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Corso di Studi in Biologia Generale ed Applicata – Chimica Generale ed Inorganica e Laboratorio

Napoli, 12 gennaio 2018

Compito d'esame – Traccia A

  1. Calcolare la massa di cromato di sodio e il volume di CO2 prodotto (misurato a TPS) ponendo a reagire 5.000 g di ciascuno dei reagenti, secondo la seguente reazione (da completare e bilanciare):

Cr2O3 + Na2CO3 + KNO3 → CO2 + Na2CrO4 + KNO2

Calcolare, inoltre, la massa dei reagenti in eccesso.

  1. Dopo aver calcolato il pH di una soluzione costituita da 78.00g di acido acetico (Ka = 1.851 · 10-5) e 131.00 g di acetato di sodio, contemporaneamente disciolti in una soluzione dal volume di 1.000 L, si determini il volume di soluzione di NaOH 0.400M che bisogna aggiungere a 600 mL di detta soluzione per portare il suo pH a 4.20.
  1. Bilanciare e, ove occorra, completare le seguenti reazioni:
  • ClO- + Al → ClO3- + Al(OH)4- (ambiente basico)
  • MnO2 + NO → Mn2+ + NO3- (ambiente acido)
  • Hg + HNO3 + HCl → HgCl2 + NO

Tempo a disposizione: 1.5 ore.

  1. È consentita la consultazione di testi, tavola periodica e dizionario, nonché l'uso della calcolatrice. Astenersi da altre forme di consultazione e/o collaborazione.
  2. Durante il compito è tassativamente proibito l’uso del cellulare.
  3. Durante il compito non si può uscire.
  4. Ricordare di indicare sul primo foglio in alto a sinistra, in modo chiaro e leggibile: nome, cognome e numero di matricola. I compiti sprovvisti di tali dati saranno cestinati senza correzione.
  5. Il presente foglio può esser conservato dallo studente, previo annotazione sul compito della traccia svolta.

Tempo a disposizione: 1h30’.

Cr2O3 + 2Na2CO3 + KNO3 → CO2 + N2Cr2O4 + KNO2

Cr2O3 + 2Na2CO3 + KNO3 → N2Cr2O4 + 2CO2 + 3KNO2

moli Cr2O3 = 5,00 g / (2(52) + 3(16)) = 0,032

moli KNO3 = 5,00 g / (39 + 1 + 1(14) + 3(16)) = 0,049

valore Cr2O3 = 0,032 l → in eccesso

valore KNO3 = 0,049 / 3 = 0,016 l → limitante

3 : 2v = 0,049 : x = x:

x = 0,032 / 3 = 0,032

3 moli prodotto (sia CO2 che Na2Cr2O4)

P = nRT

V = nRT / P

V = 0,032 · 0,0821 · 273,15 K / 1 atm = 0,783 L → volume CO2

0,049 / 3 = 0,036

0,032 - 0,036 = 0,016

0,016 · (2(52) + 3(16)) = 2,43 g

- ClO3- + I- → Cl- + I2

Il Cloro si riduce acquistando 6 elettroni, lo Iodio si ossida cedendo 2 elettroni:

ClO3- + 3H2O + 6e- → Cl- + 6e- → Cl- + 3H2O

ClO3- + 6e- + 6H+ → Cl- 3H2O bilanciato

I- - 2e- → I2 + 2e- → I2 + 2e-

Moltiplico per portare il numero di elettroni acquistati e ceduti uguale

ClO3- + 6H+ → Cl- + 3H2O

ClO3- + 6H+ → Cl- + 3H2O

BILANCIATA

3) Calcolare il pH di una soluzione 0,5 M di NaClO

La costante dell’acido debole HClO è Ka = 3,0 · 10-8. Dissociamo il sale: NaClO → Na+ + ClO-

Pongo ClO- in acqua:

ClO- + H2O → HClO + OH-

[OH-] = (Kw · Cl) / Ka

10-14 · 0,5) / 3,0 · 10-8 = 0,0001 = 6,0 · 10-6

pOH = -log [Ca 0,10-5] = 3,16

pH = 14 - pOH = 14 - 3,16 = 10,6

x = 5,6079

ZnCO3 = 5,6079 g

Zn(HCO3)2 = 3,3121 g

composizione %

= 5,6079 / 8,92 = 62,87% di ZnCO3

= 3,3121 / 8,92 = 37,13% di Zn(HCO3)2

3) Bilanciare e, ove occorra, completare le seguenti reazioni

  • Cr3+ + PbO2 = CrO42- + Pb2+

Il cromo si ossida cedendo 3 elettroni, il piombo si riduce acquistando 2 elettroni.

Cr → CrO42- → CrO42- + 3e- → CrO42- + 3e- + 8H+

PbO2 → Pb2+ → PbO2 + 2e- = Pb2+ + 2e- + 6H+ → Pb + 2H2O

Moltiplico per avere lo stesso numero di elettroni ceduti e acquistati:

x2 2Cr3+ + 8H2O + 3PbO2 + 12H+ = 2CrO42- + 6H+ + 6H+

2Cr3+ + 8H2O + 3PbO2 → 2CrO42- + 6H+ + 3Pb2+ + 6H2O

2Cr3+ + 2H2O + 3PbO2 → 2CrO42- + 6H+ + 3Pb2+ → BILANCIATA

4) MnO4- = MnO42- + O2

Il manganese si riduce acquistando 2 elettroni, l'ossigeno si ossida cedendo 2 elettroni.

MnO4- + 2H2O = MnO42- + O2 + 2H+

2MnO4- + 2H2O = 2MnO42- + O2 + 2H+ → BILANCIATA

5) MnO4- + (COOH)2 = Mn2+ + CO2

Il manganese si riduce acquistando 5 elettroni, il carbonio si ossida cedendo 2 elettroni.

MnO4- + 8e- = MnO42- + 5e- → MnO42- + 8e- + 8H+

(COOH)2 → CO2 → (COOH)2 → CO2 + 2e- + 2H+

Moltiplico per avere lo stesso numero di elettroni ceduti e acquistati:

x2 2MnO4- + 16H+ = 24Mn2+ + 8H2O

x5 5(COOH)2 = 10CO2 + 10e- + 10H+

2MnO4- + 16H+ + 5(COOH)2 → 2MnO42- + 8H2O + 10CO2 + 8H+

2MnO4- + 6H+ + (COOH)2 → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 → BILANCIATA

ESERCIZIO PROVA 24/02/2017

2,37g di MnCl2 sono posti a reagire con 670 ml di una soluzione acquosa 0,07 M di HNO3 secondo la reazione con MnCl2 + HNO3 + HCl = NO + MnCl2 + H2O.

Determinare il volume di NO sviluppato in condizioni standard, se la resa della reazione è del 78,3%.

- MnCl2 + HNO3 + HCl = NO + MnCl2 + H2O

- NO3- + 3H+ + e- = NO + 2H2O = NO3- + 3e- + 6H+ = NO + 2H2O

x 3 3Mn2+ = 3Mn + 6e-

x 2 2NO3- + 6e- = 3H+ = 2NO + 4H2O

3MnCl2 + 2HNO3 + 6HCl => 2NO + 3MnCl2 + 4H2O

moli MnCl2 = 2,37g------------- = 0,018 moli

56,94 + (3 x 35,45)

moli HNO3 = 0,670 x 0,07 = 0,0476 moli

valore MnCl2 = 0,018 = 0,006 = limitante

---------------------------------- 3

valore HNO3 = 0,047 = 0,0235 = in eccesso

--------------------------------

moli NO => 3 : 2 x 0,018 = x => x = 2 x 0,018 = 0,012 moli

-----------------------------------

moli ottenute = 0,012 x 78,3------------------- = 0,009

100

V = nRT------P

0,009 x 0,0821 x 273,15 K------------------- = 0,201 l = 201 ml

latm

Dettagli
Publisher
mara.ilenia
A.A. 2017-2018
106 pagine
SSD Scienze chimiche CHIM/03 Chimica generale e inorganica
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher mara.ilenia di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica generale ed inorganica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli studi di Napoli Federico II o del prof Caruso Ugo.