Università di Catania Facoltà di Ingegneria CdL Ingegneria Recupero Edilizio Ambientale ESERCIZI DI CHIMICA Prof. Antonino Mamo 1) Scrivere le formule di struttura dei seguenti sali: a) permanganato di potassio b) ipofosfito piomboso c) perclorato di calcio 2) Scrivere le formule di struttura dei seguenti composti chimici: a) Acido ipofosforoso; b) Acido ortofosforoso; c) Acido ortofosforico; d) Bicarbonato di Calcio. STECHIOMETRIA 1) Calcolare la frazione molare del cloruro di sodio, sapendo che ne sono stati sciolti 10g. in 50g. di acqua. 2) La soda caustica viene commercialmente preparata dalla reazione fra carbonato di sodio e calce spenta. Quanti grammi di idrossido di sodio si possono ottenere trattando 1000g. di carbonato sodico con la calce? 3) Quanti grammi di solfato di alluminio vi sono in 20 ml di una soluzione 3N? 4) Calcolare il volume di una soluzione 0.05 N di acido nitrico necessario per neutralizzare 1.27 g di una miscela contenente il 40% in peso di idrossido di calcio. 5) Si ha una soluzione 2N di solfato di sodio. Calcolare quanti grammi di sale sono presenti in 200ml di tale soluzione. 6) Per titolare 25 ml di NaOH occorrono 45 ml di HCl 0.12 N. Calcolare la normalità della soda. 7) Calcolare la concentrazione degli ioni [H + ], quando ad un litro di una soluzione di acido cloridrico 0.05N vengono aggiunti 1,50 ml di una soluzione di idrossido di potassio 10N (trascurare la variazione di volume). 8) Quanti grammi di solfato di alluminio vi sono in 20 ml di una soluzione 3N? REAZ. REDOX
1) Calcolare, con il metodo delle semireazioni, i coefficienti stechiometrici della seguente reazione redox: KMnO 4 + HCl MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O + KCl 2) Data la reazione, da completare e bilanciare: Zn + NO - 2-3 ZnO 2 + NH 3 (in soluzione basica) calcolare quanti grammi di ammoniaca si ottengono mettendo a reagire 12g di zinco e 8g di nitrato di potassio, in una soluzione contenente KOH in eccesso. 3) Bilanciare la seguente reazione: Hg ++ + Fe ++ Hg + Fe +++ 4) Si bilanci la reazione di ossidoriduzione tra il bicromato di potassio, l acido solforico e l acido iodidrico, i cui prodotti sono solfato cromoso, solfato di potassio, iodio ed acqua. 5) Scrivere e bilanciare la reazione dovuta all attacco dell acido nitrico al solfuro piomboso con formazione di solfato di piombo e biossido di azoto. 6) Bilanciare la seguente reazione: (Cr 2 O 7 ) 2- + H + + H 2 S Cr 3+ + H 2 O + S 7) Completare e bilanciare la seguente reazione: MnO 4 - + Fe 2+ Mn 2+ + Fe 3+ 8) Completare e bilanciare la seguente reazione che avviene in soluzione acquosa basica: Bi 2 O 3 + ClO - BiO 3 - + Cl - e calcolare quindi la quantità (espressa in grammi) di ione BiO 3 - che si può formare al massimo a partire da 40g di Bi 2 O 3 e 10g di ClO -. 9) Completare e bilanciare la seguente reazione che avviene in soluzione acquosa acida: SO 3 2- + Cr 2 O 7 2- SO 4 2- + Cr 3+ e calcolare quindi la quantità(espressa in grammi) di ione Cr 3+ che si può formare al massimo a partire da 10g di SO 3 2- e 20g di Cr 2 O 7 2-. 10) Completare e bilanciare la seguente reazione che avviene in soluzione acquosa basica: P 4 + OH - H 2 PO 2 - + PH 3 e calcolare poi il volume di PH 3, misurato ad 1atm e a 30 0 C, che si libera facendo reagire 9,290g di NaOH. GAS 1) Che volume, espresso in litri, occupano 5,25g. di azoto(considerandolo gas ideale) a 80 0 C e a 750mmHg. 2) Calcolare il volume di anidride solforica che si ottiene bruciando 48g di zolfo a 250 0 C e 740 torr.
7) Calcolare i litri di anidride carbonica in c.n. necessari per trasformare 1 Kg di ossido di litio in carbonato di litio. 3) Calcolare i litri di anidride carbonica in condizioni normali che si ottengono facendo reagire 1 Kg di bicarbonato rameico con un eccesso di acido cloridrico. 4) Quale volume di acido solfidrico, misurato in c.n., occorre far reagire con 35g di AsCl 5 secondo la seguente reazione da bilanciare: AsCl 5 + H 2 S As 2 S 5 + HCl PROPRIETA COLLIGATIVE 1) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione 0.3M di zucchero (C 6 H 12 O 6 ) alla T=20 o C. 2) Determinare le pressioni parziali di ciascun gas nella soluzione costituita da 200 g. di Elio, 280 g. di Azoto ed 80 g. di Ossigeno, se la sua pressione totale è pari a 20 atm. 3) Calcolare l abbassamento della temperatura di congelamento per una soluzione che contiene 30g di solfato di sodio(elettrolita forte) in 710ml di acqua.(k cr =1.86) 4) Si abbiano due soluzioni così costituite: a) 5.85g di cloruro di sodio in 1000ml di soluzione b) 14.2g di solfato di sodio in 1000ml di soluzione. Calcolare la differenza di pressione osmotica esistente fra le due soluzioni alla temperatura di 45 0 C. 5) Calcolare la temperatura di congelamento di una soluzione che contiene 8.1g di cloruro di calcio(elettrolita forte) in 750g di acqua.( K cr =1.86) 6) Noto il valore K cr (acqua) = 1.86 K mol -1 Kg, si calcolino i grammi di resorcinolo (non elettrolita; P.M.=110) che bisogna disciogliere in 120g di acqua affinchè la soluzione così ottenuta congeli alla T = 0.35 0 C. 7) Calcolare il peso molecolare di un composto polimerico la cui soluzione acquosa, contenente 6 g di composto per litro, ha una pressione osmotica di 0.028 atm a 15 0 C. 8) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione 0.00125 M di Arseniato di Magnesio CALCOLO ph Idrolisi-Soluzioni Tampone 1) Calcolare il ph di un litro di soluzione acquosa 10-4 M di acido acetico. K a = 1.8 x 10-5 2) Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo, per litro di soluzione, 0.4 moli di idrossido di ammonio e 0.5 moli di cloruro di ammonio. (K b ammoniaca = 1.8 x 10-5 ).
3) Quanto acido acetico (K a =1,8.10-5 ) bisogna aggiungere ad un litro di acqua per ottenere una soluzione a ph=5.75? 4) Sapendo che il ph di una soluzione di cloruro di ammonio è di 6.63, calcolare la concentrazione della soluzione. (K b = 1.8 x 10-5 ) 5) Calcolare il ph delle seguenti soluzioni: a) 100 ml di idrossido di sodio 1/5 M; b) 100 ml di idrossido di sodio 0.2 M + 100 ml di acqua; c) 100 ml di idrossido di sodio 0.2 M +100 ml di acido cloridrico 1/10 M. 6) In 650 ml di una soluzione acquosa di idrossido di sodio 0.15 M, vengono fatti gorgogliare 3 litri di acido nitroso gassoso in c.n.. Supponendo che non si abbia variazione di volume, calcolare il ph della soluzione. La costante di dissociazione dell acido nitroso vale 4.5 x 10-4. 7) Una soluzione acquosa 0.05 M di una base debole ha un ph = 11,58. Calcolare la costante di dissociazione della base. 8) Una soluzione viene preparata miscelando 7.42 x 10-2 litri di acido nitrico 0.4 M con 8.21 x 10-2 litri di idrossido di sodio 0.42 M. Calcolare il ph della soluzione. 9) Calcolare il ph della soluzione ottenuta aggiungendo 25 ml di idrossido di potassio 0.8 M a 75 ml di acido acetico 0.3 M. (K a = 1.8 x 10-5 ). 10) Una soluzione viene preparata da 28.3 ml di HCl 2.3 x 10-1 M e 17.4 ml di HCl 8.4 x 10-2 M. Calcolare il ph della soluzione. 11) Calcolare i grammi di acido cloridrico presenti in 250 ml di soluzione a ph = 2.15. 12) Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo, per litro di soluzione, 0.6 moli di ammoniaca e 0.8 moli di cloruro di ammonio. (K b ammoniaca = 1.8 x 10-5 ). PRODOTTO SOLUBILITA 1) La solubilità dell Ortofosfato Piomboso è 1.37. 10-4 g/l. Calcolare il prodotto di solubilità del sale. 2) Calcolare la solubilità del solfuro piomboso, sapendo che il K ps =1.1x 10-10. 3) In quanti litri di acqua come minimo bisogna mettere 1g di cloruro di argento affinchè si sciolga completamente? (K ps = 1.6 x 10-10 mol 2 /l 2 )
4) Un litro di soluzione contiene 0.2 moli di ioni solfato e 0.06 moli di ioni cromato. Si desidera separare tali ioni attraverso precipitazione selettiva aggiungendo una soluzione di nitrato piomboso. Quale ione precipiterà prima: SO 4 -- oppure CrO 4 --? K ps (solfato piomboso)= 1.3 x 10-8 mol 2 /l 2 K ps (cromato piomboso)= 2 x 10-16 mol 2 /l 2 5) I prodotti di solubilità del Pb 3 (PO 4 ) 2 e PbCrO 4 sono rispettivamente 1.5. 10-32 e 1.8. 10-14. Calcolare quale dei due sali fornisce la maggiore concentrazione in ioni Pb ++. PILE 1) Calcolare la f.e.m. della seguente pila: Sn/Sn 2+ (0.1M)// Zn 2+ (0.2M)/Zn specificando il processo ossidoriduttivo spontaneo e determinare la variazione di energia libera ad esso associata, nelle condizioni di funzionamento. 2) Bilanciare la seguente reazione: Hg ++ + Fe ++ Hg + Fe +++ e calcolare la sua costante di equilibrio sapendo che i potenziali standard di riduzione sono: Hg ++ / Hg = + 0.79 V Fe +++ / Fe ++ = + 0.77 V 3) Calcolare la concentrazione dello ione Cu + in soluzione per il semielemento Cu/Cu + considerando che il suo potenziale a 18 C è 0.420 V e quello standard 0.521 V. 4) Una pila chimica, costituita da un semielemento di Zn immerso in una soluzione acquosa 1M di solfato di zinco e da un semielemento di idrogeno [P(H 2, gas)=1 atm.], ha una f.e.m. di 0,63V. Calcolare il ph della soluzione del semielemento di idrogeno. 5) Calcolare la f.e.m. e la G di una pila costituita da: (i)un semielemento di rame immerso in una soluzione dei suoi ioni a concentrazione 0.001M; (ii) un semielemento di zinco immerso in una soluzione dei suoi ioni a concentrazione 0.1M. 6) Una pila è formata da un semielemento in cui un elettrodo di platino è immerso in una soluzione contenente ioni Fe 3+ (0.1M) e Fe 2+ (0.1M) ed un semielemento costituito da tallio metallico immerso in una soluzione 0.1M di ioni Tl +. Calcolare: a) quale elettrodo è il catodo e quale l anodo b) la reazione spontanea che avviene nella cella c) lo schema della pila d) la forza elettromotrice. 7) Considerare la seguente cella galvanica: Ag/AgNO 3 (0.1 M) // Cu(NO 3 ) 2 (0.2 M)/Cu. Scrivere la reazione chimica che vi avviene, indicare qual è la f.e.m. della cella e calcolare la variazione di energia libera. 8) Determinare la pressione dell ossigeno gas richiesta per avere una f.e.m. di 0.574V nella seguente pila: Sn / Sn ++ (0.1M) // OH - (0.1M) / O 2(g), Pt. Scrivere altresì la reazione spontanea di ossido riduzione che avviene in essa.
9) Calcolare la f.e.m. e la G della pila costituita da: a) un elettrodo di platino immerso in una soluzione a ph = 10 di (MnO 4 ) - (0.1 M) e MnO 2 (0.05 M) b) un elettrodo di zinco immerso in una soluzione dei suoi ioni Zn 2+ (0.02 M). 10) Calcolare la f.e.m. per l ossidazione di H 2 S ad S da parte di MnO 4 - (che si riduce ad Mn ++ ) a ph = 6 in una soluzione in cui la concentrazione di tutte le specie, tranne H 3 O +, sia 1 M. Dire se la reazione è spontanea. N.B. Il E (S/S 2- ) = 0.14 V 11) Una pila è costituita da un elettrodo Zn ++ /Zn e da un altro elettrodo di Ag + /Ag. Calcolare la costante di equilibrio della reazione spontanea di red-ox che si origina. Schematizzare la pila e scrivere le reazioni coinvolte. 12) La pila standard tipo Daniell ha una f.e.m. di 1,10 V e può essere così schematizzata: Zn / Zn ++ 1.0 M // Cu ++ 1.0 M / Cu Calcolare il rapporto tra le concentrazioni degli ioni Cu ++ e Zn ++ quando la pila, dopo aver funzionato per un certo periodo di tempo, ha una f.e.m. 0.90 V. 13) Determinare il valore di G, sfruttando i potenziali standard, per la reazione: Cl 2 + Fe 2+ 2Cl - + 2Fe 3+ ELETTROLISI 3. Un oggetto di Cu di superfice 200 cm 2 deve essere ricoperto di uno strato di Ag di spessore di 0.20 mm. Facendo funzionare l oggetto come catodo di una cella elettrolitica contenente una soluzione acquosa di AgNO 3, calcolare il tempo necessario al deposito di Ag richiesto se viene fatta passare una corrente di intensità 3.00 A (d Ag = 10.54 cm -3 ). 3) Dopo il passaggio di una certa quantità di elettricità attraverso due celle in serie, l una contenente una soluzione acquosa di AgNO 3 e l altra una soluzione acquosa di H 2 SO 4, sul catodo della prima cella si sono depositati 0.20 g di Ag. Si calcoli il volume di Idrogeno sviluppato al catodo della seconda cella, misurato a 20 C e 750 torr. 3) Una certa quantità di corrente fluisce attraverso due celle: una contiene una soluzione di nitrato di argento e l altra una soluzione di cloruro stannoso. Calcolare le quantità di stagno depositata sapendo che si depositano 2 grammi di argento.