2 febbraio con 10 Pa, Pa, K, 1760 J mol e m mol. Con questi dati si ricava la temperatura finale. exp 422.

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Basilio Angelini
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febbraio 08. La temperatura di fusione dello zolfo monoclino alla pressione di un bar è 9.3 C. La variazione di volume molare durante la fusione è di.

Sulle curve del diagramma di fase di una sostanza pura, pressione e temperatura per ogni transizione tr sono legate dalla relazione di Clapeyron Nel problema tr = fus (fusione dello zolfo).

1 febbraio 08. La temperatura di fusione dello zolfo monoclino alla pressione di un bar è 9.3 C. La variazione di volume molare durante la fusione è di.3 cm 3 mol -, mentre il calore latente di fusione è di.76 kj mol -. Calcolate la temperatura di fusione dello zolfo monoclino sotto la pressione di 50 bar. Sulle curve del diagramma di fase di una sostanza pura, pressione e temperatura per ogni transizione tr sono legate dalla relazione di Clapeyron Nel problema tr = fus (fusione dello zolfo). In assenza di altre informazioni l entalpia e il volume molari di fusione si devono approssimare come indipendenti da pressione e temperatura, per cui con 0 Pa,.5 0 Pa, K, 760 J mol e.3 0 m mol. Con questi dati si ricava la temperatura finale exp 4. K Dal diagramma di stato dello zolfo, è giusto attendersi che aumentando la pressione, aumenti la temperatura di fusione.

2 . L enzima ribonucleasi esplica un attività catalitica (degradazione dell acido ribonucleico) seguendo 3 la cinetica di Michaelis-Menten E S k k + ES P + E. Sapendo che k s - 3 = 7.9 0, K k + k calcolate la velocità massima di catalisi. k M e che la concentrazione totale di ribonucleasi è E =.5 0 M, 3 3 m = [ ] 0 k Secondo lo schema Michaelis-Menten, la velocità di reazione della reazione di catalisi enzimatica è La velocità massima ottenibile, a partità di concentrazione totale di enzima, si ottiene nel limite. In tale limite: s.5 0 M. 0 M s 3. Quant è l abbassamento della temperatura di congelamento di una soluzione di un polimero in acqua, avente la pressione osmotica Π = 50 mmhg a 5 C? La costante crioscopica dell acqua è pari a.86 K mol - kg -. Il dato sulla pressione osmotica può essere utilizzato per ottenere la molarità del polimero, invertendo la relazione Π Inserendo Π6. 0 Pa (a pedice una cifra in più rispetto a quelle significative), J mol K e 98.5 K si ottiene. mol m. 0 M Approssimando la massa della soluzione a quella dell acqua, e la densità dell acqua a circa g L, la molalità,, della soluzione corrisponde numericamente alla molarità: Per cui l abbassamento crioscopico sarà. mol kg.86 K mol kg. mol kg 5 0 K

3 4. Si consideri una miscela gassosa costituita da H, CO, CO e HO alla temperatura di 60 K e con pressioni parziali p H = 0.55 bar, p CO = 0.0 bar, p CO =.5 bar, p H O = 0.0 bar. Calcolare l energia libera di reazione per la trasformazione: H (g) + CO (g) = CO(g) + HO(g), sapendo che la corrispondente costante di equilibrio è K =.59. L equilibrio da prendere in considerazione è L energia libera di reazione è CO H CO H O ln dove è il quoziente di reazione. La costante di equilibrio fornita dal testo permette di calcolare il, sapendo che all equilibrio 0 ln da cui: 4.9 kj mol. Il quoziente di reazione è dato da. Si nota che ; questo significa che la reazione deve evolvere verso i prodotti per cui di si deve aspettare una energia libera di Gibbs di reazione negativa; infatti, J mol.3 0 J mol 3.5 kj mol 5. Note l entalpia e l energia libera standard di formazione della specie Cl - (aq) a 5 C, rispettivamente f H = 67.6 kj mol e f G 3.3 kj mol standard di riduzione dell elettrodo Cl (g) / Cl (aq) a 5 C e a 50 C. La semireazione di riduzione è - =, calcolate il potenziale Cl e Cl Il bilanciamento è compatibile con il fatto che l entalpia e l energia libera di Gibbs molari fornite dal problema sono per mole di cloruro. Di conseguenza, il numero di moli di elettroni scambiati per mole di cloruro è e il potenziale standard di riduzione (per mole di cloruro) sarà

4 / 330 J mol96485 J V mol.360 V Per calcolare il potenziale standard di riduzione alla temperatura di 50 C si può usare la relazione di Gibbs-Helmhotz / Approssimando l entalpia molare di formazione circa costante con la temperatura nell intervallo 5 50 C, l integrazione porta a Se 98.5 K e 33.5 K, allora 8. kj mol L energia libera di Gibbs standard diventa più piccola in assoluto aumentando la temperatura, compatibilmente con il fatto che la reazione sia esotermica. Questo si rispecchierà in un minore potenziale di riduzione; infatti: / 33.5 K 33.5 K.390 V p p 6. Dimostrate che: CV = C p V V Si parta innanzitutto dalle definizioni Dai differenziali di U e H S T

5 Si può scrivere Sostituendo nella relazione iniziale, l eguaglianza diviene Usando le proprietà dei differenziali esatti e le relazioni di Maxwell si può riscrivere e sostituendo nella penultima equazione che è verificata dalla relazione ciclica. 7. Per una certa reazione A Prodotti del primo ordine, l energia di attivazione vale 40 kj/mol. Sapendo che a 30 C il tempo di dimezzamento è pari a 500 secondi, si calcoli dopo quanto tempo la concentrazione di reagente si riduce del 90% alla temperatura di 50 C. La costante cinetica a 30 C303.5 K è, per una reazione del primo ordine, ln 500 s. 0 s Assumendo il fattore pre-esponenziale nell equazione di Arrhenius indipendente dalla temperatura, si può scrivere che, a 33.5 K

6 exp 3. 0 s Il tempo al quale il 90% di reagente si è consumato, ossia quando il reagente rimanente è il 0% di quello iniziale è dato da da cui 6 0 s. 0.exp 8. A 300 K le tensioni di vapore di benzene e toluene puri sono rispettivamente Pa e Pa. Qual è la pressione e la composizione della fase vapore in equilibrio con la miscela costituita da.5 moli di benzene e 3.5 moli di toluene? Si assuma il comportamento ideale della miscela. Il numero totale di moli della soluzione è 6.0 mol, da cui si ricavano le frazioni molari di benzene () e toluene () che sono, rispettivamente, 0.4 e Dato che la soluzione ha comportamento ideale, si può applicare la legge di Rault per calcolare le pressioni parziali dei due componenti nel gas in equilibrio con il liquido Pa.8 0 Pa Da cui si ricava la pressione totale: 9.5 Pa. Infine le frazioni molari dei due componenti nella fase gassosa sono

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