ACIDI E BASI 1) 20.0 ml di una base debole BOH 0.5 M (Kb=3.0 x 10 5 ) sono stati titolati con HCl 1.2 M. Calcolare: a) il ph iniziale b) dopo l aggiunta di 4.0 ml della soluzione di HCl. c) all equivalenza stechiometrica. a) ph = 11.59; b) ph = 9.52; c) ph = 4.96 2) Per titolare 25.0 ml di una soluzione di acido acetico, CH 3 COOH, sono occorsi 23.74 ml di idrossido di sodio, NaOH 0.100 M. Sapendo che la K a di CH 3 COOH vale 1.8 x 10 5, calcolare: a) la molarità della soluzione di CH 3 COOH; b) il ph al punto di equivalenza c) dire inoltre che caratteristiche deve avere un indicatore adatto per la titolazione della soluzione di partenza. a) [CH 3 COOH] = 0.095 moli/litro; b) ph = 8.72; c) Indicatore con pk ind = 8.72 ± 1 3) Una soluzione tampone di volume 100 ml è costituita da Na 2 HPO 4 0.150 M e da KH 2 PO 4 0.100 M. Sapendo che K a (H 2 PO 4 /HPO 4 2 ) = 6.23 x 10 8 e K a (HPO 4 2 /PO 4 3 ) =4.8 x 10 13 calcolare: a) ph iniziale b) variazione di ph conseguente all aggiunta di 80 ml di NaOH 0.0100 M alla soluzione iniziale. a) ph= 7.44; b) ΔpH = 0.06 4) Per titolare 25.0 ml di una soluzione di acido formico HCOOH, sono occorsi 23.0 ml di idrossido di sodio, NaOH 0.100 M. Sapendo che la K a di HCOOH vale 1.77 x 10 4, calcolare: a) la molarità della soluzione di HCOOH b) il ph al punto di equivalenza c) il ph a metà della titolazione a) [HCOOH] = 9.20x10 2 moli/litro; b) ph = 8.22; c) ph = 3.75 5) Calcolare il ph di una soluzione ottenuta sciogliendo 15.0 g di NH 4 Cl in 700 ml di una soluzione di NH 4 OH 0.1 M, supponendo che il volume rimanga costante. K b NH3 = 1.8 x 10 5 ; PA Cl= 35.4 g/mole ph = 8.65 6) Supponiamo di disciogliere in acqua 4.25 g di un acido debole monoprotico sconosciuto, HA. Titolando la soluzione con NaOH 0.350 M sono occorsi 52.0 ml per raggiungere il punto di equivalenza. Dopo aggiunta di 26.0 ml della soluzione il ph risultava 3.82. a) Qual è il peso molecolare dell acido? b) Qual è la pk a dell acido? a) PM HA = 233.52 g/mole; b) pk a = 3.82 7) Trovare quanti grammi di acetato di sodio si devono aggiungere a 1.5 litri di una soluzione di acido acetico 0.2 M per ottenere un ph di 5.55. (K a CH3COOH =1.8 x 10 5 )
a) g = 141.56 8) A 100.0 ml di una soluzione 0.125 M di CH 3 COOH (K a = 1.8 x 10 5 ) e 0.445 M di CH 3 COONa si aggiungono 0.500 g di NaOH. Considerando trascurabile la variazione di volume, calcolare la variazione del ph. (PA Na = 23.0 g/mole) ΔpH = 3.9 9) Dire se il ph delle seguenti soluzioni acquose 0.1 M sarà maggiore, minore o uguale a 7 e perché: a) NaClO 4 [risposta : ph = 7] b) NaCl [risposta : ph = 7] c) NaCN [risposta : ph > 7, sale acido debole/base forte] d) CH 3 COONa [risposta : ph > 7, sale acido debole/base forte] 10) Calcolare il ph delle soluzioni ottenute aggiungendo 25.0 ml di una soluzione 0.05 M di HCl in ognuna delle seguenti soluzioni: a) 25.0 ml di NH 3 0.05 M (Kb = 1.8 x 10 5 ) b) 50.0 ml di NaOH 0.03 M a) ph = 5.43; b) ph = 11.52 11) Se quantità sufficienti dei seguenti composti sono sciolte in H2O per dare, per ciascuna,soluzioni 1.00 M, quale avrà il ph più elevato? a) HCl b) NaCl c) CH 3 COONa Ka(CH 3 COOH) = 1.8x10 5 d) NaF K a (HF) = 7.2x10 4 e) NH 4 Cl K b (NH 4 Cl) = 1.8x10 5 a) ph = 0; b) ph = 7; c) ph = 9.37; d) ph = 8.57; e) ph = 4.63; 12) 15.8 g di un acetato di formula M(CH 3 COO) 2 vengono sciolti in 500 ml di CH 3 COOH al 1.20 % in peso (densità 1.0 g/ml). Sapendo che la costante di dissociazione dell acido acetico è 1.8x10 5 e che il ph finale della soluzione è 5.05, individuare il catione M. M = Ca 2+ 13) A 50 ml di una soluzione al 4.8% in peso di ammoniaca (K b = 1.8x10 5 ) in acqua (densità = 0.98 g/ml), viene aggiunto cloruro di ammonio fino ad ottenere un ph = 9.23. Calcolare i grammi di cloruro di ammonio aggiunti considerando invariato il volume della soluzione. g NH 4 Cl = 7.74 14) Un tampone NH 4 + /NH 3 (K b = 1.8 x 10 5) viene utilizzato per mantenere costante il ph, che deve essere mantenuto nell intervallo di 0.3 unità, di una soluzione durante la reazione quantitativa: CH 3 COOCH 3(aq) + 2H 2 O (l) CH 3 COO (aq) + H 3 O + (aq) + CH 3 OH (aq) In questa soluzione all inizio sono presenti le seguenti specie: [CH 3 COOCH 3 ] = 0.020M; [NH 4 + ] = 0.100M; [NH 3 ] = 0.058M
Calcolare a) il ph iniziale; b) il ph finale e c) decidere se la scelta del tampone è corretta. a) ph = 9.02; b) ph = 8.76; c) ΔpH = 0.23 tampone corretto 15) 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. 271mL 16) 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. a) ph=4.82; b) 300mL 17) 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 dell HF è 2x10 4. ph = 8.2 18) Calcolare la variazione di ph che si verifica aggiungendo 1,00 ml di acido cloridrico 1M a: - 99 ml di acqua pura; - 99 ml di soluzione contenente nitrato di ammonio ed ammoniaca entrambi in concentrazione 0,1 M. Commentare la differenza osservata nei due casi. a) ΔpH=2; b) ΔpH=0.09 19) 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 = 3.75. [Ka (HF) = 7.5 10 4 ]. 129mL 20) 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 21) A 320 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 = 6 10 6. ph = 8.95
REDOX 2010 1) Bilanciare in ambiente basico con il metodo delle semireazioni la seguente ossidoriduzione: MnO 4 + SO 3 2 MnO 2 + SO 4 2. Sapendo che si è partiti da 5.63g di permanganato di potassio e da 7.31g di solfito di sodio calcolare il ph della soluzione finale sapendo che la resa di reazione è dell 88%. 2MnO 4 + 3SO 3 2 + H 2 O 2MnO 2 + 3SO 4 2 + 2OH ph = 12.5 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%. 2Na 2 S 2 O 3 + I 2 Na 2 S 4 O 6 + 2NaI gr NaI = 17.99gr 3) Bilanciare in ambiente basico la seguente reazione di ossidoriduzione: CrO 2 4 + SnO 2 2 CrO 2 + SnO 2 3. Facendo reagire 300 ml di una soluzione 0.200 M di Na 2 CrO 4 con 500 ml di una soluzione 0.150 M di Na 2 SnO 2, qual è la concentrazione dello ione CrO 2 nella soluzione finale? 2CrO 2 4 + 3SnO 2 2 + H 2 O 2CrO 2 + 3SnO 2 3 + 2OH [CrO 2 ]=0.0625M 4) Completare e bilanciare in ambiente acido la seguente reazione di ossidoriduzione: Cr 2 O 7 2 + I Cr 3+ + I 2. Calcolare dopo il mescolamento di 100 ml di K 2 Cr 2 O 7 0.12 M con 100 ml di KI 0.20 M e 300 ml di H 2 SO 4 0.50 M a) le molarità di H + e di Cr 2 O 7 2 rimaste a fine reazione; b) la molarità di I 2 sapendo che la resa della reazione è 70%. Cr 2 O 7 2 + 6I + 14H + 2Cr 3+ + 3I 2 + 7H 2 O a) [H + ]=0.506M; [Cr 2 O 7 2 ]=1.73x10 2 M b)[i 2 ]=1.4x10 2 M. 5) 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%. Cl 2 + 2OH Cl + ClO + H 2 O gr NaClO = 39.40gr PRODOTTO SOLUBILITA 1) Calcolare la concentrazione degli ioni argento in una soluzione di [Ag(NH 3 ) 2 ] + preparata per aggiunta di 0.05 moli di nitrato di argento ad 1 L di una soluzione 0.2M di ammoniaca. Per la reazione Ag + + 2 NH 3 [Ag(NH 3 ) 2 ] + K f = 1 x 10 8.
[Ag + ] = 5x10 8 M 2) Si aggiunge lentamente AgNO 3 (aq) ad una soluzione 0.25M in NaCl e anche in 0.0022M in KBr a) quale anione precipita per primo; b) quanta è la concentrazione di Ag + quando inizia a precipitare il secondo anione; c) questa precipitazione frazionata separa effettivamente i due anioni? K ps [AgBr]= 5x10 13 ; K ps [AgCl]=1.8x10 10 a) AgBr; b) [Ag + ] = 7.2x10 10 ; c) No 3) Calcolare la concentrazione di ioni H + necessaria per impedire la precipitazione di CdS da una soluzione di ioni Cd 2+, in concentrazione 0.2M, quando venga saturata con acido solfidrico (K ps (CdS) = 1.2x10 27, H 2 S = 0.1M, K a = 1.0x10 21 ). [H 3 O + ] = 129M 4) Calcolare la concentrazione di ioni H + necessaria per impedire la precipitazione di FeS da una soluzione di ioni Fe 2+, in concentrazione 0.2M, quando venga saturata con acido solfidrico (K ps (FeS) = 7.9x10 19, H 2 S = 0.1M, K a = 1.0x10 21 ). [H 3 O + ] = 5x10 3 M 5) Si miscelano 50mL di una soluzione di MnCl 2 0.2M con 50mL di una soluzione di NH 3 0.2M. a) Dopo aver dimostrato che si forma un precipitato, b) calcolare la minima quantità di NH 4 Cl che si deve aggiungere perché il precipitato formatosi si ridisciolga completamente. [K ps Mn(OH) 2 =4 10 12 ; K b NH 3 = 1,8 10 5 ] a) Q = 1.8x10 7 > Kps; b) gr NH 4 Cl = 1.53gr 6)Quante moli di ammoniaca devono essere aggiunte ad 1L di soluzione 0.75M di AgNO 3 per
ridurre la concentrazione degli ioni Ag + presenti in soluzione a 5.0x10 8 M? K inst ([Ag(NH 3 ) 2 ] + )= 1.0x10 8 ] mol NH 3 = 0.39mol 7) Quando gli ossidi di ferro FeO e Fe 2 O 3 sono esposti all umidità si idratano formando Fe(OH) 2 e Fe(OH) 3 rispettivamente. Sapendo che K ps (Fe(OH) 2 ) = 7.9 x 10 15 e K ps (Fe(OH) 3 ) = 6.3 x 10 38 quale dei due idrossidi presenta maggiore solubilità in acqua? S (1.25x10 5 ) Fe 2+ > S (2.89x10 10 ) Fe 3+ 8)Una soluzione di nitrato di Pb(II) 0.001M, viene mescolata con un eccesso di PbI 2 e portata all equilibrio a saturazione. La concentrazione di ioduro trovata è 2.5 x 10 3 moli L 1. Calcolare il prodotto di solubilità dello ioduro di Pb. K ps (PbI 2 ) = 1.4x10 8 9) Una soluzione acquosa contenente 0.1 moli/l di Mn ++ è saturata con H 2 S ([H 2 S] = 0.1). Se la soluzione è tamponata a ph = 4, calcolare la concentrazione [Mn ++ ] rimasto in soluzione. K ps (MnS) = 6.0 x 10 16 K a (H 2 S) = 1.3 x 10 20 [Mn ++ ] = 4.6x10 3 M 10) Sapendo che il prodotto di solubilità dell idrossido di ferro(ii) vale 4.9x10 17, calcolare a quale ph inizia la precipitazione dell idrossido da una soluzione che contiene 1.5 gl 1 di FeSO 4. ph = 6.85
11) Il ph di una soluzione satura di idrossido di calcio è 12.40. Calcolare il prodotto di solubilità dell idrossido di calcio. K ps = 7.81x10 6 12) La pressione osmotica di una soluzione satura di fluoruro di bario (T = 25 C) è 0.55 atm. Calcolarne il prodotto di solubilità. K ps (BaF 2 ) = 1.68x10 6 13) Per il sale poco solubile CaF 2 il prodotto di solubilità è K ps = 1.7x10 10. Calcolare la molarità degli ioni fluoruro: a) in acqua pura; b) in una soluzione acquosa di Ca(NO 3 ) 2 0.10 M. a) [F ] = 7.0x10 4 ; b) [F ] = 4.1x10 5 14) 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. Q ps = 1.8x10 7 > K ps quindi precipita. 15) A 25,0 ml di una soluzione 0.300M di BaCl 2 vengono addizionati 30.0 ml di Na 2 CrO 4 0.200M. Sapendo che BaCrO 4 è un sale poco solubile con K ps = 2.4 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. gr BaCrO 4 = 1.52gr; [Ba 2+ ] = 0.027M; [CrO 4 2 ] = 8.9x10 9 M 16) 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. Q ps = 4.81x10 10 >K ps quindi precipita.
MISCELE GASSOSE 1) Il contenuto di H 2 O 2 nell acqua ossigenata viene determinato per titolazione con KMnO 4 che, in presenza di H 2 SO 4, ossida H 2 O 2 a O 2 e si riduce a MnSO 4. Calcolare la quantità in grammi di H 2 O 2 in un campione di acqua ossigenata che sviluppa, con eccesso di KMnO 4, un volume di 0.40 litri di O 2 misurato a 27 C e 725 Torr. gr H 2 O 2 = 0.52gr 2) Si sono mescolati 15 ml di ammoniaca a 1x10 2 torr e 30 C con 25mL di HCl gassoso a 1.5x10 2 torr e 25 C, e si è svolta la seguente reazione: NH 3 (g) +HCl(g) NH 4 Cl(s) a) calcolare la massa di NH 4 Cl formatasi; b) identificare il gas in eccesso e determinare la pressione del gas eccedente a 27 C dopo il completamento della reazione nel volume complessivo. a) gr NH 4 Cl = 4.25x10 3 gr b) p HCl = 7.49x10 2 atm 3) Un gas ha la seguente composizione in volume: SO 2 40%, N 2 20%, O 2 30%, H 2 O 10%. Calcolare la composizione in peso. %SO 2 = 60.1%; %O 2 = 22.53%; %N 2 = 13.15%; %H 2 O = 4.22% 4) 2.98 grammi di NH 4 NO 3 si decompongono per riscaldamento a 250 C in un recipiente da 10 litri per dare N 2 (g), O 2 (g) e H 2 O(g). Scrivere la reazione bilanciata e calcolare la pressione risultante all interno del recipiente. 2NH 4 NO 3 2N 2 + O 2 + 4H 2 O; Ptot = 0.80atm 5) Una miscela di CO 2 e di 0.3 g di CO occupa un volume di 2 L alla pressione totale di 750 torr e a 22 C. Calcolare la composizione della miscela a) in peso e b) in volume e c) la sua densità.
a) %pesoco = 8.88%; %pesoco 2 = 91.12%; b) %VCO = 13.5%; %VCO 2 = 86.5% c) d = 1.69g/L 6) 2.000 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 0.750 dm 3 di anidride carbonica misurati a 25 C e 732 torr. Calcolare la percentuale di ossalato di calcio contenuta nell ossalato impuro. Ca = 40.1 5CaC 2 O 4 + 2KmnO 4 + 8H 2 SO 4 10CO 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O + 5CaSO 4 + K 2 SO 4 ; %purezza CaC 2 O 4 = 96% 7) Si vuole preparare una miscela gassosa avente la seguente composizione in volume: N 2 = 10.0%, O 2 = 50.0%, CO 2 = 40.0 %. Disponendo di gas puri in bombole a 15 C e 2.5 atm, calcolare quanti litri di ciascun gas si devono prelevare per ottenere 20.0 litri di miscela a 70 C e 1.5 atm. VolN 2 = 1.007L; VolO 2 = 5.035L; VolCO 2 = 4.028L 8) Una miscela costituita da 1.183 g di propano e 6.372 g di ossigeno gassosi contenuta in un recipiente con un volume di 20 L viene fatta reagire. Calcolare la pressione finale nel recipiente sapendo che la reazione che avviene è: C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(g) e che la temperatura finale è 130 C Ptot = 0.418 atm 9) Una miscela contenente 3 moli di Cl 2 e 2 moli di CO è stata introdotta in un pallone da 5L a 600 C. all equilibrio il 3.3% di Cl 2 è stato consumato. CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) Calcolare la pressione nel recipiente ad equilibrio raggiunto. Ptot = 70 atm
10) 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 = 2.14x10 2 11) Una miscela di 200 ml di C 2 H 6 e 300 ml di O 2 misurati a 1atm 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. P = 0.282atm 12) 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%. 3Hg + 2HNO 3 + 6HCl 3HgCl 2 + 2NO +4H 2 O; Vol= 0.745L 13) 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? Vol O 2 = 1.30L 14) 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.
C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 ; Vol CO 2 = 545.3L 15) 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. P = 0.555atm 16) 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 0.150 g di P 4 S 3 sapendo che la reazione che avviene è la seguente: P 4 S 3 + 8 O 2 2 P 2 O 5 + 3 SO 2. gr P 2 O 5 = 0.193gr; Vol SO 2 = 45.8mL ELETTROCHIMICA 1) Data la pila: PbCl 2 / Pb //Ag / AgNO 3 0.1 M determinare di quanto varia la f.e.m della pila quando venga aggiunto nel semielemento di sinistra cloruro di potassio fino ad avere una concentrazione di KCl 1 M. [K ps (PbCl 2 )= 2x10 5 ]. [E (Ag + /Ag) = 0.80 V, E (Pb 2+ /Pb) = 0.13 V] Δf.e.m.=0.086V 2) Supporre che 250mL di una soluzione di CuCl 2 0.433M vengano elettrolizzati. a) Per quanto tempo deve circolare una corrente di 0.75A perché la concentrazione di Cu 2+ si riduca a 0.167M? b) Quale massa di Cu(s) sarà depositata sul catodo durante questo tempo? a. 4.6h; b) 4.23gr 3) Procederà in modo spontaneo la reazione di cella così come è scritta? Sn(s) Sn 2+ Pb ( 0.05M ) 2+ (0.001M) Pb(s) E (Pb 2+ /Pb) = 0.125V; E (Sn 2+ /Sn) = 0.137V
E(Sn 2+ /Sn) > E(Pb 2+ /Pb) quindi Sn 2+ si riduce e Pb si ossida 4) L elettrolisi di una soluzione acquosa di NaOH avviene con sviluppo di gas agli elettrodi. Dire quali gas si sviluppano, scrivendo le semireazioni che avvengono al catodo e all anodo. Calcolare i volumi dei due gas che si sviluppano misurati a 22 C e 740 torr dopo elettrolisi con una corrente continua di 2,5 A per 2 ore. a. H 2 e O 2 ; b) V H2 = 2.31L, V O2 = 1.158L 5) Una pila è formata da una semicella costituita da un elettrodo Cl 2 /Cl (E = 1.358 V) in cui la pressione parziale di Cl 2 è uguale a 0.100 atm mentre la [Cl ] = 0.100 M, mentre l altra semicella contiene MnO 4 /Mn 2+ (E = 1.507 V) in soluzione acida con [MnO 4 ] = 0.100 M, [Mn 2+ ] = 0.100 M, [H + ] = 0.100 M. Calcolare la differenza di potenziale della pila. ΔE = 0.023V 6) Calcolare il potenziale di un elettrodo di Zn immerso in una soluzione contenente 0.10 moli di ZnCl 2 e 2.0 moli di ammoniaca per litro, sapendo che: E (Zn 2+ /Zn) = 0.762 V K i[ Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ = 3 x 10 10 E(Zn 2+ /Zn) = 1.1V 7) Usando l equazione di Nernst calcolare forza elettromotrice per la seguente pila: ( Al(s Al 3+ (0.18 M) Fe 2+ (0.85 M) Fe(s) E (Fe 2+ /Fe) = 0.477 V; E (Al 3+ /Al) = 1.662 V f.e.m. = 1.197V 8) Calcolare la costante di equilibrio della reazione: Fe + Ag + Fe 2+ + Ag sapendo che il potenziale normale della coppia Fe 2+ /Fe vale 0.4 V e il potenziale normale della coppia Ag + /Ag vale 0.8 V; calcolare inoltre la concentrazione massima possibile dello ione Ag + in una soluzione 0.01 M di Fe 2 K = 5.0 x 10 40 ; [Ag + ] = 4.47 x 10 22
9) Determinare se le seguenti reazioni (bilanciare se necessario) possano avvenire spontaneamente(in condizioni standard) spiegando perché: a) NO 3 + H 2 S S + NO e b) Fe 2+ + Cr 2 O 7 2 Fe 3+ + Cr 3+. E (Fe 3+ /Fe 2+ ) = 0.78 V; E (Cr 2 O 7 2 /Cr 3+ ) = 1.33 V; E (S/H 2 S) = 0.14 V; E (NO 3 /NO) = 0.96V. a) 2NO 3 + 3H 2 S + 2H + 3S + 2NO + 4H 2 O; b) 6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2 + 14H + 6Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O; Entrambe le reazioni procedono in modo spontaneo 10) Dire se in base ai seguenti potenziali standard il cloro gassoso è in grado di ossidare l acqua a ph=7 (E (Cl 2 /Cl ) = 1.37 V; E (O 2 /H 2 O) = 1.23 V). a) 2Cl 2 + 2H 2 O 4Cl + O 2 + 4H +. La reazione bilanciata è spontanea con E cella = 0.55V 11) Prevedere, in assenza di sovratensione, i prodotti principali ottenuti durante l elettrolisi, a ph =7, di una soluzione di bromuro di Ni(II), 1 M, usando elettrodi inerti. (E Ni 2+ /Ni = 0.25 V; E O 2 /H 2 O = 1.23 V; E Br 2 /Br = 1.06 V; E H 2 O/H 2 = 0.83 V). 2Ni 2+ + 2H 2 O 2Ni + O 2 + 4H +. 12) 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+ ) = 0.762 V e K inst [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ = 3.0 x 10 10. Si consideri nulla la variazione di volume dovuta all aggiunta di ammoniaca. E = 1.07V 13) Una corrente di intensità 0.75 A viene fatta passare attraverso 300 ml di una soluzione di CuSO 4 all 1% (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 ] = 5.63x10 2 M 14) 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 0,100 moll 1 di iodato di sodio ha un potenziale di riduzione di 0,570 V (E Cd 2+ /Cd= 0,403 V)
K ps = 2.28x10 8 15)Determinare la f.e.m. della pila Zn/Zn 2+ (3 10 2 M)//Cr 3+ (5 10 1 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 2+ /Zn = 0.76 V; E Cr 3+ /Cr = 0.74 V) E = 0.059; [Cr 3+ ] = 5.03x10 4