono nel sistema. 5. Una soluzione contenente una quantita incognita di ioni Ni 2+ viene trattata con un eccesso di 47.8 ml di soluzione di EDTA mol/l. Per titolare l eccesso di EDTA si impiega un volume pari a 21.2 ml di una soluzione mol/l di ioni Zn 2+. Calcolate la massa incognita di Ni in mg. (Massa molare del Ni: g/mol)

7 6. Una soluzione avente il volume iniziale di 54.0 ml e contenente mol/l di ioni Ag + viene titolata a 25 C con una soluzione di NaCl mol/l. La titolazione viene seguita con un elettrodo ad Ag + /Ag il cui potenziale viene misurato rispetto ad un elettrodo di riferimento ad AgCl/Ag. Il potenziale elettrodico del riferimento rispetto all elettrodo standard a idrogeno e V. Trascurando qualsiasi potenziale di giunto, calcolate la differenza di potenziale che si misurera quando sono stati aggiunti 30.0 ml di soluzione titolante. La reazione fra ioni Cl e ioni Ag + si puo considerare completa. Il potenziale standard della coppia Ag + /Ag e V (rispetto all elettrodo standard a idrogeno). (Costante di Faraday: C/mol, costante universale dei gas: J/(mol K)) 7. Il potenziale di un elettrodo di riferimento a calomelano rispetto all elettrodo standard a idrogeno e V. La differenza di potenziale misurata per una cella costituita da una semicella ad Ag + /Ag accoppiata con la semicella a calomelano e V. Trascurando i potenziali di giunto, calcolate il potenziale elettrodico della semicella ad Ag + /Ag rispetto all elettrodo standard a idrogeno. 8. Per la titolazione dell acido benzoico (K A = ) con soluzione standardizzata di NaOH si hanno a disposizione i seguenti indicatori: Indicatore intervallo di viraggio Rosso congo Porpora bromocresolo Blu timolo Dite quale scegliereste e giustificate la risposta. 9. Una soluzione contenente ioni cloruro e mol/l di ioni ioduro viene titolata con AgNO 3. Quando inizia a precipitare AgCl, la concentrazione di ioni cloruro nella soluzione e mol/l. Calcolate la percentuale di ioni ioduro ancora presente in soluzione (rispetto alla loro concentrazione iniziale) quando inizia la precipitazione degli ioni cloruro. I valori del prodotto di solubilita per AgCl e AgI sono, rispettivamente: K PS,AgCl = , K PS,AgI = Una soluzione contenente un acido debole con costante di ionizzazione acida K A = viene titolata con una soluzione standard di N aoh. Calcolate il ph della soluzione dopo che e stato aggiunto un volume di soluzione titolante pari ai 3/5 del volume di equivalenza.

8 11 luglio 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti 1. Considerate il seguente sistema elettrodico: Pt Ox Red costituito da una sbarretta di Pt immersa in una soluzione contenente la coppia redox generica Ox/Red. Indichiamo con t = 0 l istante in cui la sbarretta di Pt viene immersa nella soluzione e con vox t=0 e vred t=0, rispettivamente, la velocita iniziale della reazione di ossidazione: Red = Ox + ne e la velocita iniziale della reazione di riduzione: Ox + ne = Red Supponendo che sia: vox t=0 < vred t=0 (a) descrivete come variano le concentrazioni di Ox e Red e la carica elettrica sul metallo e in soluzione da t = 0 al momento in cui il sistema raggiungera l equilibrio (b) quale sara il segno algebrico del potenziale elettrodico?

9 2. Una soluzione tampone ottenuta sciogliendo in acqua g di N abro (massa molare: g/mol) e 9.48 g di HBrO (massa molare: g/mol) ha un ph di Trovate il valore della costante di ionizzazione basica dello ione ipobromito. (Costante di autoprotolisi dell acqua: K W = ) 3. Dimostrate che, se si puo assumere che la densita di una soluzione sia pari a 1.0 g/ml, la concentrazione espressa in parti per milione (in massa) e la concentrazione espressa in mg/l sono numericamente uguali. 4. Sfruttando le usuali approssimazioni, calcolate la variazione di ph che si ha durante la titolazione di 50 ml di una soluzione di un acido forte (concentrazione iniziale pari a 0.1 mol/l) con una soluzione di una base forte (concentrazione pari a 0.1 mol/l) quando si passa da un aggiunta di soluzione titolante pari a 0.99V E (V E e il volume di equivalenza) ad un aggiunta pari a 1.01V E. (Costante di autoprotolisi dell acqua: K W = ) 5. Descrivete la titolazione di Volhard. 6. A ph = 10, la costante di formazione condizionale del complesso CaY 2 (Y 4 rappresenta la forma tetraanionica dell EDTA) vale K F = Sfruttando le approssimazioni che vi sembreranno piu opportune, calcolate la concentrazione di equilibrio del complesso in una soluzione contenente 0.23 mol/l di ioni Ca 2+, 0.11 mol/l del sale disodico dell EDTA (Na 2 H 2 Y ) e 0.17 mol/l del sale tetrasodico dell EDTA (Na 4 Y ). 7. La seguente tabella: volume (ml) ddp (mv ) mostra alcuni dati relativi ad una titolazione di ioni Ag + con ioni Cl seguita per via potenziometrica. La prima colonna riporta il volume di soluzione titolante aggiunto, la seconda colonna riporta le corrispondenti differenze di potenziale misurate. Utilizzando la tabella fornita, costruite la corrispondente tabella della derivata prima della curva di titolazione. 8. Un sistema elettrodico in condizioni di equilibrio a 25 C e costituito da una sbarretta di Pt immersa in una soluzione contenente 0.34 mol/l di ioni Fe 3+ e 0.47 mol/l di ioni Fe 2+. La differenza di potenziale misurata con un voltmetro fra questo sistema elettrodico ed un elettrodo di riferimento a calomelano saturo, il cui potenziale elettrodico rispetto all elettrodo standard a idrogeno e V, e ddp = V. Trascurando qualsiasi potenziale di giunto, calcolate il potenziale standard a 25 C della coppia Fe 3+ /Fe 2+.

10 (Costante universale dei gas: R = J/(mol K) costante di Faraday: F = C/mol) 9. La timolftaleina e un indicatore acido base il cui intervallo di viraggio in unita di ph e Supponete di usare questo indicatore per determinare il punto finale in una titolazione di acido perclorico con idrossido di sodio: l errore dovuto all indicatore, per quanto piccolo, sara per eccesso o per difetto? 10. L acido ossalico, HOOC COOH, e un acido organico diprotico con costanti di ionizzazione acida pari a K A1 = e K A2 = Sfruttando le approssimazioni che riterrete piu opportune, calcolate il ph di una soluzione contenente una concentrazione iniziale pari a 0.16 mol/l di ossalato disodico, (COONa) 2. (Costante di autoprotolisi dell acqua: K W = )

11 23 luglio 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti 1. Una soluzione di glicole etilenico di concentrazione C = mol/l ha una densita ρ = kg/l. Calcolate la molalita della soluzione. (Massa molare del glicole etilenico: g/mol) 2. Di seguito sono riportati i valori delle costanti di equilibrio di tre processi (per tutte le specie ioniche e sottinteso l indice (aq), per le altre specie lo stato di aggregazione e indicato in modo esplicito): Ag + + Cl = AgCl (aq) K 1 = AgCl (aq) + Cl = AgCl 2 K 2 = AgCl (s) = Ag + + Cl K 3 = Trovate il valore numerico della costante di equilibrio per il processo: AgCl 2 = AgCl (s) + Cl 3. L acido ascorbico (la vitamina C, C 6 H 8 O 6, massa molare: g/mol) puo essere titolato con una soluzione standard di ione triioduro, I 3, secondo: C 6 H 8 O 6 + I 3 = C 6 H 6 O 6 + 3I + 2H + Una compressa di vitamina C contenente acido ascorbico e un additivo inerte viene finemente macinata. Una aliquota di g della polvere viene portata in soluzione e titolata con ml di una soluzione mol/l di ione triioduro. Calcolate la percentuale in massa di acido ascorbico nella compressa. 4. Una soluzione di 30 ml contenente ioni ioduro viene trattata con 50 ml di una soluzione di AgNO mol/l. Lo ioduro d argento prodotto viene separato per filtrazione e la fase liquida residua viene titolata con KSCN (concentrazione mol/l) in presenza di ioni Fe 3+ come indicatore. Quando sono stati aggiunti ml di soluzione titolante si osserva un viraggio al rosso. Quanti mg di ioni ioduro erano presenti nella soluzione iniziale? (Massa molare I: g/mol)

12 5. L acido acrilico e un acido debole monoprotico organico. Considerando tutti gli equilibri che vi sembreranno pertinenti, scrivete il bilancio di massa e di carica per una soluzione satura di un sale poco solubile dell acido acrilico con un dicatione metallico. 6. Una soluzione 0.1 mol/l di una base debole ha un ph di Trascurando l autoprotolisi dell acqua e la frazione di base debole reagita, ricavate la costante di ionizzazione basica della base. (Costante di autoprotolisi dell acqua: K W = ) 7. Un indicatore HIn ha una pk A pari a Calcolate il rapporto fra la concentrazione della forma acida e quella della forma basica dell indicatore al punto di equivalenza di una titolazione acido forte/base forte. 8. I potenziali standard di riduzione per le coppie redox H 3 AsO 3 /As (s) e SbO + /Sb (s) sono, rispettivamente, E H 3AsO 3/As (s) = V e E SbO + /Sb (s) = V a 25 C. Calcolate la costante di equilibrio della reazione rappresentata da: H 3 AsO 3 + 3H + + Sb (s) = As (s) + 2H 2 O + SbO + (Costante di Faraday: F = C/mol; costante universale dei gas: R = J/(mol K)) 9. Ricavate la relazione su cui si basa il diagramma di Gran per la titolazione di un acido debole HA con una base forte e illustratene l uso per la determinazione del punto finale. 10. La calmagite e un acido triprotico usato come indicatore metallocromico. Le caratteristiche di interesse per il suo uso come indicatore sono le seguenti: pk 1 < 0 pk pk Inoltre, indicando con H 3 In la specie neutra, si ha: H 3 In H 2 In HIn 2 In 3 incolore rosso blu arancio Il complesso della calmagite con gli ioni metallici e di colore rosso vino. Viene eseguita una titolazione di ioni calcio con EDTA a ph = 11 utilizzando come indicatore la calmagite. (a) Qual e la forma della calmagite presente in maggior concentrazione a ph = 11? (b) Che colore si osserva prima del punto finale? (c) Che colore si osserva dopo il punto finale?

13 30 luglio 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Senza ricorrere ad esempi numerici, dimostrate che, per la titolazione basata sulla reazione rappresentata da: A + T = prodotti dove A e un generico analita e T un generico titolante che reagiscono in modo completo e con stechiometria 1 : 1, la concentrazione di analita in qualsiasi punto della titolazione prima del punto di equivalenza si puo scrivere nella forma seguente: [A] V = CA V + V (1 VVE ) dove C A e la concentrazione iniziale di analita, V e il volume iniziale della soluzione da titolare, V e il volume di soluzione titolante aggiunto e V E e il volume di equivalenza. 2. Qual e la percentuale in massa di una soluzione di glucosio (massa molare: g/mol) avente molalita m = 1.72 mol/kg? 3. Calcolate il ph di una soluzione ottenuta mescolando 50 ml di una soluzione mol/l del sale disodico dell 1,2-ditioloetano, NaS CH 2 CH 2 SNa, con 35 ml di una soluzione mol/l di HCl. I due valori di pk A dell 1,2-ditioloetano sono: HS CH 2 CH 2 SH pk A pk A Scrivete il bilancio di massa (relativo all EDTA) e il bilancio di carica per una soluzione contenente una concentrazione formale di mol/l del sale disodico dell EDT A e di mol/l del suo sale tetrasodico. I bilanci vanno scritti tenendo conto di tutti i possibili equilibri acido base cui puo dare origine l EDTA in soluzione acquosa. La concentrazione di ioni sodio va espressa in funzione delle concentrazioni formali date.

14 5. Per la reazione di complessazione fra un generico ione metallico M n+ e la forma tetraanionica dell EDTA, Y 4 : (a) Scrivete l espressione della costante di formazione (b) Ricavate l espressione della costante di formazione condizionale (c) Spiegate il vantaggio di usare la costante di formazione condizionale invece della costante di formazione 6. Quante moli di idrossido di sodio si devono aggiungere a 0.85 L di una soluzione 0.98 mol/l di H 3 PO 4 per ottenere un tampone a ph = 7.30? I valori di pk per l acido fosforico sono: pk pk pk La seguente tabella riporta alcuni dati che si riferiscono ad una titolazione di ftalato acido di potassio (un acido debole) con idrossido di sodio, seguita per via potenziometrica con un elettrodo a vetro: V (ml) ph Costruite la tabella con i dati necessari alla costruzione del corrispondente diagramma di Gran. 8. Un elettrodo a vetro contiene due elettrodi di riferimento perfettamente identici. La differenza di potenziale misurata con un voltmetro fra i due elettrodi di riferimento quando l elettrodo a vetro e immerso in una soluzione acquosa e di 13.5 mv. Trascurando i potenziali di giunto, trovate la differenza di potenziale E G tra le facce della membrana di vetro. 9. Calcolate il potenziale elettrodico di un elettrodo ad Ag + /Ag durante una titolazione di ioni I (concentrazione iniziale mol/l) con una soluzione standard di nitrato d argento, della stessa concentrazione, quando e stato aggiunto un volume di soluzione titolante pari al 120 % del volume di equivalenza. La temperatura a cui viene condotta la titolazione e di 20 C; il potenziale standard della coppia Ag + /Ag e E Ag + /Ag = V. Inoltre: costante universale dei gas R = J/(mol K) costante di Faraday F = C/mol 10. Per ciascuna delle due coppie di sali riportate sotto, stabilite qual e il sale piu solubile in acqua.

15 (a) sale Ba (IO 3 ) 2 Ca (IO 3 ) 2 K PS (b) sale TlIO 3 Sr (IO 3 ) 2 K PS

16 16 settembre 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Utilizzando il trattamento sistematico dell equilibrio visto durante il corso, scrivete il sistema di equazioni per trovare tutte le concentrazioni di equilibrio in una soluzione contenente un acido debole HA (concentrazione formale C, costante di ionizzazione acida K A ). NOTA: dovete solo scrivere le equazioni, non risolvere il sistema! 2. Calcolate la frazione molare del metanolo (CH 3 OH) in una soluzione preparata mescolando 0.85 ml di metanolo con 10.5 ml di acqua. CH 3 OH H 2 O massa molare (g/mol) densita (g/ml) Senza ricorrere ad esempi numerici, dimostrate che, per la titolazione basata sulla reazione rappresentata da: A + T = prodotti dove A e un generico analita e T un generico titolante che reagiscono in modo completo e con stechiometria 1 : 1, la concentrazione di titolante in qualsiasi punto della titolazione dopo il punto di equivalenza si puo scrivere nella forma seguente: [T] = C T V V E V + V dove C T e la concentrazione di T nella soluzione titolante, V e il volume iniziale della soluzione da titolare, V e il volume di soluzione titolante aggiunto e V E e il volume di equivalenza. 4. Una soluzione di ioni CN avente un volume di ml viene trattata con ml di una soluzione di ioni Ni 2+ (in eccesso rispetto agli ioni CN ). Tutti gli ioni cianuro reagiscono secondo l equazione:

17 Ni CN = Ni (CN) 2 4 L eccesso di ioni Ni 2+ viene in seguito titolato con ml di una soluzione mol/l di EDT A. In un esperimento separato, si trova che ml della soluzione di Ni 2+ vengono titolati da ml della soluzione di EDTA. Calcolate la molarita della soluzione di ioni CN. 5. Una soluzione a 298 K contiene le seguenti specie chimiche in concentrazione pari a quella mostrata nella tabella: Ce mol/l Ce mol/l Mn mol/l MnO4 0.1 mol/l A quale valore di ph le quattro specie sono in equilibrio fra loro (attraverso la reazione redox che le interconverte) ai valori di concentrazione dati? ECe 4+ /Ce = 1.70 V, E = V. 3+ MnO 4 /Mn2+ R = J/(mol K), F = C/mol 6. Nelle titolazioni con EDTA in presenza di un complessante ausiliario, la concentrazione di quest ultimo puo spesso essere considerata costante. Considerate un generico ione metallico M che reagisce in due stadi con il complessante ausiliario L (per comodita di scrittura, non indichiamo alcuna carica elettrica, ne sullo ione metallico ne sul legante ausiliario): M + L = ML β 1 = [ML] [M] [L] M + 2L = ML 2 β 2 = [ML 2] [M] [L] 2 Senza ricorrere ad esempi numerici dimostrate che, se si puo assumere che la concentrazione del legante ausiliario sia costante e pari a C L, allora la frazione α M di metallo libero e data da: α M = β 1 C L + β 2 (C L )2 7. Senza ricorrere ad esempi numerici, dimostrate che il salto di ph nella titolazione di un acido debole HA con una base forte OH e maggiore quando: (a) la costante K A di ionizzazione acida di HA e maggiore

18 (b) la concentrazione iniziale CHA di HA e maggiore (c) la concentrazione della base COH nella soluzione titolante e maggiore SUGGERIMENTO: una misura del salto di ph nella titolazione descritta e data dalla differenza fra il ph corrispondente all asintoto della curva di titolazione per V (V e il volume di soluzione titolante aggiunto) e quello iniziale. Quindi basta ricavare il ph in questi due punti e scriverne la differenza: l espressione ottenuta conterra K A, C HA e C OH e sara evidente la sua dipendenza da questi tre parametri. 8. Quale dei seguenti acidi (assieme alla sua base coniugata) sarebbe il piu adatto per preparare un tampone a ph = 3.10? acido perossido di idrogeno ac. propanoico ac. cianoacetico ac. 4-amino benzensolfonico K A Lo ione Fe 3+ precipita da una soluzione acida per aggiunta di ioni ossidrile in seguito alla formazione di Fe (OH) 3 insolubile. A quale ph la concentrazione di ioni Fe 3+ viene ridotta a mol/l? K PS = K W = Calcolate la solubilita in acqua del cloruro rameoso, CuBr, espressa in mol/l e in g/100 ml. K PS = Massa molare di CuBr: g/mol.

19 10 ottobre 2008 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Per una soluzione tamponata a cui viene aggiunto un acido debole HA con costante di ionizzazione acida K A, ricavate la frazione di acido indissociato α HA in funzione del ph e della costante di ionizzazione. 2. In un sistema elettrodico costituito da un filo di rame ricoperto da CuI e immerso in una soluzione contenente ioni ioduro a 298 K la semireazione elettrodica puo essere rappresentata indifferentemente con una o l altra delle due seguenti equazioni: Cu + + e CuI (s) + e = Cu (s) = Cu (s) + I I potenziali standard per le due semireazioni equivalenti sono: E Cu + /Cu E CuI/Cu V V Calcolate il prodotto si solubilita di CuI. R J/(mol K) F C/mol 3. Una titolazione di ioni cloruro con argento nitrato viene seguita a 298 K per via potenziometrica immergendo nella soluzione che viene titolata un filo di argento. Quanto vale il potenziale (rispetto all elettrodo standard a idrogeno) del sistema elettrodico cosi ottenuto al punto di equivalenza? EAg + /Ag K PS,AgCl V R J/(mol K) F C/mol

20 4. Per la titolazione di un campione di acido debole organico HA si impiegano 45.0 ml di una soluzione di NaOH mol/l. Dopo aver raggiunto il punto di equivalenza vengono ulteriormente addizionati alla soluzione 25.0 ml di HCl mol/l e si misura il ph che risulta pari a Calcolate il valore di pk A per l acido organico (K A e la costante di ionizzazione acida). 5. A ph = la frazione di EDTA completamente deprotonato e pari a Calcolate la concentrazione totale di EDT A non complessato al punto di equivalenza di una titolazione di 50 ml di una soluzione di ioni Ca mol/l con una soluzione di EDTA 0.08 mol/l a ph = La costante di formazione del complesso ione calcio/edta e K F = Spiegate perche nella titolazione di una miscela Br /Cl con argento nitrato si commette generalmente un errore per eccesso (fino al 3%) sugli ioni Br e un corrispondente errore per difetto sugli ioni Cl. 7. Una miscela organica solida di massa g e contenente acido benzoico (un acido debole organico monoprotico) viene trattata con 100 ml di una soluzione mol/l di N aoh. Tutto l acido benzoico reagisce e viene portato in soluzione. Successivamente, l eccesso di N aoh viene titolato con ml di una soluzione mol/l di H 2 SO 4 (acido forte biprotico). Calcolate la percentuale in massa di acido benzoico nella miscela di partenza. Massa molare dell acido benzoico: g/mol. 8. Molto spesso soluzioni diluite di N aoh vengono preparate a partire da una soluzione al 50% in massa (densita : 1.52 g/ml). Calcolate la massa e il volume di soluzione concentrata che servirebbe per preparare 500 ml di soluzione di N aoh 0.2 mol/l. Massa molare di N aoh: g/mol. 9. L acqua di mare contiene ioni Ca 2+ in concentrazione pari a 400 ppm in massa. Quanti ml di una soluzione di EDT A mol/l sarebbero necessari per titolare tutti gli ioni calcio contenuti in 20.0 ml di acqua marina? Si puo assumere che la densita dell acqua di mare sia d = 1 g/ml. Masa molare del calcio: g/mol. 10. Utilizzando il trattamento sistematico dell equilibrio visto durante il corso, scrivete il sistema di equazioni per trovare tutte le concentrazioni di equilibrio in una soluzione satura di PbBr 2 (sale poco solubile, prodotto di solubilita : K PS ) a cui e stata aggiunta una concentrazione iniziale di NaBr pari a CNaBr. Assumete che, oltre all equilibrio di solubilita di PbBr 2, si stabilisca anche il seguente equilibrio di complessazione: PbBr 2(s) + Br K = PbBr 3 NOTA: dovete solo scrivere il sistema di equazioni, non risolverlo!

21 12 febbraio 2009 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Calcolate pzn al punto di equivalenza della titolazione di una soluzione 0.02 mol/l di ZnCl 2 tamponata a ph = 8.00 con una soluzione 0.02 mol/l di EDTA. Il valore della costante di formazione condizionale del complesso ZnY 2 (Y 4 rappresenta la forma tetraanionica dell EDTA) e K = a ph = mg di una lega contenente solo magnesio e zinco vengono portati in soluzione mediante ossidazione in ambiente acido. Dopo aver portato il ph a 10 con un tampone ammoniacale, la titolazione di entrambi gli ioni metallici con EDTA richiede ml di una soluzione mol/l di EDTA. Calcolate la percentuale di magnesio e zinco nella lega. La massa molare del magnesio e g/mol; quella dello zinco e g/mol. 3. La precipitazione di uno ione sotto forma di un sale poco solubile viene generalmente considerata completa (o quantitativa) quando la concentrazione residua in soluzione viene ridotta allo 0.1% della concentrazione iniziale. Calcolate la minima concentrazione di ione ioduro da aggiungere ad una soluzione 0.02 mol/l di ioni Pb 2+ per assicurarne la precipitazione quantitativa. Il prodotto di solubilita dello ioduro di piombo e : K SP = Si ha una soluzione che contiene ioni Cu 2+ e Mn 2+ entrambi in concentrazione pari a 0.01 mol/l e si vogliono separare i due ioni per precipitazione in ambiente basico. Qual e il massimo valore di ph consentito per precipitare l idrossido meno solubile senza che inizi la precipitazione di quello piu solubile? Qual e la concentrazione residua in soluzione dello ione che da l idrossido meno solubile a tale massimo valore di ph? I prodotti di solubilita dei due idrossidi sono: K SP,Cu(OH)2 = , K SP,Mn(OH)2 =

22 5. L acqua di mare contiene una concentrazione di 885 ppm di zolfo. Assumendo di precipitare tutto lo zolfo sotto forma di solfato di bario, che massa di precipitato ci si aspetterebbe per un campione di 100 ml di acqua di mare? Assumete che la densita dell acqua di mare sia ρ = 1.0 g/ml. La massa molare dello zolfo e g/mol, quella del solfato di bario e g/mol. 6. L acido formico e un acido debole organico monoprotico con costante di ionizzazione K A = Una soluzione contiene acido formico (0.2 mol/l) e formiato di sodio (0.05 mol/l). Calcolate la variazione di ph che si ha quando a ml di questa soluzione vengono aggiunti ml di una soluzione 0.2 mol/l di NaOH. La costante di autoprotolisi dell acqua e K W = Un campione di 250 mg di un acido debole monoprotico viene titolato con una soluzione mol/l di idrossido di sodio. Il volume di equivalenza misurato e 45.0 ml. Alla soluzione titolata vengono aggiunti 25.0 ml di una soluzione mol/l di acido cloridrico e il ph risulta essere pari a Calcolate: (a) la massa molare dell acido debole (b) il valore di pk A ad esso relativo 8. Per una soluzione tamponata a cui viene aggiunta una base debole B con costante di ionizzazione basica K B, ricavate la frazione di acido coniugato α BH + in funzione del ph e della costante di ionizzazione. 9. Date le due coppie redox UO 2+ 2 /U4+ e TiO 2+ /Ti 3+ : (a) scrivete l equazione bilanciata che rappresenta la reazione fra la forma ossidata della prima coppia e la forma ridotta della seconda coppia in ambiente acido (b) calcolate la costante di equilibrio a 298 K per la stessa reazione I potenziali standard per le due coppie redox sono: E = V UO 2+ 2 /U4+ e ETiO 2+ /Ti = V 3+ La costante di Faraday e F = C/mol; la costante universale dei gas e R = J/(mol K). 10. In una soluzione contenente mol/l di ioni Fe 3+ e mol/l di ioni Fe 2+ a 298 K viene immerso un filo di platino e un elettrodo di riferimento al calomelano saturo (SCE= Saturated Calomel Electrode). Calcolate il potenziale elettrodico dell elettrodo di platino rispetto all elettrodo a calomelano. Il potenziale standard per la coppia Fe 3+ /Fe 2+ e E Fe 3+ /Fe 2+ = V. Il potenziale dell elettrodo a calomelano saturo rispetto all elettrodo standard a idrogeno e V.

23 La costante di Faraday e F = C/mol; la costante universale dei gas e R = J/(mol K).

24 18 giugno 2009 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Una soluzione di glucosio (massa molare g/mol) ha una molalita m = 2.38 mol/kg e una molarita C = 1.87 mol/l. Calcolate la densita della soluzione in g/ml. 2. Scrivete il sistema di equazioni per trovare tutte le concentrazioni di equilibrio in una soluzione contenente una concentrazione iniziale C del sale acido NaHA (A 2 e l anione dell acido diprotico debole AH 2 con prima e seconda costante di ionizzazione acida K A1 e K A2, rispettivamente). Indicate con K W la costante di autoionizzazione dell acqua. 3. Le costanti di prima, seconda e terza ionizzazione dell acido fosforico sono rispettivamente K A1 = , K A2 = e K A3 = In quale intervallo di ph il dianione HPO4 2 e la forma presente in concentrazione maggiore all equilibrio? 4. Calcolate la solubilita di AgCl in una soluzione contenente una concentrazione pari a 0.01 mol/l di AgNO 3. Il prodotto di solubilita di AgCl e K PS = L acido maleico e un acido organico diprotico con costanti di ionizzazione: K A1 = e K A2 = Quante moli di idrossido di sodio si devono aggiungere a L di una soluzione 1.23 mol/l di acido maleico per ottenere un tampone a ph = 6.50? 6. La titolazione degli ioni Br in una soluzione di NaBr con una soluzione di AgNO 3 viene seguita per via potenziometrica utilizzando un filo di argento come elettrodo indicatore. Calcolate il potenziale elettrodico dell elettrodo indicatore al punto di equivalenza. La temperatura e di 298 K, il valore della costante di Faraday e F = C/mol, il valore della costante universale dei gas e R = J/(mol K), il potenziale standard di riduzione per la coppia Ag + /Ag e E Ag + /Ag = V e il prodotto di solubilita di AgBr e K PS = La durezza di un acqua viene spesso espressa in mg/l di CaCO 3 : cioe, si titolano tutti gli ioni metallici presenti nell acqua e si assume che il risultato sia attribuibile unicamente alla presenza di CaCO 3.

25 Un campione di 50.0 ml di acqua proveninete da un pozzo viene tamponato a ph = 10 e titolato con una soluzione standard di EDTA mol/l. La titolazione richiede ml di soluzione di EDTA per il raggiungimento del punto finale. Calcolate la durezza dell acqua in mg/l di CaCO 3. Massa molare di CaCO 3 : g/mol. 8. Si puo dimostrare che, in una soluzione tamponata ad un ph sufficientemente basico, la frazione α Y 4 di EDTA completamente ionizzato rispetto alla concentrazione totale di EDTA non complessato e data da: α Y 4 = K 1 K 2 K 3 K 4 [H + ] 4 + [H + ] 3 K 1 + [H + ] 2 K 1 K 2 + [H + ] K 1 K 2 K 3 + K 1 K 2 K 3 K 4 dove la costante di equilibrio K i e la costante di ionizzazione acida relativa al processo: H (5 i) Y (i 1) i = 1 4 K i = H(4 i) Y (i) + H + (Siccome per ipotesi la soluzione e molto basica, la concentrazione delle specie H 5 Y + e H 6 Y 2+ si puo assumere nulla) Calcolate la costante di formazione condizionale per la formazione del complesso dello ione calcio con EDTA a ph = 12. I valori delle costanti di ionizzazione acida dell EDTA corrispondenti ai quattro processi indicati sopra e il valore della costante di formazione del complesso dello ione calcio con EDTA sono: K K K K K CaY Per certe applicazioni potenziometriche si usa come elettrodo di riferimento un filo di argento ricoperto di Ag 2 CrO 4 (un sale di argento poco solubile) immerso in una soluzione di Na 2 CrO mol/l. Calcolate il potenziale elettrodico di questo sistema rispetto all elettrodo standard a idrogeno a 298 K. Il prodotto di solubilita di Ag 2 CrO 4 e K PS = ; il valore della costante di Faraday e F = C/mol, il valore della costante universale dei gas e R = J/(mol K); il potenziale standard della coppia Ag 2 CrO 4 /Ag e E Ag 2CrO 4/Ag = V. 10. Un elettrodo a idrogeno e accoppiato con un elettrodo di riferimento a calomelano saturo nella cella schematizzata qui sotto:

26 voltmetro RIF Pt p H2 = 1.0 atm [H + ] La differenza di potenziale misurata dal voltmetro a 298 K come mostrato e ddp = V. Trascurando qualsiasi potenziale di giunto, calcolate il ph nella semicella a idrogeno. La pressione di idrogeno gassoso nell elettrodo a idrogeno e p H2 = 1.0 atm; il potenziale elettrodico del calomelano e E RIF = V. Costante di Faraday: F = C/mol, costante universale dei gas: R = J/(mol K).

27 30 giugno 2009 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia mg di glucosio (massa molare: g/mol) vengono sciolti in ml di acqua. Assumendo che la variazione di volume in seguito all aggiunta del solido sia trascurabile, calcolate la molarita, la molalita e la concentrazione in parti per milione in massa della soluzione ottenuta. Assumete che la densita dell acqua sia 1.0 g/ml. 2. Scrivete il sistema di equazioni che consente di trovare la concentrazione di tutte le specie chimiche all equilibrio in una soluzione contenente una concentrazione iniziale pari a CH 2A di acido maleico (HOOC CH = CH COOH) e il cui ph viene portato ad un valore noto con NaOH. Si suppongono note le due costanti di ionizzazione acida K A1 e K A2 dell acido maleico e la costante di autoprotolisi dell acqua. NOTA: e richiesto solo di scrivere il sistema di equazioni, NON di risolverlo! 3. Qual e la massa in mg di SrSO 4 che si perde se questo sale poco solubile viene fatto precipitare da ml di una soluzione contenente inizialmente ioni Sr 2+ e in cui la concentrazione degli ioni solfato dopo la precipitazione e pari a 0.01 mol/l? Il prodotto di solubilita del solfato di stronzio e : K SP = ; la massa molare del solfato di stronzio e : M SrSO4 = g/mol. 4. Il solfocianuro d argento (AgSCN) e un sale poco solubile che viene spesso usato per la precipitazione degli ioni argento. Tuttavia, in eccesso di ioni solfocianuro (SCN ) il sale tende a ridisciogliersi a causa dell equilibrio di complessazione seguente: Ag + + 2SCN = Ag (SCN) 2 che ha una costante di equilibrio K = Tenendo in considerazione il suddetto equilibrio, calcolate la solubilita del solfocianuro di argento in mg/l in una soluzione in cui la concentrazione di ioni solfocianuro sia stata tamponata al valore di 0.1 mol/l.

28 Il prodotto di solubilita del solfocianuro d argento e K SP = La massa molare del solfocianuro d argento e M AgSCN = g/mol. 5. Trovare il ph di una soluzione contenente una concentrazione iniziale di HCl pari a mol/l. Costante di autoprotolisi dell acqua: K w = La costante di ionizzazione acida di un indicatore acido-base e K A = Un operatore utilizza l indicatore per determinare il punto finale in una titolazione di ml di una soluzione di una base forte (concentrazione C = 0.1 mol/l) con una soluzione di acido forte di ugual concentrazione (la soluzione di acido viene spillata da una buretta). Determinate l errore percentuale sul volume finale assumendo che l operatore riesca a vedere il colore della forma acida dell indicatore solo quando questa e 17 volte piu concentrata di quella basica. 7. Supponete di avere un elettrodo a vetro, ma di poterlo connettere ad un semplice voltmetro, da cui potete leggere solo la differenza di potenziale (ddp) fra i due elettrodi di riferimento. Avete a disposizione due soluzioni tampone, S 1 ed S 2, con ph 1 = 3.5 e ph 2 = 8.0, rispettivamente. Immergendo l elettrodo a vetro nelle due soluzioni ottenete le due letture mostrate qui sotto: ph ddp (mv ) Ricavate una relazione che, dalla differenza di potenziale letta in mv, fornisca il corrispondente valore di ph per l elettrodo considerato (cioe, in altre parole, tarate manualmente l elettrodo). 8. Un elettrodo a idrogeno e accoppiato con un elettrodo di riferimento a calomelano saturo nella cella schematizzata qui sotto: voltmetro RIF Pt p H2 = 1.0 atm HA NaA

29 A 298 K, la differenza di potenziale misurata dal voltmetro collegato come mostrato nella figura e ddp = V. Nella semicella a idrogeno e presente l acido debole monoprotico HA in concentrazione formale C HA = 0.15 mol/l e il suo sale sodico NaA in concentrazione formale C NaA = 0.25 mol/l. Trascurando qualsiasi potenziale di giunto, calcolate la costante di ionizzazione acida di HA. La pressione di idrogeno gassoso nell elettrodo a idrogeno e p H2 = 1.0 atm; il potenziale elettrodico del calomelano e E RIF = V. costante di Faraday: F = C/mol costante universale dei gas: R = J/(mol K) ml di una soluzione 0.02 mol/l di ioni calcio vengono titolati con una soluzione 0.02 mol/l di EDTA a ph = 10. Calcolate pca al punto di equivalenza. La frazione di EDTA completamente deprotonato rispetto alla concentrazione totale di EDTA non complessato e α Y 4 = a ph = 10. La costante di formazione del complesso calcio EDTA e K CaY 2 = Con riferimento all esercizio precedente, calcolate pca in corrispondenza ai due seguenti volumi di soluzione titolante aggiunta: V 1 V 2 40 ml 60 ml

30 15 luglio 2009 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Normalmente, soluzioni diluite di NaOH vengono preparate a partire da una soluzione concentrata al 50 % in massa. Se la densita della soluzione concentrata e d = 1.52 g/ml, che volume di questa soluzione sarebbe necessario per preparare ml di una soluzione 0.2 mol/l di N aoh? Massa molare di N aoh: g/mol 2. Calcolate il ph della soluzione che si ottiene mescolando 50.0 ml di una soluzione di acetato sodico 0.13 mol/l con 42.0 ml di una soluzione 0.17 mol/l di acido cloridrico. La costante di ionizzazione acida dell acido acetico e K A = Lo ione Pb 2+ forma complessi del tipo PbBr n (2 n) con lo ione bromuro. In una soluzione satura di PbBr 2, sale poco solubile, solo il complesso PbBr + si forma in apprezzabile concentrazione. Indicando con K SP il prodotto di solubilita di PbBr 2 e con K 1 la costante di equilibrio per la reazione di formazione del complesso PbBr +, scrivete il sistema di equazioni da cui si ricavano le concentrazioni di tutte le specie chimiche presenti in una soluzione satura di PbBr Una soluzione tampone viene preparata sciogliendo in acqua g di acido tartarico (massa molare: g/mol) e 93.2 g di N aoh (massa molare: g/mol). Calcolate la variazione di ph che si ha quando a questa soluzione vengono aggiunti 7.5 g di HCl (massa molare: g/mol). L acido tartarico e un acido organico debole diprotico: pk A1 = 3.04, pk A2 = g di una miscela di CaCO 3 e SrCO 3 viene portata in soluzione in ambiente acido. In seguito all aggiunta di ossalato di sodio, Na 2 C 2 O 4, tutti gli ioni calcio e gli ioni stronzio vengono precipitati sotto forma dei corrispondenti ossalati insolubili. La miscela di ossalati precipitata viene filtrata, lavata e asciugata. La sua massa risulta essere di g. Calcolate la percentuale dei due carbonati nella miscela di partenza. Masse molari in g/mol:

31 CaCO CaC 2 O SrCO SrC 2 O Tenendo conto dei seguenti equilibri: AgCl (s) = Ag + + Cl K SP = AgCl (s) + Cl = AgCl2 K 2 = AgCl2 + Cl = AgCl3 2 K 3 = 0.49 calcolate la concentrazione totale delle specie contenenti Ag in una soluzione satura di AgCl in cui la concentrazione di ioni cloruro sia stata fissata a 0.2 mol/l. 7. La tabella seguente riporta quattro coppie coniugate acido base e la costante di ionizzazione acida della forma acida di ciascuna coppia: 1 (CH 3 ) 2 NH (CH 3 ) 2 NH NH 3 NH HONH 2 HONH O 2 N O O 2 N OH Stabilite quale delle quattro coppie possiede il maggior potere tamponante a ph = Considerate la titolazione di ml di una soluzione di EDTA 0.05 mol/l con una soluzione 0.1 mol/l dello ione metallico M n+ a ph = La costante di formazione del complesso MY n 4 e K F = e la frazione di EDTA non complessato a ph = 10.0 e α Y 4 = Calcolate: (a) Il volume di equivalenza V E (b) La concentrazione molare totale di EDTA non complessato a V = 1 2 V E (c) La concentrazione molare totale di EDTA non complessato a V = 1.1 V E 9. A 298 K la costante di equilibrio per la reazione: Fe 2+ + Ce 4+ = Fe 3+ + Ce 3+

32 vale: K = Sapendo che il potenziale standard di riduzione per la coppia Ce 4+ /Ce 3+ e E Ce 4+ /Ce 3+ = 1.70 V, calcolate il potenziale standard di riduzione per la coppia Fe 3+ /Fe 2+. costante di Faraday C/mol costante universale dei gas J/ (mol K) 10. Durante il corso si e vista la trasformazione di Gran per la titolazione di un acido debole con una base forte. Dimostrate che la trasformazione di Gran per la titolazione di una base debole B con un acido forte assume la seguente forma: V 10 ph = 1 V E 1 V K A K A dove K A e la costante di ionizzazione acida dell acido coniugato della base debole titolata, V E il volume di equivalenza e V il volume di soluzione titolante aggiunto.

33 27 luglio 2009 Prova scritta di Chimica Analitica 1 con Laboratorio Per favore: Ogni foglio consegnato deve recare nome, cognome e firma Gli esercizi vanno riportati nell ordine in cui si trovano (saltando, eventualmente, quelli non svolti) Ogni esercizio vale 3 punti Non consegnate la brutta copia 1. Scrivete il sistema di equazioni che fornisce le concentrazioni di equilibrio per un sistema chimico in cui avviene un unica reazione rappresentata dalla seguente equazione: 2A + 3B = 5C in cui nessuna delle specie partecipanti e carica. La reazione e disaccoppiata da qualsiasi altra reazione del sistema in esame. La concentrazione iniziale di A e CA, quella di B e C B e quella di C e nulla. La costante di equilibrio della reazione e K. 2. Considerate la reazione rappresentata dalla seguente equazione con le condizioni iniziali specificate: 2A +3B = 5C t = 0 C A C B C C Utilizzando i concetti visti durante il corso, scrivete i 2 sets di condizioni iniziali equivalenti a quelle date in cui: (a) la concentrazione iniziale della specie C sia dimezzata (b) la concentrazione iniziale della specie C sia pari a 7 5 C C Per ciascuno dei 2 sets di condizioni iniziali equivalenti, specificate, se ce ne sono, le relazioni che debbono sussistere fra C A e/o C B e/o C C affinche il set di condizioni equivalenti abbia significato fisico. 3. La forma protonata dell ortoammino fenolo: NH 3 + pk A1 = 4.78 OH pk A2 = 9.97