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Stechiometria e formule chimiche

Esercizi per il corso di Chimica Medica tenuto dal prof. Massimiliano Coletta e riguardante i seguenti argomenti: - Stechiometria, calcoli stechiometrici e unità di misura;- Formule chimiche, unità chimiche e moli;- Leleggi dei gas.

  • Per l'esame di CHIMICA MEDICA del Prof. M. Coletta
  • Università: Tor Vergata - Uniroma2
  • CdL: Corso di laurea in farmacia (Facoltà di Medicina e Chirurgia e di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali)
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  • 09-07-2011
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Stechiometria e formule chimiche
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Anteprima Testo:
Frère Natalino Prof. Dott. Cesare De Rossi S T E C H I O M E T R I A CALCOLI STECHIOMETRICI UTILI AD ALUNNI CHE DESIDERANO ISCRIVERSI A FACOLTA' SCIENTIFICHE E AD EX-ALUNNI CHE GIA' LE FREQUENTANO INDICE 01- Misure - Unità - Dimensioni. 02- Formule chimiche -- Unità chimiche -- Moli. 03- Calcoli stechiometrici fondamentali. 04- Le leggi dei gas. 05- Volumi dei gas nelle reazioni chimiche. 06- Peso equivalente - Valenza - Peso atomico. 07- Concentrazione delle soluzioni. 08- Valenza - Legami chimici - Numero di ossidazione - Reazioni foniche. 09- Reazione di Ossido - Riduzione 10- Principio dell'equivalenza applicato all'analisi titrimetrica. 11- Analisi Indiretta 12- Le leggi dello stato di soluzione. 13- Termo-Chimica : Esercizi. 14- Equilibrio chimico: Esercizi sugli Equilibri Elettrolitici:Calcolo della [H+] e [OH-] in soluzioni a PH e POH a noti. 15- Esercizi sugli Equilibri Elettrolitici:Calcolo del Ph e Poh in soluzioni a [H+] e [OH-] note. 16- Elettrochimica: Esercizi. 17- Potenziali di ossido-Riduzione 18- Calcolo del Potenziale di una semicoppia Redox dal Potenziale noto di altre semicoppie. 19- Previsione della possibilità che una reazione redox avvenga in base a dati Potenziali. 20- Determinare se una disproporzione è possibile in base ai valori dei Potenziali. 21- Determinare se una disproporzione è possibile in base ai valori della loro Costante d'Equilibrio. 22- Grado di avanzamento delle reazioni redoz in base ai valori della Costante d'Equilibrio. 23- Previsione della direzione verso la quale tende ad evolvere una reazione dalle variazioni del DG°. 24- Calcolo della Costante d'Equilibrio per mezzo dell'Energia Libera Standard (Dg°). I MISURE - UNITA'- DIMENSIONI N.B- Per effettuare i calcoli in questo capitolo ho usato: a)- Il calcolatore scientifico programmabile TI-73 BASICALC della Texas instruments. b)- Il Kuster-Thiel-Fischbeck Tabelle logaritmiche per chimici Hoepli 1974 N.B.- Nello svolgere questi problemi stechiometrici, ho cercato di spiegare att raverso quali passaggi si può giungere alle risposte richieste. n° 1 Quante cifre significative vi sono nei seguenti valori: Soluzione a)- 132,0 4 cifre significative (1320) b)- 0.00320 3 cifre significative (320) c)- 1,10*10-3cm 3 cifre significative (110) d)- 1,1*104 2 cifre significative (11) 3 e)- 1,98*10 3 cifre significative (198) f)- 1040 g.*cm-2 4 cifre significative (1040) N.B.- Lo zero, all'inizio di un numero non può mai essere cifra significativa; lo è, invece, quando si trova in mezzo, o alla fine, di un numero. n° 2 Risolvere le seguenti operazioni esprimendo il risultato con il corretto numero di cifre significative. Soluzione a)- 1,22 * 0,4 = 0,488 ≅ 0,5 Risposta = 0,5 b)- 68,4 x 0,072 = 4,9298 ≅ 4,9 Risposta = 4,9 c)- 103,96 x 0,610 = 63,4156 ≅ 63,4 Risposta = 63,4 d)- 96,48/ 2,64 = 36,54545455 ≅ 36,5 Risposta = 36,5 e)- 13,64 / 0,552 = 24,71014493 ≅ 24,7 Risposta = 24,7 f)- 9,84 / 9,3 =1,058064516 ≅ 1,06 Risposta = 1,06 g)- 4,20+3,472+0,04726+0,13+ 0,0048 = 7,85406 ≅ 7,85 Risposta = 7,85 n° 3 La densità dell'alcool è 0,79 g/cm3 a 20°. Calcolare la massa di 250 cm3 di alcool: Soluzione Sapendo che: massa = densità x volume massa = d * V = 0.79 x 250 = 197,5 ≅198 g. Risposta La massa di 250 cm3 di alcool è di g.1,98 n° 4 La densità del benzolo è 0,88 g/cm3 a 20°. Quanti milligrammi di benzolo vi sono in 25 millilitri. Soluzione Sapendo che: massa = densità x volume massa = d * V = 0,88 x 25 = g. 22 = mg 22000 Risposta In 25 ml vi sono mg. 22000 di benzolo n° 5 Una molecola d'acqua ha una superficie di 10 Angstromg (Å). Quante molecole d'acqua sono necessarie per coprire 1 cm2 di superficie ? Soluzione Determino il n° di molecole d'acqua necessari per coprire 1cm2 di superficie: Å2 10 = cm2 10 (10-8)2 = 10-15 10-15 : 1 = 1 : x da cui ho: x = 1* 1 / 10-15 = 1*1015 RispoEspandi »sta 2 Per coprire 1 cm di superficie saranno necessarie 1*1015 molecole d'acqua. n° 6 Lo spessore di una bolla di sapone è di circa 60 Å . Paragonate questo spessore con la luce gialla del sodio che è di 0,5890 micrn (= = m m). Soluzione. Determino il n° di cm corrispondenti a 60 Å: Å 60 = cm 60*10-8 Determino il n° di cm pari ai micron dati: µ 0,5890 = cm 0,5890*10-4 Paragono lo spessore lo spessore di 60 Å a quello della luce pari a 0,5890 µ: (60.10-8) / (0,5890*10-4) = (6.10-7) / (589.10-7) = 6 / 589 = 0,010187 ≅ 1/100 Risposta Lo spessore della bolla di sapone corrisponde a circa 1/100 della luce gialla del sodio che è 0,5890 µ. n° 7 Una lampada ultravioletta emette il 95% delle sue radiazioni alla lunghezza d'onda di 2357 Å. Esprimete questa lunghezza d'onda in centimetri, millimicron e micron. Soluzione Trasformo gli Å in cm: 2357 Å = 2,357.10-5 cm. Trasformo gli Å in millimicron (mµ): 2357 Å = 235,7 mµ Rasformo gli Å in µ: 2357 Å = 0,2357 µ: Risposta -5 2357 Å = 2,357*10 cm 2357 Å = 235,7 mµ 2357 Å = 0,2357 mµ. n° 8 Su di una piastra di ferro venne depositato dello zinco; si ebbe uno spessore di 0,000412 cm. Esprimete lo spessore in angstrom (Å). Soluzione cm. 0,000412 = Å 4,12.105 Risposta 5 cm. 0,000412 corrispondono a Å 4,12*10 n° 9 1 / 100000 mg. Di DDT è la dose mortale per una mosca. Che parte è di un grammo questa quantità? Soluzione mg. 1 / 100000 = g. 1 / (100000*1000)) = g. 1. 10-8 Risposta Questa quantità è 1 / 100000000 = g. 1.10-8 n° 10 Qual è il peso in grammi di 25 ml di una soluzione il cui peso specifico (d) è 1,45? Soluzione Sapendo che: 1ml = 1cc. (cm3) 1cc. = 1ml = g. 1,45 Determino il peso di 25 ml con d = 1,45: 1 : 1,45 = 25 : gx gx = (1,45 x 25) / 1 = g. 36,25 ≅ g. 36,3 Risposta Il peso in grammi di 25 ml, di una sostanza il cui peso specifico è 1,45, è g. 36,3 N.B.- Termine de 1° Capitolo II FORMULE CHIMICHE UNITA' CHIMICHE MOLI N.B- Per effettuare i calcoli in questo capitolo ho usato: a)- Il calcolatore scientifico programmabile TI-73 BASICALC della Texas instruments b)- Il Kuster-Thiel-Fischbeck Tabelle logaritmiche per chimici Hoepli 1974 n° 1 Convertire in moli(M): a)- 0,18 Kg di clorato di bario: Soluzione Scrivo la reazione per ottenere il clorato di bario: 2HClO3 + BaSO4 -------------- Ba(ClO3)2 + H2SO4 Determino il peso molecolare del clorato di bario: Ba = g. 127.4 2Cl = g. 71 6 O = g. 96 p.m.= g. 304,4 Kg. 0,18 = g. 180 Determino le moli corrispondenti a Kg 0,18 di clorato di bario: n° Moli = P/g : p.m. = g. 180 / 304,4 = 0,5913272011 M 0,59 M Risposta a) 0,18 Kg. di clorato di bario corrispondono a 0,59 M del medesimo sale. b)- Convertire in moli (M) 24 g. di solfato di rame pentaidrato: Soluzione Scrivo la reazione per ottenere il solfato di ramepentaidrato: CuO + H2SO4 ----------- CuSO4 + H2O CuSO4 + 5H2O ---------- CuSO4.+ 5H2O Determino le moli corrispondenti a 24 g. di solfato rameico penta idrato: Sapendo che: p.m. (CuSO4.5H2O) = 250 g. N° Moli = P/g : p.m. = g. 24 / 250 = 0,096 M Risposta b) 24 g. Di solfato rameico pentaidrato corrispondono a 0,096 M c)- Convertire in moli (M) 260 mg di nitrato di ammonio: Soluzione Scrivo la reazione per ottenere il nitrato di ammonio: CuO + HNO3 ------------- Cu(NO3)2 + H2O Determino le moli corrispondenti a 24 g. di solfato rameico penta idrato: Sapendo che : p.m. [Cu(NO3)2 ] = g. 187,2 Mg. 260 = g. 0,260 N° Moli = P/g : p.m. = g. 0,260 / 187,2 = g. 0,0013888889 M ≅ M. 0,00139 Risposta 260 mg. di nitrato rameico corrispondono a 0,00139 M n° 2 Vi sono più molecole in: a)- 4 millimoli di acido nitrico o in 80 mg. Di questo acido? Soluzione a) Trasformo le millimoli in moli e determino il numero di molecole presenti in 4 mM: mM 4 = M 4 / 1000 = 4.10 -3 n° molecole = n° moli x N = 4.10 -3 x 6,02.10 23 = 2,408.1021 24,08.1020 (numero di molecole) Determino il n° di molecole presenti in 80 mg.: p.m.(HNO3) = g. 63 mg. 80 = 0,080 g.(di acido nitrico) n°Moli = P/g. : p.m. = 0,080 / 63 = 0,0012698413 0,00127 127.10 -5 moli n° Molecole = n° moli x N = 127.10-5 x 6.02.1023 = 7,6454.1020 764,54.1018 (molecole) Paragono il n° di molecole trovate: 24,08.1020 > 764,54.10 Risposta a) Essendo 24,08.1020 > 764,54.10 vi sono più molecole in 4 m.moli di HNO3. b)- Vi sono più molecole in: 4 moli di nitrato calcico o in un chilo di cloruro di piombo? Soluzione b) Determino il n° di molecole di Ca[NO3]2: n° Molecole = n° moli x N = 4 x 6,02.1023 = 2,408.1024 = 24,08.1023 (Molecole) Essendo p.m. PbCl2 = 278 g. e 1Kg. = 1000 g. N° Moli PbCl2 = P/g : p.m = 1000 / 278 = 3,5971 3,6 N° Molecole = n° Moli x N = 3,6 x 6,02.1023 = 2,1672.1024 21,7.1023 (n° Molecole) Risposta b) 24,08.1023 > 21,7.1023. Vi sono più molecole in 4 moli di nitrato di calcio. c)- Vi sono più molecole in: 16 g. di cloruro di sodio o in 20 g. di cloruro di potassio? Soluzione c) Sapendo che: Na = g. 23 Cl = g. 35,5 p.m, NaCl = g. 58,5 Determino il n° di moli e il n° di molecolre di NaCl: n°Moli = P « Comprimi
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