SOLUZIONE DEL COMPITO A DI CHIMICA DEL 05-07-13 1A) 33.5 g di ioduro di sodio e 33.0 g di iodio vengono sciolti in acqua trattati con 17.9 L (a c.n.) di cloro; si formano iodato di sodio, acido iodico ed acido cloridrico. Bilanciare la reazione con il metodo ionico-elettronico e calcolare il volume di soluzione acquosa di nitrato di argento 0.5 M necessario per far precipitare sotto forma di cloruro di argento, tutto lo ione cloruro presente in soluzione.[si consideri il cloruro d argento completamente insolubile]. NaI + I 2 + Cl 2 NaIO 3 + HIO 3 + HCl I - + 9H 2 O IO - 3 + 6e - + 6H 3 O + I 2 + 18H 2 O 2IO - 3 + 10e - + 12H 3 O + I - + I 2 + 27H 2 O 3IO - 3 + 16e - + 18H 3 O + Cl 2 + 2e - 2Cl - 8 I - + I 2 + 27H 2 O + 8Cl 2 3IO - 3 + 18H 3 O + + 16 Cl - NaI+ I 2 + 8Cl 2 + 9H 2 O NaIO 3 + 2HIO 3 + 16 HCl Vedo qual è il reagente limitante. n NaI = 33.5 g/149.89 g mol -1 = 0.22 mol n I2 = 33.0 g/253.8 g mol -1 = 0.13 mol n Cl2 = PV/RT = (1atm 17.9 L)/(0.0821 K atm K -1 mol -1 273.15) = 0.80mol n I2 /n Cl2 = 0.13 mol/0.80 mol = 0.16 > 1/8 (rapporto stechiometrico) Il cloro è il reagente limitante. n Cl- = 2 n Cl2 = 2 0.8 mol = 1.6 mol Ag + + Cl - AgCl n Ag+ = n Cl- = 1.6 mol V AgNO3 = n Ag+ /c = 1.6 mol/0.5 mol L -1 = 3.2 L V = 3.2 L
2A) La pressione osmotica di una soluzione acquosa satura di cloruro di piombo (II),misurata a 25 C, è di 1.17 atm. Si determini: (a) il prodotto di solubilità e(b)la solubilità del sale. Una soluzione ottenuta sciogliendo 4.30 g di uno zucchero con acqua fino ad ottenere un volume di 500 ml, risulta essere isotonica, a 25 C, con la soluzione satura di cloruro di piombo (II). Determinare (c)il peso molecolare dello zucchero. 3A)In un recipiente, alla pressione costante di 1.0 atm, vengono introdotte 2.00 moli di carbonio e 3.00 moli di idrogeno. Il recipiente viene portato alla temperatura di 1000 C alla quale avviene la reazione che porta alla formazione di metano. Ad equilibrio raggiunto la costante K pvale 0.263. Calcolare (a) il numero di moli delle specie chimiche presenti all equilibrio; (b) il rendimento in metano della reazione riferito all idrogeno; (c)il volume, in litri, occupato dalla miscela gassosa all equilibrio.
4A) Alla temperatura di 500 K, in un reattore di volume pari a 3.0 L vengono immesse 0.045 mol della sostanza A. Avviene la reazione: A 3B + C che segue una cinetica del primo ordine. Dopo 3.0 min si misura una concentrazione di B pari a 0.018 M. Calcolare (a)la costante cinetica della reazione a questa temperatura. Determinare (b)la costante cinetica a 100 C, sapendo che l energia di attivazione della reazione è 12.35 kj/mol. [A] 0 = 0.045 mol/3.0 L = 0.015 M A 3B + C t=0 0.015 - - t=3.0 min 0.015 x 3x x 3x = 0.018 M x = 0.018/3 = 6 10-3 M [A] 3.0 min = 0.015-6 10-3 = 9 10-3 M Cinetica del primo ordine: v = k [A] -d[a]/dt = k [A] ln (9 10-3 /0.015) = -3k k= 0.17 min -1 = 2.83 10-3 s -1 b) k 1 = A e -Ea/RT1 T 1 = 500 K k 2 = A e -Ea/RT2 T 2 = 373.15 K k 1 /k 2 = e -(Ea/R)(1/T1-1/T2) = e -(12.35kJ mol-1/8.314 10-3 kj K-1 mol-1)(1/500 1/373.15) = e 1.01 k 2 = 6.19 10-2 min -1 = 1.03 10-3 s -1 (a) k= 0.17 min -1 = 2.83 10-3 s -1 (b) k 2 = 6.19 10-2 min -1 =
5A) Calcolare la massa di idrossido di cromo (III) [K ps = 5.02 10-31 ]che si scioglie in 2.00 L di una soluzione acquosa contenente 110 g di bromito di sodio e 135 g di acido bromoso [K a = 1.44 10-6 ]. n NaBrO2 = 110 g/134.89 g mol -1 = 0.815 mol n HBrO2 = 135 g/112.91 g mol -1 = 1.196 mol c NaBrO2 = 0.815 mol/2.0 L = 0.408 M c HBrO2 = 1.196 mol/2.0 L = 0.598 M NaBrO 2 Na + + BrO 2 - HBrO 2 + H 2 O BrO 2 - + H 3 O + Inizio 0.598 mol L -1 0.408 mol L -1 Δ -x +x +x Equilibrio 0.598 mol L -1 -x 0.408 mol L -1 +x x Ho una soluzione tampone K a = [H 3 O + ][BrO - 2 ]/[HBrO 2 ] = x (0.408+x)/(0.598 -x) = 1.44 10-6 Posso trascurare la x rispetto a 0.408 M e 0.598 M per cui ottengo x = [H 3 O + ] = 1.44 10-6 0.598/0.408 = 2.11 10-6 M [OH - ] = 4.73 10-9 M Cr(OH)3 Cr 3+ +3OH - s 4.73 10-9 K ps = [Cr 3+ ][OH - ] 3 [Cr 3+ ] =K ps /[OH - ] 3 =5.02 10-31 /(4.73 10-9 ) 3 = 4.73 10-6 M n Cr3+ = 4.73 10-6 M 2L = 9.46 10-6 mol n Cr(OH)3 in soluzione = n Cr3+ massa Cr(OH)3 in soluzione = 9.46 10-6 mol 103.03 g mol -1 = 9.75 10-4 g g =9.75 10-4
6A)Un litro di soluzione acquosa di solfato rameico 1.00 M viene sottoposto ad elettrolisi, in condizioni standard, in una cella con elettrodi inerti fino a quando il ph della soluzione, inizialmente neutro, diventa uguale ad 1.10. (a)descriverele reazioni che avvengono agli elettrodi, (b) determinare il tipo e la quantità di sostanze depositate e/o il volume di gas sviluppato agli elettrodi,misurato alla temperatura di 16 C ed alla pressione di 762 torr.