CORSO DI LAUREA IN CHIMICA Corso di Chimica Generale e

CORSO DI LAUREA IN CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE
Corso di Chimica Generale e Inorganica con Laboratorio (Corso B)
Esame del 16/09/2016
COGNOME ________________ NOME ___________________ Matricola _________
1) Calcolare a) quanti grammi di Ag3PO4 si disciolgono in 10.0 L di acqua pura; b) quanti grammi di
Ag3PO4 si disciolgono in 10.0 L di una soluzione 0.25 M di AgNO 3.
Kps (Ag3PO4) = 1.8*10-18
a) Ag3PO4
3Ag+ + PO43Ag3PO4
3Ag+ PO43inizio
equilibrio
3s
s
Kps (Ag3PO4) = 1.8*10-18 = (3s)3*s
1.8*10-18 =27s4
s=1.61*10-5 M [PO43-]
-5
-4
1.61*10 M [Ag3PO4]*10 L= 1.61*10 mol*418.57g/mol=0.067 g
b)
Ag3PO4
3Ag+
PO43inizio
0.25
equilibrio
0.25+3s
s
Kps (Ag3PO4) = 1.8*10-18 = (0.25)3*s
s=1.152*10-16 M [PO43-]
-16
-15
1.152*10 M [Ag3PO4]*10 L= 1.152*10 mol*418.57g/mol=4.8*10-13 g
2) Calcolare il potenziale di un elettrodo di Ag immerso in una soluzione satura di Ag2S.
E°Ag+/Ag=0.800 V; Kps= 6.69*10-50
calcolo la solubilità del sale: Kps= 6.69*10-50 = (2S)2S= 4S3
S = 2.56*10-17 M
quindi la [Ag+] sarà uguale a 2S = 5.12*10-17 M
Risolvo l’equazione di Nerst: E = 0.800 –0.0591*Log(1/[Ag+]) e ottengo E= -0.16 V
3) In un recipiente da 1,0 L, mantenuto a 1000 K, si introducono 1,00 moli di SO 2 e 1,00 moli di O2.
Quando si raggiunge l’equilibrio si sono formate 0,925 moli di SO 3. Si calcoli la Kc a 1000 K per la
reazione:
......SO2 (g) + ......O2 (g)
......SO3 (g)
(da bilanciare)
bilancio la reazione: .....2SO2 (g) + O2 (g)
2SO3 (g)
Le concentrazioni iniziali di SO2 e O2 sono 1 M
Poiché all’equilibrio la concentrazione di SO3 è 0.925 M (0.925mol/1L) questa corrisponderà anche alla
variazione nello schema dell’equilibrio;
2SO2 O2
2SO3
inizio
1
1
variazione -2x
-x
+2x
equilibrio 1-2x 1-x
+0.925
però tenendo conto dei coefficienti stechiometrici 0.925=2X quindi x=0.925/2=0.462
quindi lo schema diventa:
2SO2
O2
2SO3
inizio
1
1
variazione -0.925
-0.462
+0.925
equilibrio 1-0.925 1-0.462
+0.925
le concentrazioni all’equilibrio saranno: [SO2]= 1-0.925=0.075 M, [O2]=1-0.462= 0.537 M e [SO3]= 0.925
M
vado a sostituire nell’espressione della K=[SO3]2/ [SO2]2[O2]= 0.9252/0.0752*0.537=2.8*102
4) Quanti grammi di formiato di sodio (HCOONa) si devono aggiungere a 525 mL di acido formico
(HCOOH) 0.41 M per avere una soluzione tampone con pH =4.51?
Ka dell’acido formico = 1.80* 10-4.
pH=4.51 → [H+]=3.09*10-5 M
HCOOH
H2O
HCOOH 3O +
inizio
0.41
x
variazione
-3.09*10-5
+3.09*10-5 +3.09*10-5
equilibrio 0.41-3.09*10-5
x+3.09*10-5 +3.09*10-5
-4
-5
-5
1.80* 10 = (x+3.09*10 )* 3.09*10 /0.41-3.09*10-5
x=2.39 M [HCOO-]iniz *0.525 L=1.255 mol*68g/mol=85.3 g
5) Determinare a quale volume devono essere portati 200 mL di una soluzione di acido nitrico (HNO3) al
29.5 % p/p con densità 1.2 g/mL per preparare una soluzione di acido 0.93 M.
200mL*1.2g/mL=240g*29.5/100=70.8g di HNO3/63.01g/mol=1.12 mol/0.2L=5.62 M [HNO3]
5.62 L*0.2 mL=0.93 M*x x=1.204L = 1204 mL
6) Bilanciare le seguenti reazioni:
Cl- + ClO-→ Cl2
(ambiente acido)
Cl = -1→0=1
ClO- =+1→ 0=1
Cl- + ClO-→ Cl2 bilancio le cariche con H+
2H+ + Cl- + ClO-→ Cl2 bilancio le masse con H2O
2H+ + Cl- + ClO-→ Cl2 + H2O
MnO4- + Fe2+ → Mn2+ + Fe3+
(ambiente acido)
2+
Fe = +2→+3=1
MnO4- = +7→+2=5
MnO4- + 5Fe2+ → Mn2+ + 5Fe3+ bilancio le cariche con H+
8H+ + MnO4- + 5Fe2+ → Mn2+ + 5Fe3+ bilancio le masse con H2O
8H+ + MnO4- + 5Fe2+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
7) 6.5 g di ammoniaca gassosa vengono posti in un contenitore della capacità di 3.55 L insieme a 9.0 g di
acido cloridrico gassoso alla temperatura di 85°C.
Avviene la reazione
NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)
Calcolare a) la pressione finale del gas all’interno del recipiente e b) i grammi di cloruro di ammonio
formatisi.
a)
6.5g/17g/mol=0.382 mol NH3
8.5g/36.5g/mol=0.247 mol HCl
0.382-0.247=0.135 mol di NH3 in eccesso
p=0.135*0.082*(85+273)/3.55=1.116 atm
b)
0.247 mol*53.49 g/mol=13.21 g di NH4Cl
8) Calcolare il pH di una soluzione ottenuta miscelando 240 mL di una soluzione di acido cloridrico 0.1 M
e 80 mL di una soluzione di ammoniaca 0.3 M.
Kb ammoniaca = 1.8*10-5
0.1M*0.24L=0.024 mol HCl
0.3M*0.08L=0.024 mol NH3
HCl + NH3 NH4+ + Cl[NH4+]=0.024/(0.24+0.08)=0.075M
[H+]=0
[NH3]=0
+
NH4
H2 O
NH3 H3O+
inizio
0.075
variazione
-x
+x
+x
equilibrio 0.075-x
+x
+x
Kh=10-14/1.8*10-5=5.55*10-10=x2/(0.075-x) x=6.4*10-6 M=[ H3O+]
pH=5.19