Cognome... Nome... Matr...

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna Cognome... Nome... Matr.... 0) a) Scrivere il nome di MnS: solfuro di manganese(ii)... KH 2 PO 4 :.diidrogenofosfato di potassio... b) scrivere la formula di solfato di ammonio: (NH 4 ) 2 SO 4... nitrito di cobalto(ii): Co(NO 2 ) 2... 1) Una soluzione contiene 1961.6 grammi di acido solforico e 1801.5 grammi di acqua e ha densità 1.53g/mL. Calcolare : a) la % in massa di H 2 SO 4 : _ 52.13% _, b) la sua molarità 8.13 c) la sua molalità 11.11 d) la sua frazione molare 0.1667 _, a) % = (massa H 2 SO 4 /massa soluzione)*100 = [1961.6/(1961.6+1801.5)] *100=52.13% b) M = moli/v soluz (L) Essendo densità soluz. (g/ml) = massa soluz.(g)/volume soluz. (ml), si ricava volume soluz. (ml) = massa (g)/densità(g/ml) = 3763.1/1.53 = 2459.5 ml = 2.46 L moli H 2 SO 4 = massa(g)/mm = 1961.6/98.08 = 20.00 M = 20.00 moli/2.46 L = 8.13 moli/l Alternativamente la molarità poteva essere ricavata dalla % in massa (come nell esercizio 4). c) molalità = moli H 2 SO 4 /massa solvente (Kg) = 20.00/1.801 Kg = 11.11 moli/kg H 2 O d) x = moli H 2 SO 4 /(moli H 2 SO 4 + moli H 2 O) moli H 2 O = 1801.5/MM = 100.0 quindi x = 20.00/(20.00+100.0) = 0.1667 2) Quanti ml di HCl 6.00 M devo aggiungere a 10.0 ml di HCl 1.00 M per avere una soluzione 2.00 M? _ 2.5 ml Indicando con x il volume (in ml) di HCl 6.00 M aggiunto, il volume totale diviene 10.0 + x. Le moli nella soluzione finale sono uguali alla somma di quelle già presenti più quelle aggiunte. Ricordando che moli = M*V(L) e mmoli = M*V(mL), si ottiene: (10.0+x)*2.00 =x*6.00 + 10.0*1.00, da cui si ricava x = 2.50 ml. Verifica V finale = 12.5 ml, che contengono 12.5*2.00 = 25.0 mmoli. Le mmoli iniziali erano 10.0*1.00=10.0, quelle aggiunte2.5*6.00=15.0, totale 25.0 3) Calcolate la temp. di congelamento delle seguenti soluzioni acquose 0,10 molali (k criosc H 2 O = 1.90 kg C mol -1 ) a) etanolo: -0.19 C ; b) NH 4 NO 3-0.38 C ; c) MgCl 2-0.57 C_; d) a quale delle soluzioni precedenti sarà più vicino il punto di congelamento di una soluzione 0,10 m di acido acetico? _soluz a_, perchè.l acido acetico si dissocia in maniera trascurabile. Abbassamento crioscopico, T =- k criosc i m = -1.90*i*0.10 = -0.19*1 a) Etanolo Non è un elettrolita, i = 1. T =-0.19. T congelamento = (0-0.19) C= -0.19 C b) Per NH 4 NO 3, i = 2. T =-0.38. T congelamento = -0.38 C c) Per MgCl 2, i = 3. T =-0.57. T congelamento = -0.57 C

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna d) Se l acido acetico fosse un elettrolita forte, avrebbe i=2. Invece è un elettrolita debole, quindi poco dissociato. Genererà un numero di specie in soluzione solo di poco maggiore di un non elettrolita (i=1). Quindi la sua T congel. sarà intermedia fra quella corrispondente a i=2 e quella corrispondente a i=1,ma molto più vicina a quest ultima. 4) Quanti grammi di glucosio (MM = 180.0 uma) bisogna sciogliere in 500 ml di acqua per ottenere una soluzione con la stessa pressione osmotica di una soluzione di NaCl allo 1.01% in massa e densità 1.00g/mL? massa glucosio 31.1 g Π glucosio = c glucosio i glucosio RT Π NaCl = c NaCl i NaCl RT Essendo Π glucosio = Π NaCl, risulta c glucosio i glucosio RT = c NaCl i NaCl RT da cui c glucosio = c NaCl i NaCl / i glucosio. c NaCl si ricava dalla %: 1 L di soluzione, ovvero 10 3 ml, ha massa = 10 3 ml*1.00g/ml = 1.00*10 3 g. La massa di NaCl è massa totale *(%NaCl)/100, ovvero 1.00*10 3 g * 1.01/100 = 10.1 g, che corrispondono a 10.1/58.44 = 0.173 moli. Essendo queste le moli di NaCl in 1 L, la soluzione è 0.173 M. Essendo i NaCl = 2 e i glucosio = 1, risulta c glucosio = 0.346 M. Le moli in 500 ml (= 0.500 L) risultano: moli = 0.346 moli/l * 0.500 L = 0.173 moli La massa è moli*mm = 0.173*180 = 31.1 g. 5) Per una reazione A B si determinano i dati seguenti, a 50 C: Tempo 0 50 s 100 s 150 s [A] 2.00 M 1.00 M 0.50 M 0.25 M a) Potete stabilire l ordine della reazione? SI NO perchè il tempo di dimezzamento è costante, e ciò è caratteristico di una reazione del I ordine... b) la costante cinetica a quella T vale :_ 1.39 10-2 s -1 _ a) osservando che ogni 50 s la conc. si dimezza, si deduce che il t 1/2 è costante, quindi la reazione è del I ordine b) essendo per le reazioni del I ordine t 1/2 = 0.693/k e t 1/2 = 50 s, risulta k = 1.39 10-2 s -1. 6) E noto il valore della costante cinetica di una reazione a una data temperatura. a) per poter determinare il valore della k ad un altra temperatura, che grandezza devo conoscere?...e attivazione.. b) la relazione per calcolare la k alla nuova temperatura è: nota la k 1 alla temperatura T 1 la k 2 alla temperatura T 2 si ricava dalla ln k 2 =ln k 1 (E a /R)(1/T 2-1/T 1 ). 7) In un grafico di Arrhenius si riporta in ascissa 1/T, in ordinata.ln k e dalla pendenza si ricava E attivazione. 8) Data la reazione reversibile esotermica: CO 2 (g) + 3H 2 (g) <=> CH 3 OH(g) + H 2 O(g) Prevedere il segno del S: negativo perchè la reazione è ordinante (diminuisce n moli). Se il sistema è all equilibrio in un recipiente di un dato volume a una data T, la produzione di CH 3 OH sarà favorita: a) alzando la temperatura? SI NO perchè in una reaz. esotermica l equilibrio si sposta a sinistra alzando la T (Le Chatelier)... b) trasferendo la miscela in un recipiente avente volume dimezzato? SI NO perchè dimezzando V raddoppia P e quindi equilibrio si sposta dal lato con il minor n di moli (Le Chatelier). c) aggiungendo (a volume costante) alla miscela all equilibrio una quantità addizionale di H 2? SI NO perchè aumentando la conc. di un reagente l equilibrio si sposta verso i prodotti (legge di azione di massa o Le Chatelier)

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna d) usando un catalizzatore? SI NO perchè.l uso di un catalizzatore accelera il raggiungimento dell equilibrio, ma non sposta la sua posizione 9) Dato l equilibrio CH 4 (g) + 2H 2 O(g) <=> CO 2 (g) + 4H 2 (g) a) Indicate quali dati cerchereste nelle opportune Tabelle per determinare i valori di H, S H f dei composti, S di reagenti e prodotti b) Indicare i calcoli che fareste H =.. H f CO 2 (g) - H f CH 4 (g) - 2 H f H 2 O(g)...; S =. S CO 2 (g) + 4S H 2 (g) - S CH 4 (g) - 2S H 2 O(g).. c) Sapendo che a 298 K H = +165 kj mol -1, S = +173 J K -1 mol -1, calcolare la Kp a 298 K: 1.27 10-20 Infatti: G = H - T S = 165000 J mol -1 298 K * 173 J K -1 mol -1 = 113446 J mol -1 G = -RT ln K e quindi ln K = - G /RT = -113446/(8.31*298) = -45.8 da cui K = 1.27 10-20 d) Se si mescolano CH 4 e H 2 O entrambi con pressione parziale pari a 1 atm, come calcolereste la pressione parziale di H 2 all equilibrio (impostare l equazione, senza risolverla):... Kp = x(4x) 4 /[(1-x)(1-2x) 2 ]... Impostando la solita tabella: CH 4 (g) + 2H 2 O(g) <=> CO 2 (g) + 4H 2 (g) pressioni iniz 1 1 0 0 variazione -x -2x +x +4x equilibrio 1-x 1-2x x 4x Quindi Kp = x(4x) 4 /(1-x)(1-2x) 2 10) Sottolineare la risposta scelta e/o completare a) Una reazione con H > 0 e S > 0 è...sfavorita... entalpicamente e...favorita... entropicamente b) Una reazione con H > 0 e S > 0 è favorita a ALTA/BASSA/QUALSIASI/NESSUNA temperatura; perchè il termine entropico favorevole diviene via via più importante alzando la T ( G = H - T S ) c) Se un equilibrio è spostato a destra la sua K è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 1 perchè se equilibrio è spostato a destra, all equilibrio ci saranno più prodotti (che compaiono al numeratore della K) che reagenti (che compaiono al denominatore) d) Se un equilibrio è spostato a destra il suo G è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 0; perchè K>1 implica ln K > 0 e quindi G < 0 (essendo G = -RT ln K)i e) se una reazione ha K molto alta, mescolando i reagenti ottengo immediatamente i prodotti SI NO perchè...la velocità con cui si raggiunge l equilibrio (la cinetica) non è nota. Una reazione termodinamicamente favorita può essere anche molto lenta (vedi reazione tra idrogeno e ossigeno a dare acqua, disproporzionamento H 2 O 2 o reazione permanganato con acqua)... 11) a) La solubilità di un sale è la quantità di sale (generalmente espressa come moli/l) sciolta in una soluzione satura b) Sapendo che Ks di Ag 2 CrO 4 = 1.00 10-12, determinate la sua solubilità s = 6.30 10-5 M Indicando con s la solubilità del sale, sarà [CrO 4 2- ] = s e [Ag + ] = 2s. Quindi Ks = [Ag + ] 2 [CrO 2-4 ] = 4s 2 s, da cui s = radice cubica (Ks/4) = 6.30 10-5 M. c) Se si trattano 20.0 ml di AgNO 3 0.500 M con 30.0 ml di Na 2 CrO 4 1.00 M, si ottengono _5.0 mmoli di Ag 2 CrO 4 (s) e le concentrazioni degli ioni rimasti in soluzione sono [Ag + ] =_1.41 10-6 M, [CrO 4 2- ] = _0.50_ M,.[Na + ] = _1.20 _M; [NO 3 - ] = _0.20_M Avviene la reazione di precipitazione 2Ag + 2- + CrO 4 <==> Ag 2 CrO 4 (s) Le mmoli di Ag + sono 20.0*0.500 = 10.0, le mmoli di cromato sono 30.0*1.00 = 30.0.

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna Il rapporto in moli fra Ag + e cromato è 1/3, mentre la stechiometria richiede 2/1. Quindi c è un netto difetto di Ag + (reagente limitante). 10.0 mmoli di Ag + generano 10.0/2 = 5.0 mmoli di Ag 2 CrO 4 (s) e consumano quindi altrettante mmoli di cromato. Resta un eccesso di 30.0-5.0 = 25.0 mmoli di cromato, che corrispondono ad una [CrO 2-4 ] = 25.0/(20.0+30.0) = 0.50 M La ridissoluzione del precipitato di Ag 2 CrO 4 (s) genererà una ulteriore quantità di cromato. Quindi avrei [CrO 2-4 ] = 0.50 + x, e [Ag + ] = 2x. Però la ridissoluzione del cromato di Ag avviene in presenza di un eccesso di ione cromato e quindi per effetto ione comune la quantità che passa in soluzione è sicuramente inferiore alla solubilità, che è 6 10-5 (vedi punto b). Assumendo quindi che x sia trascurabile, si ricava (2x) 2 = Ks/[CrO 2-4 ], da cui x = 7.05 10-7 (effettivamente minore della solubilità e trascurabile rispetto a 0.5) Quindi [Ag + ] = 2x = 1.41 10-6 M La conc. degli ioni spettatori non varia per effetto della precipitazione: Le mmoli di Na + sono 2*30.0*1.00 = 60.0 (il doppio di quelle di cromato), quindi [Na + ] = 60.0/50.0 = 1.20 M Le mmoli di NO - 3 sono 20.0*0.50 = 10.0 (uguali a quelle di Ag+), quindi [N O - 3 ] = 10.0/50.0 = 0.20 M 12) Dati 50.0 ml di una soluzione di un acido debole HA 0.200 M, avente pka = 5.60. a) Il ph è: _3.15 Ka = 2.51 10-6. Essendo C HA >> Ka, posso usare la formula approssimata [H 3 O + ] = Ka C HA = 7.09 10-4, da cui ph= 3.15 b) Se aggiungo 25.0 ml NaOH 0.100 M, il ph diviene: 5.12 Avviene la reazione HA + OH - --> A - + H 2 O mmoli HA = 50.0*0.200 = 10.0; mmoli OH - = 25.0*0.100 = 2.50. La base è in difetto, si formano 2.50 mmoli di A - e restano 7.5 mmoli HA. Soluz. tampone. [H 3 O + ] = Ka moli HA/moli A - = Ka 7.5/2.5 = 7.53 10-6, ph = 5.12 c) Che volume della soluzione di NaOH devo aggiungere per arrivare all equivalenza?: 100_ ml All equivalenza mmoli NaOH = mmoli HA, dato che la stechiometria è 1:1 quindi V NaOH M NaOH = V HA M HA, da cui V NaOH = V HA M HA,/M NaOH = 10.0mmoli/0.1.00M = 100 ml d) Quale è il ph a quel punto? 9.21 _ All equivalenza tutto HA è divenuto A - (quindi ho 10.0 mmoli di A - ). La soluzione contiene solo la base debole A -, che ha K b = Kw/Ka = 3.98 10-9. Essendo la K b molto bassa posso usare la formula approssimata [OH - ] = K b C b dove C b =10.0/(50.0+100)= 6.67 10-2. Si ricava quindi [OH - ] =1.63 10-5, ph = 9.21 e) Quale dei seguenti indicatori usereste: A) metilarancio (pka 4), B) blu timolo (pka 9), C) giallo alizarina (pka 11)?.B. perchè.. la sua pka (che determina il suo punto di viraggio) è la più vicina al ph al punto di equivalenza ed il viraggio è sicuramente compreso nel salto di ph che si verifica all equivalenza (data la minima differenza fra pka e ph all equivalenza). 13) Indicare, motivandolo sinteticamente, il valore di ph (qualitativamente senza fare conti) atteso per le soluzioni acquose delle seguenti sostanze: Na 2 S:.fortemente basica perchè lo ione solfuro è la base coniugata di un acido debolissimo (pk 2 di H 2 S = 13.5)..., NH 4 NO 3 : debolmente acida, perchè lo ione ammonio è acido debolissimo, mentre il nitrato non ha proprietà basiche,

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna NaI: neutra, perchè ioduro non ha proprietà basiche e Na + non ha proprietà acide, NaHCO 3 : idrogeno carbonato è anfolita, con proprietà debolmente basiche (pk a2 =10 e pk b2 =14-6 = 8 prevalenza del comportamento da base debole; ph pari a semisomma delle pka). 14) a) Per preparare 100.0 ml tampone a ph 7,400 disponendo di K 2 HPO 4 2,00 M e HCl 1,00 M dovrò mescolare _ 56 _ ml della soluzione di K 2 HPO 4 e _ 44_ ml della soluzione di HCl. Per effetto della reazione acido-base sotto riportata si forma un tampone in cui la forma acida è H 2 PO - 4 e quella basica è HPO 2-4 e quindi la Ka corrisponde alla K 2 di H 3 PO 4, ovvero 10-7.21. Il rapporto moli acido /moli base deve essere uguale a [H 3 O + ]/Ka = 10-7.40 /10-7.21 = 0.64 6. Se indico con x il volume di soluz di monoidrogenofosfato, il volume di soluz. di HCl sara 100-x. L acido deve essere in difetto (reag. limitante) per avere un tampone. Quindi HPO 4 2- + H 3 O + ---> H 2 PO 4 - + H 2 O mmoli iniz. 2x 1(100-X) - VARIAZ -(100-x) -(100-x) + (100-x) mmoli finali 3x-100-100-x Il rapporto moli acido /moli base in questo caso è (100-x)/(3x-100), che deve essere uguale a 0.646. Tale rapporto deve essere uguale a [H 3 O + ]/Ka = 10-7.40 /10-7.21 = 0.646. Da cui ricavo x = 56. 04 ml. Mescolo quindi 56 ml di Na 2 HPO 4 2 M e 44 ml di HCl 1 M. b) Sarebbe stato possibile preparare lo stesso tampone disponendo, oltre a HCl 1,00 M, di K 3 PO 4 2,00 M? SI NO usando un volume maggiore di acido forte, perchè con un primo equivalente di acido avrei trasformato tutto il fosfato in monoidrogeno fosfato, poi avrei proceduto come sopra 15) In base ai valori dei potenziali normali, predire la reazione spontanea che può avvenire a ph 0 in condizioni standard fra un elemento della coppia MnO 4 - /Mn 2+ (E 1.52 V) e uno della coppia Sn 4+ /Sn 2+ (E 0.15 V). a) Agisce da ossidante la specie: MnO 4 - ; b) Agisce da riducente la specie:...sn 2+..; c) La semireazione di riduzione è: MnO 4 - + 5e - + 8H + --> Mn 2+ + 4 H 2 O. d) Tale reazione avviene all elettrodo (semielemento) chiamato.catodo. che costituisce il polo..positivo.. e) La semireazione di ossidazione è: Sn 2+ --> Sn 4+ + 2 e - f) L ossidoriduzione bilanciata quindi è: 2MnO - 4 + 5 Sn 2+ + 16H + --> 2Mn 2+ +5 Sn 4+ + 8 H 2 O g) La pila risultante si può schematizzare come segue: Pt/ Sn 4+ (1M), Sn 2+ (1M) //MnO 4 - (1M), Mn 2+ (1M), H + (1M)/Pt h) Il valore della costante di equilibrio si ottiene dalla relazione: log K = n E /0.0592, a 25 C i) e risulta: _ 10 231 l) La fem della pila, nelle condizioni specificate sotto, vale: 1.26. V [MnO - 4 ] 1.00 10-2 M, [Mn 2+ ] 0.100 M, [Sn 4+ ] 0.400 M, [Sn 2+ ] 0.400 M, ph = 1.00 fem = E cat E an E cat = E MnO4-/Mn2+ - 0.0592/5 log [Mn 2+ ]/[MnO - 4 ][H + ] 8 = 1.52 0.0592/5 log 0.100/ 10-2 *(10-1 ) -8 = 1.41 V E an = E Sn4+-/Sn2+ - 0.0592/2 log [Sn 2+ ]/[Sn 4+ ]= 0.15-0.0592/2 log 0.4/0.4 = 0.15 V fem = 1.41 0.15= 1.26V

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna 16) Una soluzione acquosa contenente NaCl 1.00 M, AgF 1.00 M viene sottoposta a elettrolisi. Indicare quale specie verrà ridotta al catodo (H + /H 2 E = 0.00 V; F 2 /F - E = 2.87 V; Cl 2 /Cl - E = 1.36 V; Ag + /Ag E = 0.80 V; Na + /Na E = -2.71 V) _ Ag + _ La soluzione contiene gli ioni Na +, Cl -, Ag +, F - e H 2 O (e quindi H + ). In una elettrolisi al catodo si riduce la forma ossidata della coppia con il potenziale più alto, cioè il miglior ossidante. Le forme ossidate presenti in soluzione sono Na +, Ag +, e H +. In base ai potenziali si riduce Ag + 17) Completare le seguenti equazioni di decadimento radioattivo (introducendo anche tutti i valori di numero di massa e numero atomico mancanti) a) 38 17Cl ---> 38 18 Ar + -1 0 β L emissione beta comporta aumento di 1 del numero atomico Z e invarianza del numero di massa A. Quindi se il prodotto è 38 Ar esso ha Z=18 e A=38 il reagente deve avere Z=17, cioè Cl, e A=38. b) 160 156 74W ----> 72 Hf + 4 2α Il passaggio da W (Z=74) a Hf (Z=72) implica una diminuzione di Z di 2 unità, il che avviene solo per emissione α. Scritta la particella α con il suo numero di massa e il suo numero di protoni, rimane solo da bilanciare A. c) 32 32 17Cl ----> 16 S + +1 0 β Cl ha Z=17. La formazione di un elemento con Z=16 (che è S) implica la diminuzione di 1 di Z, il che avviene solo per emissione di un positrone. 10 4 1 d) completare la seguente equazione nucleare: 5 B + 2 α --> 1 H + 13 C Occorre innanzi tutto scrivere tutti i valori di A e Z dei reagenti e del prodotto noto. Il bilancio di Z dice che si è formato elemento con Z=6, cioè C. Il bilancio di A dice che si è formato l isotopo con A=13. 18) Sottolineare e/o completare a) Sapendo che A 3+ /A 2+ E 0.65 V e A 2+ /A E 0.34 V, la specie A 2+ in soluzione TENDE/NON TENDE a disproporzionare. Infatti il disproporzionamento avviene se la specie con il numero di ossidazione intermedio è contemporaneamente forma ossidata della coppia con potenziale maggiore e forma ridotta della coppia con potenziale minore. b) un acido di Lewis è una sostanza che ha un orbitale vuoto di bassa energia ed è in grado di accettare una coppia di elettroni (da una base di Lewis) formando un legame covalente. c) una base di Brønsted è una sostanza capace di accettare un protone. R = 0.082 L atm mol -1 K -1 = 8.314 J mol -1 K -1 pka: HAc = 4.75; NH 4 + 9.25; HClO 7.52; HF 3.18; HNO 2 3.14; HCN 10 H 3 PO 4 pk 1 = 2.13 ; pk 2 = 7.21; pk 3 = 12.4; H 2 CO 3 pk 1 = 6.36 ; pk 2 = 10.33; H 2 S pk 1 = 7.0 ; pk 2 = 13.5;

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito A Posizione: Riga Colonna Riportate in alto a destra nella prima pagina le vostre coordinate Scrivete chiaramente e in modo ordinato. Prima di iniziare a rispondere ad un quesito, leggete attentamente il testo. Riportate su questo foglio le risposte a tutti i quesiti. La risoluzione dei quesiti 1, 2, 3, 4, 5, 9, 11, 12, 14, 15 richiede dei calcoli che devono essere riportati in maniera ordinata sul foglio a quadretti. Usate il foglio bianco per la minuta, che dovrà essere consegnata assieme a tutti gli altri fogli, con il vostro nome.

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito B Posizione: Riga Colonna Cognome... Nome... Matr.... 0) a) Scrivere il nome di KHSO 4 : idrogenosolfato di potassio Ag 2 SO 3 : solfito di argento b) scrivere la formula di ossido di manganese (IV): MnO 2 bicromato di potassio: K 2 Cr 2 O 7 1) Una soluzione contiene 709.0 grammi di HCl e 1800.0 grammi di acqua e ha densità 1.14 g/ml. Calcolare : a) la % in massa di HCl : 28.26%, b) la sua frazione molare _0.1629, c) la sua molalità 10.81 mol kg -1 d) la sua molarità 8.837 mol L -1 2) Quanti ml di NaOH 8.00 M devo aggiungere a 10.0 ml di NaOH 1.00 M per avere una soluzione 2.00 M? 1.67 ml 3) Calcolate la T ebolliz delle seguenti soluzioni acquose tutte 0,10 molali, sapendo che k ebull H 2 O = 0.51 kg C mol -1 a) Na 2 SO 4 _100.153 C ; b) saccarosio 100.051 C; c) NaOH 100.102 C; d) a quale delle soluzioni precedenti sarà più vicino il punto di ebollizione di una soluzione 0,10 m di acido acetico? b_ perchè... 4) Quanti grammi di glucosio (MM = 180.0 uma) bisogna sciogliere in 500 ml di acqua per ottenere una soluzione con la stessa pressione osmotica di una soluzione di MgCl 2 allo 2.00% in massa e densità 1.00g/mL? massa glucosio _56.7 g _ 5) Per una reazione A B si determinano i dati seguenti, a 50 C: Tempo 0 20 s 40 s 60 s [A] 1.00 M 0.500 M 0.250 M 0.125 M a) Potete stabilire l ordine della reazione? SI NO perchè... b) la costante cinetica a quella T vale : 3.4 10-2 s -1 6) E noto il valore della costante cinetica di una reazione a una data temperatura. a) per poter determinare il valore della k ad un altra temperatura, che grandezza devo conoscere?... b) la relazione per calcolare la k alla nuova temperatura è:... vedi compito A 7) In un grafico di Arrhenius si riporta in ascissa..., in ordinata... e dalla pendenza si ricava... vedi compito A 8) Data la reazione reversibile endotermica: CH 4 (g) + 2H 2 O(g) <=> CO 2 (g) + 4H 2 (g) Prevedere il segno del S: positivo, perchè disordinante (aumentano le moli)

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito B Posizione: Riga Colonna Se il sistema è all equilibrio in un recipiente di un dato volume a una data T, la produzione di H 2 sarà favorita: a) alzando la temperatura? SI NO perchè in una reaz. endotermica l equilibrio si sposta a destra alzando la T (Le Chatelier) b) trasferendo la miscela in un recipiente avente volume dimezzato? SI NO perchè.dimezzando V raddoppia P e quindi equilibrio si sposta dal lato con il minor n di moli (Le Chatelier). c) aggiungendo (a volume costante) alla miscela all equilibrio una quantità addizionale di CO 2? SI NO perchè aumentando la conc. di un prodotto l equilibrio si sposta verso i reagenti (legge di azione di massa o Le Chatelier) d) usando un catalizzatore? SI NO perchè l uso di un catalizzatore accelera il raggiungimento dell equilibrio, ma non sposta la sua posizione 9) Dato l equilibrio CO 2 (g) + 3H 2 (g) <=> CH 3 OH(g) + H 2 O(g) a) Indicate quali dati cerchereste nelle opportune Tabelle per determinare i valori di H, S...... b) Indicare i calcoli che fareste H =...; S =... c) Sapendo che a 298 K H = -49 kj mol -1, S = -177 J K -1 mol -1, calcolare la Kp a 298 K: 0.22 d) Se si mescolano CO 2 e H 2 entrambi con pressione parziale pari a 1 atm, come calcolereste la pressione parziale di CH 3 OH all equilibrio (impostare l equazione, senza risolverla):...0.22= x 2 /(1-x)1-3x) 3... 10) Sottolineare la risposta scelta e/o completare a) Una reazione con H < 0 e S > 0 è favorita entalpicamente e favorita entropicamente b) Una reazione con H < 0 e S > 0 è favorita a ALTA/BASSA/QUALSIASI/NESSUNA temperatura; c) Se un equilibrio è spostato a sinistra la sua K è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 1 d) Se un equilibrio è spostato a sinistra il suo G è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 0; e) se una reazione ha K molto alta, mescolando i reagenti ottengo immediatamente i prodotti SI NO perchè la velocità con cui si raggiunge l equilibrio (la cinetica) non è nota. Una reazione termodinamicamente favorita può essere anche molto lenta (vedi reazione tra idrogeno e ossigeno a dare acqua, disproporzionamento H 2 O 2 o reazione permanganato con acqua) vedi compito A per le spiegazioni relative ai punti b-d 11) a) La solubilità di un sale è... b) Sapendo che Ks di CaF 2 = 5.00 10-11, determinate la sua solubilità s = 2.32 10-4 mol L -1 _ c) Se si trattano 15.0 ml di Ca(NO 3 ) 2 1.00 M con 5.00 ml di NaF 2.00 M, si ottengono_5 mmoli di CaF 2 (s) e le concentrazioni degli ioni rimasti in soluzione sono [Ca 2+ ] =_0.500 M, [F - ] = 1.00 10-5 M,.[Na + ] = _0.500 M; [NO 3 - ] = _1.50_M 12) Dati 50.0 ml di una soluzione di una base debole B 0.200 M, avente pkb = 5.60. a) Il ph è: 10.85_ b) Se aggiungo 25.0 ml HCl 0.100 M, il ph diviene: 8.88_ c) Che volume della soluzione di HCl devo aggiungere per arrivare all equivalenza?: _100.0 ml d) Quale è il ph a quel punto? 4.79 e) Quale dei seguenti indicatori usereste: A) rosso cresolo (pka 2), B) metilarancio (pka 4), C) giallo alizarina (pka 11)?

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito B Posizione: Riga Colonna...B... perchè... 13) Indicare, motivandolo sinteticamente, il valore di ph (qualitativamente senza fare conti) atteso per le soluzioni acquose delle seguenti sostanze: KCl:.. neutra, perchè cloruro non ha proprietà basiche e K + non ha proprietà acide..., Fe(NO 3 ) 3 : acida, perchè il catione Fe 3+ è un acido di Brønsted, mentre il nitrato non ha proprietà basiche... Na 2 CO 3 : basica perchè lo ione carbonato è la base coniugata di un acido debolissimo (pk 2 di H 2 CO 3 = 10.35). Na 2 HPO 4 : idrogeno fosfato è anfolita, con proprietà basiche (pk a =12 e pk b =14-7 = 7, prevalenza del comportamento da base debole). Il ph è pari a semisomma delle pka delle due coppie acido-base cui appartiene, cioè (7+12)/2= 9.5 14) a) Per preparare 100.0 ml tampone a ph 7,000 disponendo di KH 2 PO 4 2,00 M e NaOH 1,00 M dovrò mescolare 56.7_ ml della soluzione di KH 2 PO 4 e 43.3 ml della soluzione di NaOH. b) Sarebbe stato possibile preparare lo stesso tampone disponendo, oltre a NaOH 1,00 M, di H 3 PO 4 2,00 M? SI NO perchè... 15) In base ai valori dei potenziali normali, predire la reazione spontanea che può avvenire a ph 0 in condizioni standard fra un elemento della coppia IO 3 - /I2 (E 1.20 V) e uno della coppia Pb 2+ /Pb (E -0.13 V). a) Agisce da ossidante la specie: IO 3 - ; b) Agisce da riducente la specie: Pb ; c) La semireazione di riduzione è:... 2 IO 3 - + 10e - + 12 H +. I 2.+ 6 H 2 O... d) Tale reazione avviene all elettrodo (semielemento) chiamato... che costituisce il polo... e) La semireazione di ossidazione è:...pb Pb 2+ + 2 e -... f) L ossidoriduzione bilanciata quindi è:... 2 IO - 3 + 5 Pb + 12 H +. I 2.+ 5 Pb 2+ + 6 H 2 O... g) La pila risultante si può schematizzare come segue:...pb/pb 2+ (1M)// IO 3 - (1M), I2.(1M), H + (1M)/Pt... h) Il valore della costante di equilibrio si ottiene dalla relazione:... i) e risulta: 10 225 l) La fem della pila, nelle condizioni specificate sotto, vale: _1.31 9. V - [IO 3 ] 0.100 M, [I2 ] 1.00 10-3 M, [Pb 2+ ] 1.00 10-2 M, ph = 1.00 16) Una soluzione acquosa contenente KCl 1.00 M, CuCl 2 1.00 M viene sottoposta a elettrolisi. Indicare quale specie verrà ridotta al catodo (H + /H 2 E = 0.00 V; Cl 2 /Cl - E = 1.36 V; Cu 2+ /Cu E = 0.34 V; K + /K E = -2.92 V) Cu 2+ La soluzione contiene gli ioni K +, Cl -, Cu 2+ e H 2 O (e quindi H + ). In una elettrolisi al catodo si riduce la forma ossidata della coppia con il potenziale più alto, cioè il miglior ossidante. Le forme ossidate presenti in soluzione sono K +, Cu 2+, e H +. In base ai potenziali si riduce Cu 2+ 17) Completare le seguenti equazioni di decadimento radioattivo (introducendo anche tutti i valori di numero di massa e numero atomico mancanti)

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito B Posizione: Riga Colonna a) 214 88Ra ----> 210 86Rn + 4 2α Il passaggio da Ra (Z=88) a Rn (Z=86) implica una diminuzione di Z di 2 unità, il che avviene solo per emissione α. Scritta la particella α con il suo numero di massa e il suo numero di protoni, rimane solo da bilanciare A. b) 205 205 205 At ----> 84? +... 85 At ----> 84 Po + +1 0 β At ha Z=85. La formazione di un elemento con Z=84 (che è Po) implica la diminuzione di 1 di Z, il che avviene solo per emissione di un positrone. c)? 87 87 87? --> 38 Sr + -1β 37 Rb --> 38 Sr + -1 0 β L emissione beta comporta aumento di 1 del numero atomico Z e invarianza del numero di massa A. Quindi se il prodotto ha Z=38 (che è il numero atomico di Sr) e A=87 il reagente deve avere Z=37, cioè Rb, e A=87. 14 d) Completare la seguente equazione nucleare: 7 N + 4 2α --> 1 1H + 17 8O Occorre innanzi tutto scrivere tutti i valori di A e Z dei reagenti e del prodotto noto. Il bilancio di Z dice che si è formato elemento con Z=8, cioè O. Il bilancio di A dice che si è formato l isotopo con A=17. 18) Sottolineare e/o completare a) Sapendo che A 3+ /A 2+ E 0.65 V e A 2+ /A E 0.84 V, la specie A 2+ in soluzione TENDE/NON TENDE a disproporzionare. Infatti il disproporzionamento avviene se la specie con il numero di ossidazione intermedio è contemporaneamente forma ossidata della coppia con potenziale maggiore e forma ridotta della coppia con potenziale minore. b) un acido di Brønsted è una specie in grado di cedere un protone a una base c) una base di Lewis è una specie in grado di donare una coppia di elettroni (a un acido di Lewis) per formare un legame covalente R = 0.082 L atm mol -1 K -1 = 8.314 J mol -1 K -1 pka: HAc = 4.75; NH 4 + 9.25; HClO 7.52; HF 3.18; HNO 2 3.14; HCN 10 H 3 PO 4 pk 1 = 2.13 ; pk 2 = 7.21; pk 3 = 12.4; H 2 CO 3 pk 1 = 6.36 ; pk 2 = 10.33; H 2 S pk 1 = 7.0 ; pk 2 = 13.5;

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito C Posizione: Riga Colonna Cognome... Nome... Matr.... 0) a) Scrivere il nome di Pb(HCO 3 ) 2 :.idrogeno carbonato di piombo(ii). NH 4 NO 2 : nitrito di ammonio b) scrivere la formula di solfito di potassio:..na 2 SO 3... permanganato di sodio:...namno 4... 1) Una soluzione contiene 1260 grammi di HNO 3 e 1800.0 grammi di acqua e ha densità 1.264 g/ml. Calcolare : a) la % in massa di HNO 3 : 41.18%, b) la sua frazione molare 0.1667, c) la sua molalità 11.11 m d) la sua molarità 8.261 M 2) Quanti ml di NH 3 8.00 M devo aggiungere a 10.0 ml di NH 3 0.500 M per avere una soluzione 1.00 M? 0.714 ml 3) Calcolate la temp. di congelamento delle seguenti soluzioni acquose. 0,10 molali (k criosc H 2 O = 1.90 kg C mol -1 ) a) HCl: _-0.38 C ; b) Al(NO 3 ) 3 _-0.76 C_; c) metanolo -0.19 C; d) a quale delle soluzioni precedenti sarà più vicino il punto di congelamento di una soluzione 0,10 m di acido acetico c, perchè...... 4) Quanti grammi di glucosio (MM = 180.0 uma) bisogna sciogliere in 2000 ml di acqua per ottenere una soluzione con la stessa pressione osmotica di una soluzione di NaCl allo 1.01% in massa e densità 1.00g/mL? massa glucosio _124.4 g 5) Per una reazione A B si determinano i dati seguenti, a 50 C: Tempo 0 0.5 h 1.0 hs 1.5 h [A] 3.20 M 1.60 M 0.80 M 0.40 M a) Potete stabilire l ordine della reazione? SI NO perchè... b) la costante cinetica a quella T vale : 1.39 h -1 6) E noto il valore della costante cinetica di una reazione a una data temperatura. a) per poter determinare il valore della k ad un altra temperatura, che grandezza devo conoscere?... b) la relazione per calcolare la k alla nuova temperatura è:... 7) In un grafico di Arrhenius si riporta in ascissa..., in ordinata... e dalla pendenza si ricava... 8) Data la reazione reversibile esotermica: 4HCl(g) + O 2 (g) <=> 2Cl 2 (g) + 2H 2 O(g) Prevedere il segno del S:...<0 (diminuzione del n.ro di moli)... Se il sistema è all equilibrio in un recipiente di un dato volume a una data T, la produzione di Cl 2 sarà favorita: a) alzando la temperatura? SI NO perchè...la reazione è esotermica e l equilibrio si sposta a sinistra alzando la T (Le Chatelier)... b) trasferendo la miscela in un recipiente avente volume dimezzato?

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito C Posizione: Riga Colonna SI NO perchè... dimezzando V raddoppia P e quindi equilibrio si sposta dal lato con il minor n di moli (Le Chatelier). c) aggiungendo (a volume costante) alla miscela all equilibrio una quantità addizionale di O 2? SI NO perchè. aumentando la conc. di un reagente l equilibrio si sposta verso i prodotti (legge di azione di massa o Le Chatelier)... d) usando un catalizzatore? SI NO perchè... vedi compito A... 9) Dato l equilibrio 2H 2 S(g) + CH 4 (g) <=> CS 2 (g) + 4H 2 (g) a) Indicate quali dati cerchereste nelle opportune Tabelle per determinare i valori di H, S... b) Indicare i calcoli che fareste H =...; S =... vedi compito A per procedimento. c) Sapendo che a 298 K H = +206 kj mol -1, S = +76 J K -1 mol -1, calcolare la Kp a 298 K: K p = 7.24 10-33 vedi compito A per procedimento. d) Se si mescolano CH 4 e H 2 S entrambi con pressione parziale pari a 1 atm, come calcolereste la pressione parziale di CS 2 all equilibrio (impostare l equazione, senza risolverla):. K P = x(4x) 4 / (1-x)(1-2x) 2 vedi compito A per procedimento... 10) Sottolineare la risposta scelta e/o completare a) Una reazione con H > 0 e S < 0 è. sfavorita... entalpicamente e... sfavorita... entropicamente b) Una reazione con H > 0 e S < 0 è favorita a ALTA/BASSA/QUALSIASI/NESSUNA temperatura; c) Se un equilibrio è spostato a destra la sua K è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 1 d) Se un equilibrio è spostato a destra il suo G è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 0; e) Se una reazione ha K molto alta, mescolando i reagenti ottengo immediatamente i prodotti SI NO perchè... vedi compito A per motivazioni. 11) a) La solubilità di un sale è... b) Sapendo che Ks di Ag 2 C 2 O 4 = 5.00 10-12, determinate la sua solubilità s = 1.06 10-4 mol/l c) Se si trattano 20.0 ml di AgNO 3 0.500 M con 30.0 ml di Na 2 C 2 O 4 1.00 M, si ottengono 5.00_ mmoli di Ag 2 C 2 O 4 (s) e le concentrazioni degli ioni rimasti in soluzione sono [Ag + ] =_3.16 10-6 M, [C 2 O 4 2- ] = _0.500 M,.[Na + ] = 1.20 M; [NO 3 - ] = _0.200 M vedi compito A per procedimento. 12) Dati 100.0 ml di una soluzione di un acido debole HA 0.200 M, avente pka = 4.60. a) Il ph è: 2.65 b) Se aggiungo 50.0 ml NaOH 0.200 M, il ph diviene: 4.60 c) Che volume della soluzione di NaOH devo aggiungere per arrivare all equivalenza?: _100.0 ml d) Quale è il ph a quel punto? _8.8 e) Quale dei seguenti indicatori usereste: A) metilarancio (pka 4), B) blu timolo (pka 9), C) giallo alizarina (pka 11)?...B... perchè... vedi compito A per procedimento e motivazioni. 13) Indicare, motivandolo sinteticamente, il valore di ph (qualitativamente senza fare conti) atteso per le soluzioni acquose dei seguenti sali:

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito C Posizione: Riga Colonna NaH 2 PO 4 : diidrogeno fosfato è anfolita, con proprietà acide (pk a =7 e pk b =14-2 = 12, prevalenza del comportamento da acido debole). Il ph è pari a semisomma delle pka delle due coppie acido-base cui appartiene, cioè (2+7)/2= 4.5 NaNO 3 : neutra, perchè nitrato non ha proprietà basiche e Na + non ha proprietà acide NH 4 Cl: acida, perchè il catione ammonio è un acido debole, mentre il cloruro non ha proprietà basiche KCN: basica perchè lo ione cianuro è la base coniugata di un acido debolissimo (pka di HCN = 10) 14) a) Per preparare 100.0 ml tampone a ph 7,000 disponendo di K 2 HPO 4 2,00 M e HCl 1,00 M dovrò mescolare 44.7_ ml della soluzione di K 2 HPO 4 e _55.3 ml della soluzione di HCl. vedi compito A per procedimento b) Sarebbe stato possibile preparare lo stesso tampone disponendo di H 3 PO 4 2,00 M e di NaOH 1,00 M,? SI NO perchè usando la base forte, con un primo equivalente di base avrei trasformato tutto l acido fosforico in diidrogeno fosfato, poi con base in difetto avrei fatto formare le moli di monoidrogeno fosfato. 15) In base ai valori dei potenziali normali, predire la reazione spontanea che può avvenire a ph 0 in condizioni standard fra un elemento della coppia BrO 3 - /Br - (E 1.44 V) e uno della coppia Ag + /Ag (E 0.85 V). a) Agisce da ossidante la specie:... BrO 3 -...; b) Agisce da riducente la specie:... Ag...; c) La semireazione di riduzione è:... BrO 3 - + 6H + + 6è Br - + 3 H 2 O... d) Tale reazione avviene all elettrodo (semielemento) chiamato.catodo.. che costituisce il polo.positivo... e) La semireazione di ossidazione è:...ag Ag + + 1 è... - f) L ossidoriduzione bilanciata quindi è:... BrO 3 + 6H + + 6Ag Br - + 6Ag + + 3H 2 O... g) La pila risultante si può schematizzare come segue:...(-) Ag/Ag + (1M) // BrO 3 - (1M), Br - (1M), H + (1M)/Pt (+)... h) Il valore della costante di equilibrio si ottiene dalla relazione:... vedi compito A... i) e risulta: _10 60 l) La fem della pila, nelle condizioni specificate sotto, vale: 0.59. V - - [BrO 3 ] 0.100 M, [Br ] 0.200 M, [Ag + ] 1.00 10-2, ph = 2.00 (vedi compito A per procedimento) 16) Una soluzione acquosa contenente NaCl 1.00 M, FeCl 2 1.00 M viene sottoposta a elettrolisi. Indicare quale specie verrà ridotta al catodo (H + /H 2 E = 0.00 V; Cl 2 /Cl - E = 1.36 V; Fe 2+ /Fe E = -0.44 V; Na + /Na E = -2.71 V) _ H + _ La soluzione contiene gli ioni Na +, Cl -, Fe 2+ e H 2 O (e quindi H + ). In una elettrolisi al catodo si riduce la forma ossidata della coppia con il potenziale più alto, cioè il miglior ossidante. Le forme ossidate presenti in soluzione sono Na +, Fe 2+, e H +. In base ai potenziali si riduce H + 17) Completare le seguenti equazioni di decadimento radioattivo (introducendo anche tutti i valori di numero di massa e numero atomico mancanti) a) 222 Rn ----> Po +... 222 86 Rn ----> 218 84 Po + 4 2α... Il passaggio da Rn (Z=86) a Po (Z=84) implica una diminuzione di Z di 2 unità, il che avviene solo per emissione α. Scritta la particella α con il suo numero di massa e il suo numero di protoni, rimane solo da bilanciare A. b) 69 As ----> 32? +... 69 33 As ----> 69 32 Ge + +1 0 β... As ha Z=33. La formazione di un elemento con Z=32 (che è Ge) implica la diminuzione di 1 di Z, il che avviene solo per emissione di un positrone. c)?? --> 214 Bi + -1β 214 82 Pb --> 214 83 Bi + -1 0 β

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito C Posizione: Riga Colonna L emissione beta comporta aumento di 1 del numero atomico Z e invarianza del numero di massa A. Quindi se il prodotto ha Z=83 (che è il numero atomico di Bi) e A=214 il reagente deve avere Z=82, cioè Pb, e A=214. 59 1 d) Completare la seguente equazione nucleare: 27 Co + 0 n --> 4 2α + 56 25Mn... Occorre innanzi tutto scrivere tutti i valori di A e Z dei reagenti e del prodotto noto. Il bilancio di Z dice che si è formato elemento con Z=25, cioè Mn. Il bilancio di A dice che si è formato l isotopo con A=56. 18) Sottolineare e/o completare a) Sapendo che A 3+ /A 2+ E 0.84 V e A 2+ /A + E 0.65 V, la specie A 2+ in soluzione TENDE/NON TENDE a disproporzionare? b) un acido di Lewis è. una sostanza che ha un orbitale vuoto di bassa energia ed è in grado di accettare una coppia di elettroni (da una base di Lewis) formando un legame covalente. c) un acido di Brønsted è. una specie in grado di cedere un protone a una base. R = 0.082 L atm mol -1 K -1 = 8.314 J mol -1 K -1 pka: HAc = 4.75; NH 4 + 9.25; HClO 7.52; HF 3.18; HNO 2 3.14; HCN 10 H 3 PO 4 pk 1 = 2.13 ; pk 2 = 7.21; pk 3 = 12.4; H 2 CO 3 pk 1 = 6.36 ; pk 2 = 10.33; H 2 S pk 1 = 7.0 ; pk 2 = 13.5;

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito D Posizione: Riga Colonna Cognome... Nome... Matr.... 0) a) Scrivere il nome di Ca(HPO 4 ): idrogenofosfato di calcio.. PbO 2 :...ossido di piombo(iv) o biossido di piombo.. b) scrivere la formula di : nitrato di nichel(ii)...ni(no 3 ) 2 : solfito di ammonio...(nh 4 ) 2 SO 3... 1) Una soluzione contiene 799.9 grammi di NaOH e 1800.0 grammi di acqua e ha densità 1.33 g/ml. Calcolare : a) la % in massa di NaOH : 30.77_, b) la sua frazione molare 0.1667, c) la sua molalità 11.11 m d) la sua molarità 10.23 M vedi compito A per procedimento 2) Quanti ml di HNO 3 6.00 M devo aggiungere a 10.0 ml di HNO 3 0.500 M per avere una soluzione 1.00 M? 1.00 ml vedi compito A per procedimento 3) Calcolate la T eboll delle seguenti soluzioni acquose tutte 0,10 molali, sapendo che k ebull H 2 O = 0.51 kg C mol -1 a) CuCl 2 : 101.53 C; b) HNO 3 101.02 C ; c) glucosio 100.51 C_; d) a quale delle soluzioni precedenti sarà più vicino il punto di ebollizione di una soluzione 0,10 m di acido acetico? c, perchè... vedi compito A... 4) Quanti grammi di glucosio (MM = 180.0 uma) bisogna sciogliere in 2000 ml di acqua per ottenere una soluzione con la stessa pressione osmotica di una soluzione di MgCl 2 allo 2.00% in massa e densità 1.00g/mL? massa glucosio 226.9 g vedi compito A per procedimento 5) Per una reazione A B si determinano i dati seguenti, a 50 C: Tempo 0 40 s 80 s 120 s [A] 0.800 M 0.400 M 0.200 M 0.100 M a) Potete stabilire l ordine della reazione? SI NO perchè... b) la costante cinetica a quella T vale : 1.7 10-2 s -1 vedi compito A per procedimento 6) E noto il valore della costante cinetica di una reazione a una data temperatura. a) per poter determinare il valore della k ad un altra temperatura, che grandezza devo conoscere?... b) la relazione per calcolare la k alla nuova temperatura è:... vedi compito A per procedimento 7) In un grafico di Arrhenius si riporta in ascissa..., in ordinata... e dalla pendenza si ricava... vedi compito A per procedimento 8) Data la reazione reversibile endotermica: 2H 2 S(g) + CH 4 (g) <=> CS 2 (g) + 4H 2 (g) Prevedere il segno del S:...>0 aumenta n.ro di moli... Se il sistema è all equilibrio in un recipiente di un dato volume a una data T, la produzione di H 2 sarà favorita: a) alzando la temperatura? SI NO perchè... vedi compito A... b) trasferendo la miscela in un recipiente avente volume dimezzato?

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito D Posizione: Riga Colonna SI NO perchè... vedi compito A... c) aggiungendo (a volume costante) alla miscela all equilibrio una quantità addizionale di CH 4? SI NO perchè... vedi compito A... d) usando un catalizzatore? SI NO perchè.. vedi compito A... 9) Dato l equilibrio 4HCl(g) + O 2 (g) <=> Cl 2 (g) + 2H 2 O(g) a) Indicate quali dati cerchereste nelle opportune Tabelle per determinare i valori di H, S... b) Indicare i calcoli che fareste H =...; S =... c) Sapendo che a 298 K H = -114 kj mol -1, S = -352 J K -1 mol -1, calcolare la Kp a 298 K: 39.4 _ d) Se si mescolano HCl e O 2 entrambi con pressione parziale pari a 1 atm, come calcolereste la pressione parziale di Cl 2 all equilibrio (impostare l equazione, senza risolverla):...k P = x (2x) 2 /(1-4x) 4 (1-x)...vedi compito A per procedimento 10) Sottolineare la risposta scelta e completare a) Una reazione con H < 0 e S < 0 è...favorita... entalpicamente e..sfavorita.. entropicamente b) Una reazione con H < 0 e S < 0 è favorita a ALTA/BASSA/QUALSIASI/NESSUNA temperatura; c) se un equilibrio è spostato a sinistra la sua K è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 1 d) se un equilibrio è spostato a sinistra il suo G è MAGGIORE/MINORE/UGUALE a 0; e) se una reazione ha K molto alta, mescolando i reagenti ottengo immediatamente i prodotti SI NO perchè... vedi compito A... 11) a) La solubilità di un sale è... b) Sapendo che Ks di MgF 2 = 1.00 10-11, determinate la sua solubilità s = 1.36 10-4 mol/l_ c) Se si trattano 40.0 ml di Mg(NO 3 ) 2 0.500 M con 10.00 ml di NaF 2.00 M, si ottengono 10.00_ mmoli di MgF 2 (s) e le concentrazioni degli ioni rimasti in soluzione sono [Mg 2+ ] = 0.200 M, [F - ] = _7.08 10-6 M,.[Na + ] = 0.400_M; [NO 3 - ] = 0.800 M 12) Dati 100.0 ml di una soluzione di una base debole B 0.200 M, avente pkb = 4.60. a) Il ph è: 11.35 b) Se aggiungo 50.0 ml HCl 0.100 M, il ph diviene: _9.88 c) Che volume della soluzione di HCl devo aggiungere per arrivare all equivalenza?: _200.0 ml d) Quale è il ph a quel punto? 5.28 e) Quale dei seguenti indicatori usereste: A) metilarancio (pka 4), B) rosso metile (pka 5), C) blu timolo (pka 9)?...B... perchè... 13) Indicare, motivandolo sinteticamente, il valore di ph (qualitativamente senza fare conti) atteso per le soluzioni acquose delle seguenti sostanze: FeCl 3 : acida, perchè il cationefe 3+ è un acido di Brønsted, mentre il cloruro non ha proprietà basiche KNO 3 : neutra, perchè nitrato non ha proprietà basiche e K + non ha proprietà acide Na 3 PO 4 : basica perchè lo ione fosfato è la base coniugata di un acido debolissimo (pk 3 di H 3 PO 4 = 12) NaHSO 4 : lo ione idrogenosolfato non è un vero anfolita, perchè ha capacità basiche irrilevanti (base coniugata di acido forte H 2 SO 4 ). Quindi è un acido, quasi forte (pka = 2).

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito D Posizione: Riga Colonna 14) a) Per preparare 100.0 ml tampone a ph 7,400 disponendo di KH 2 PO 4 2,00 M e NaOH 1,00 M dovrò mescolare 45.1 ml della soluzione di KH 2 PO 4 e 54.9 ml della soluzione di NaOH. vedi compito A per procedimento b) Sarebbe stato possibile preparare lo stesso tampone disponendo di K 3 PO 4 2,00 M e di HCl 1,00 M? SI NO perchè. usando l acido forte, con un primo equivalente di acido avrei trasformato tutto lo ione fosfato in monoidrogeno fosfato, poi con acido in difetto avrei fatto formare le moli di diidrogeno fosfato...necessarie... 15) In base ai valori dei potenziali normali, predire la reazione spontanea che può avvenire a ph 0 in condizioni standard fra un elemento della coppia Cr 2 O 7-2 /Cr 3+ (E 1.33 V) e uno della coppia Fe 3+ /Fe 2+ (E 0.77 V). a) Agisce da ossidante la specie:... Cr 2 O 7-2...; b) Agisce da riducente la specie:... Fe 2+...; c) La semireazione di riduzione è:... Cr 2 O 7-2 + 14 H + + 6 e - 2. Cr 3+ + 7 H 2 O.. d) Tale reazione avviene all elettrodo (semielemento) chiamato CATODO che costituisce il polo..positivo... e) La semireazione di ossidazione è:...fe 2+ Fe 3+ +1 e -... - f) L ossidoriduzione bilanciata quindi è:... Cr 2 O 2 7 + 14 H + + 6 Fe 2+ 2.Cr 3+ +6 Fe 3+ + 7 H 2 O... g) La pila risultante si può schematizzare come segue:...pt/ Fe 2+ (1M), Fe 3+ (1M) // Cr 2 O 7-2 (1M), Cr 3+ (1M), H + (1M)/Pt... h) Il valore della costante di equilibrio si ottiene dalla relazione:... vedi compito A... i) e risulta: 8.90 10 56 l) La fem della pila, nelle condizioni specificate sotto, vale: 0.28_ V - [Cr 2 O 2 7 ] 1.00 10-2 M, [Cr 3+ ] 0.100 M, [Fe +3 ] 0.800 M, [Fe 2+ ] 0.800 M, ph = 2.00 16) Una soluzione acquosa contenente FeCl 3 1.00 M, KCl 1.00 M viene sottoposta a elettrolisi. Indicare quale specie verrà ridotta al catodo (H + /H 2 E = 0.00 V; Cl 2 /Cl - E = 1.36 V; Fe 3+ / Fe 2+ E = 0.77 V; K + /K E = -2.92 V) Fe 3+ La soluzione contiene gli ioni K +, Cl -, Fe 3+ e H 2 O (e quindi H + ). In una elettrolisi al catodo si riduce la forma ossidata della coppia con il potenziale più alto, cioè il miglior ossidante. Le forme ossidate presenti in soluzione sono K +, Fe 3+, e H +. In base ai potenziali si riduce Fe +3 16) Completare le seguenti equazioni di decadimento radioattivo (introducendo anche tutti i valori di numero di massa e numero atomico mancanti) a) 218 Po ----> Pb +... 218 84 Po ----> 214 82 Pb + 4 2α... Il passaggio da Po (Z=84) a Pb (Z=82) implica una diminuzione di Z di 2 unità, il che avviene solo per emissione α. Scritta la particella α con il suo numero di massa e il suo numero di protoni, rimane solo da bilanciare A. b) 30 P ----> 14? +... 30 15 P ----> 14 30 Si + +1 0 β... P ha Z=15. La formazione di un elemento con Z=14 (che è Si) implica la diminuzione di 1 di Z, il che avviene solo per emissione di un positrone. c)?? --> 129 Xe + -1β 129 53 I --> 129 54 Xe + -1β L emissione beta comporta aumento di 1 del numero atomico Z e invarianza del numero di massa A. Quindi se il prodotto ha Z=54 (che è il numero atomico di Xe) e A=129 il reagente deve avere Z=53, cioè I, e A=129. 59 1 d) Completare la seguente equazione nucleare: 27 Co + 0 n --> 4 2α + 56 25Mn... Occorre innanzi tutto scrivere tutti i valori di A e Z dei reagenti e del prodotto noto. Il bilancio di Z dice che si è formato elemento con Z=25, cioè Mn. Il bilancio di A dice che si è formato l isotopo con A=56.

2 Verifica 2007 21/1/08 Compito D Posizione: Riga Colonna 18) Sottolineare e/o completare a) Sapendo che A 4+ /A 3+ E 0.14 V e A 3+ /A + E 0.65 V, la specie A 3+ in soluzione TENDE/NON TENDE a disproporzionare? b) una base di Brønsted è una sostanza capace di accettare un protone... c) una base di Lewis è una specie in grado di donare una coppia di elettroni (a un acido di Lewis) per formare un legame covalente. R = 0.082 L atm mol -1 K -1 = 8.314 J mol -1 K -1 pka: HAc = 4.75; NH + 4 9.25; HClO 7.52; HF 3.18; HNO 2 3.14; HCN 10 H 3 PO 4 pk 1 = 2.13 ; pk 2 = 7.21; pk 3 = 12.4; H 2 CO 3 pk 1 = 6.36 ; pk 2 = 10.33; - H 2 S pk 1 = 7.0 ; pk 2 = 13.5; HSO 4 pk = 2