Prova di chimica 10/01/2013

Prova di chimica 10/01/2013

Traccia 1: Dissociazione del tetrossido di diazoto

Alla temperatura di 25 °C e alla pressione totale di 1,00 atm, il tetrossido di diazoto è dissociato per il 20% in diossido di azoto secondo la reazione:

N₂O₄ (g) ⇌ 2 NO₂ (g)

Calcolare il grado di dissociazione di N₂O₄ se, a temperatura costante, la pressione viene portata a 3,00 atm.

Traccia 2: Calcolo del pH

Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 1,00 dm³ di una soluzione di HCl 0,100 M e 2,00 dm³ di una soluzione di NH₃ 0,0500 M. Kb (NH₃) = 1,8 x 10^-5 M.

Traccia 3: Reazione tra ipoclorito di sodio e cromito di sodio

L'ipoclorito di sodio reagisce con il cromito di sodio in ambiente basico secondo la reazione da bilanciare:

ClO^- + CrO₄^2- → Cl^- + CrO₄^2-

Calcolare la quantità di cromato di sodio che si forma mettendo a reagire 400 g di NaClO e 500 g di NaCrO₂.

Traccia 4: Temperatura di ebollizione di una soluzione

Si supponga di avere una soluzione acquosa al 15% di H₃PO₄ in cui l’acido è dissociato per l’8%. Calcolare la temperatura di ebollizione della soluzione. K_e = 0,51 °C·Kg·mol^-1.

Traccia 5: Solubilità di Ag₂SO₄

Se 12,5 g di Ag₂SO₄ si sciolgono in 1,5 dm³ di acqua dando una soluzione satura, quanti grammi se ne possono sciogliere in 1,5 dm³ di una soluzione 0,800 M di Na₂SO₄?

Considerare i seguenti pesi atomici: Ag = 107,87; Cl = 35,45; Cr = 52,1; H = 1,00; Na = 23,00; O = 16,00; P = 31,1; S = 32,06.

Svolgimento

Dissociazione di N₂O₄

Iniziamo con la reazione:

N₂O₄ (g) ⇌ 2 NO₂ (g)

All'inizio, abbiamo:

• P_inizio: P - x
• P_equilibrio: P - x + 2x = 1 atm

Con x = 20% P, otteniamo:

• P + 0,20P = 1 ⇒ 1,20P = 1 ⇒ P = 1/1,20 = 0,83.
• x = 0,20 * 0,83 = 0,172

Il valore di K_p è:

K_p = (2x)² / (P - x) = 4x² / (P - x) = 0,168

Secondo il principio di Le Chatelier, se P aumenta, l'equilibrio si sposta verso la formazione di un numero minore di specie gassose, cioè verso sinistra:

N₂O₄ (g) ⇌ 2 NO₂ (g)

• Inizio: P'
• Equilibrio: P' - x'

Con la nuova pressione:

• P' - x' + 2x' = 3 atm ⇒ P' + x' = 3 ⇒ P' = 3 - x'
• 4 x'² / (3 - 2x') = 0,168

Risolvendo, otteniamo:

• x' = 0,316
• P' = 3 - 0,316 = 2,684
• α = x' / P' = 0,316 / 2,684 = 0,12

Calcolo del pH

Mescolando 1 L di HCl 0,100 M e 2 L di NH₃ 0,0500 M, otteniamo:

• 3 L totali di HCl 0,100 M: 1 L / 3 L = 0,0333 M
• 3 L totali di NH₃ 0,0500 M: 2 L / 3 L = 0,0333 M

La reazione è:

HCl + NH₃ → NH₄Cl

Con idrolisi acida:

NH₄⁺ ⇌ H⁺ + NH₃

Calcoliamo [H⁺]:

√(10^-14 / 1,8 x 10^-5 ) = 4,3 x 10^-6