Esame scritto di Elementi di Chimica 14/1/015 Corso di Laurea in Fisica Cognome e Nome..N. di Matricola 1) Scrivere formula bruta, formula di struttura (indicando le eventuali strutture di risonanza) ed indicare il numero di ossidazione di tutti gli elementi nei seguenti anioni: a) Ione nitrito b) Ione carbonato c) Ione idrogenosolfito d) Ione clorato
) Il diossano è un composto organico liquido avente formula chimica C4H8 e densità 1,034 g/ml. a) Bilanciare la reazione di combustione: C4H8 + C + H b) Calcolare il volume di ossigeno (misurato a p = 1,0 atm e a 5 C) necessario per la combustione di 5 ml di diossano. c) Calcolare i grammi di anidride carbonica e di acqua prodotti nella reazione. 3) 1,69 g di iodio elementare vengono fatti reagire in ambiente basico con 50 ml di soluzione 0,00 M di ipoclorito di sodio. a) Bilanciare la reazione fra iodio e ipoclorito prima in forma ionica e poi in forma molecolare: I + + H I3 + + H I + Na + NaH NaI3 + Na + H b) Determinare il reagente in difetto. c) Calcolare i grammi di iodato di sodio prodotti nella reazione. 4) Una soluzione 0,00 M di un acido debole monoprotico HA esercita una pressione osmotica di 0,591 atm alla temperatura di 7 C. Calcolare: a) il grado di dissociazione dell acido debole; b) la sua costante di dissociazione a; c) il ph della soluzione. 5) Calcolare la forza elettromotrice della seguente pila: b b (solido); Na 0,10 M AgS4 (sol. satura) Ag Sapendo che: E Ag + /Ag = 0,80 V sag S 4 = 1,. 10 5 E b + /b = 0,13 V sb = 1,7. 10 5 6) In un recipiente del volume di,0 litri vengono introdotte,00 x10 moli di F. Quando la temperatura viene portata a 1000 si stabilisce l equilibrio: F (g) F (g) All equilibrio nel recipiente si misura una pressione totale pari a 0,936 atm. Calcolare la costante di equilibrio.
Soluzioni Esame scritto di Elementi di Chimica Corso di Laurea in Fisica 14/1/015 1) Scrivere formula bruta, formula di struttura (indicando le eventuali strutture di risonanza) ed indicare il numero di ossidazione di tutti gli elementi nei seguenti anioni: +3 a) Ione nitrito N +4 b) Ione carbonato C 3 N N C C C +1 +4 c) Ione idrogenosolfito HS 3 +5 d) Ione clorato 3 ) Il diossano è un composto organico liquido avente formula chimica C4H8 e densità 1,034 g/ml. a) Bilanciare la reazione di combustione: S H C4H8 + 5 4 C + 4 H b) Calcolare il volume di ossigeno (misurato a p = 1,0 atm e a 5 C) necessario per la combustione di 5 ml di diossano. S H g C4H 8 = V. d = 1,034. 5 = 5,85 g M C4H 8 = 88 g/mole n C4H 8 = g C4H 8 / M C 4H 8 = 5,85/88 =0,94 n = 5 n C4H 8 = 1,47 V = nrt/ = 1,47.0,81.98/1 = 35,9 l c) Calcolare i grammi di anidride carbonica e di acqua prodotti nella reazione. n C = n H = 4 n C 4H 8 = 1,175 M C = 44 g/mole M H = 18 g/mole g g C = n C. M C = 1,175. 44 = 51,7 g H = n H. M H = 1,175. 18 = 1,15 g 3) 1,69 g di iodio elementare vengono fatti reagire in ambiente basico con 50 ml di soluzione 0,0 M di ipoclorito di sodio. a) Bilanciare la reazione: (0) (+5) I + 1 H I3 + 10 e + 6 H x 1 (+1) (1) + e + H + H x 5 I + 5 + H I3 + 5 + H in forma ionica I + 5 Na + NaH NaI3 + 5 Na + H in forma molecolare
b) Determinare il reagente in difetto. M I = 53,8 g/mol n I = g I / M I = 1,7 / 53,8=0,005 n Na = V Na. M Na = 0,05.0,0 = 0,001 L ipoclorito di sodio è il reagente in difetto. c) Calcolare i grammi di iodato di sodio prodotti nella reazione. n NaI3 = /5 n Na = 0,001. /5 = 0,0004 f NaI 3 = 197,9 g/mole g NaI3 = n NaI3. f NaI3 = 0,0004. 197,9 = 0,079 g 4) Una soluzione 0,00 M di un acido debole monoprotico HA esercita una pressione osmotica di 0,591 atm alla temperatura di 7 C. Calcolare: a) il grado di dissociazione dell acido debole; HA+ H H3 + + A (1cc c totale (1 +c c RT (1+)= b) la costante di dissociazione a; π crt = π crt 0,59 1 = 1 = 0, 0,0 0,081 300 [A ][H (cαc c(1 α) cα 1 α 0,0(0,) 1 0, 3 4 a 10 [HA] ] c) il ph della soluzione. [H3 + ] = c. 0,0 = 0,004 ph = log(0,004) =,4 5) Calcolare la forza elettromotrice della seguente pila: b b (solido); Na 0,10 M AgS4 (sol. satura) Ag Sapendo che: E Ag + /Ag = 0.80 V sag S 4 = 1,. 10 5 E b ++ /b = 0.13 V sb = 1,7. 10 5 olo positivo : Ag + +e Ag E+ = E Ag + /Ag + 0,059 log[ag + ] AgS4 (s) Ag + (aq) + S4 (aq) sag S 4 = [Ag + ] [S4 ]=s(s) = 4s 3 s s 5 ps 1, 10 s = 3 3 =0,0144 M [Ag + ]= s = 0,088 M 4 4 E+ = E Ag + /Ag + 0,059log[Ag + ] = 0,8+ 0,059 log(0,088) = 0,71 V olo negativo : b + + e b E = E b + /b + 0,059 log [b ++ ] b (s) b + (aq) + (aq) sb =[b + ][ ]
5 Effetto dello ione a comune [ ] = 0,1 M [b + sb 1,7 10 ] = 1,7.10 3 [ ] (0,1) E = E b + /b + 0,059 Epila = E+ E = 0,71 (0,1) V = 0,9 V log[b + ] =0,13 +0,059/ log(1,7.10 3 )= 0,1 V 6) In un recipiente del volume di,0 litri vengono introdotte,00 x10 moli di F. Quando la temperatura viene portata a 1000 si stabilisce l equilibrio: F (g) F (g) All equilibrio nel recipiente si misura una pressione totale pari a 0,936 atm. Calcolare la costante di equilibrio. 0 0 F nf RT 10 V 1000 0,081 0,81atm F F 0 x x = 0 x + x = 0 +x = 0,936 atm x = 0 = 0,936 0,81 = 0,115 atm F= x = x0,115 = 0,3 atm F = x = 0,810,115 = 0,706 atm F F 0,3 0,706 0,075 o