Relazione di Chimica generale e organica - modulo 1

Percentuale in volume in laboratorio

La percentuale in volume di un certo elemento contenuto in una soluzione si calcola dividendo il suo volume per il volume totale di soluzione per cento. Oltre che nelle etichette dei vini e delle bevande alcoliche in cui la percentuale in volume sta ad indicare la percentuale di alcool contenuta nella bevanda; in laboratorio la si può trovare per esprimere la concentrazione di certe soluzioni standard o la purezza di certe soluzioni.

Calcolo della massa su volume

La massa su volume si calcola dividendo la massa di un determinato elemento per il volume della soluzione in cui è contenuto. Solitamente, nelle analisi del sangue, gli analiti come colesterolo, trigliceridi, glucosio, emoglobina, ecc. vengono espressi in unità di massa su volume, generalmente in mg/dL o g/dL nel caso dell'emoglobina, ed altre unità di misura come pg/mL o mg/dL.

Per gli elementi contenuti solo in tracce. La massa si riferisce agli analiti presenti ad unità volumetrica di sangue.

Elemento	Mole	Massa	Quantità di particelle
Carbonio	1	12,01	6,022*10^23
Ossigeno	1	16,00	6,022*10^23
Boro	1	10,81	6,022*10^23
Piombo	1	207,2	6,022*10^23

Quante moli corrispondono a 10,0 g di magnesio?

PM(Mg) = 24,31 g/mol

n(Mg) = (10,0 g) / (24,31 g/mol) = 0,411 mol

Quanti atomi ci sono in 10 g di oro?

PM(Au) = 197,0 g/mol

n(Au) = (10 g) / (197,0 g/mol) = 5,08*10^-2 mol

Numero di atomi = (6,022*10^23 atomi/mol) * (5,08*10^-2 mol) = 3,06*10^22 atomi di Au in 10g di Au.

Quale dei 4 campioni seguenti contiene il numero maggiore di atomi: 6 g di P, 6 g di Li, 6g di Al o 6 g di Mn? Quale osservazione possiamo fare? Se nella stessa quantità di moli di elementi diversi è contenuto lo stesso

Il numero di atomi, vale lo stesso per la massa? Il numero maggiore di atomi è contenuto in elementi più o meno pesanti?

6g di litio contengono il maggior numero di atomi rispetto agli altri elementi perché il litio ha peso molecolare minore. Tenendo presente che una mole corrisponde a 6,022*10^23 atomi, 6g corrispondono a quasi una mole, mentre per gli altri elementi che hanno peso atomico maggiore, 6g corrispondono a molto meno di una mole. Lo stesso numero di atomi non corrisponde quindi alla stessa quantità di massa per elementi differenti. A parità di massa, il numero maggiore di atomi è contenuto in elementi meno pesanti.

5. Calcolare quanti grammi dell'elemento idrogeno e dell'elemento ossigeno sono contenuti in 1,00 g di H2O

PM(O) = 16g/mol

PM(H2) = 2g/mol

PM(H2O) = 18g/mol

n(H2O) = 1,00g / (18g/mol) = 0,055mol

n(O) = 0,055mol

g(O) = 0,055mol * 16g/mol = 0,888g

n(H2) = 0,055mol

g(H2) = 0,055mol * 2g/mol = 0,111g

1) Quanto volume di HNO3 1.5M devo prelevare

Per ottenere 200 mL di una soluzione 0,63 M, utilizzerò il tag html per formattare il testo:

Per ottenere 200 mL di una soluzione 0,63 M, devo utilizzare la formula C1*V1=C2*V2. Quale tipo di vetreria devo utilizzare?

Per calcolare il volume da prelevare, posso utilizzare la formula 200 mL * 0,63 M / 1,5 M = 84 mL. Sperimentalmente, devo prelevare un volume di 84 mL di soluzione 1,5 M utilizzando delle pipette tarate e versarle in un matraccio tarato da 200 mL in cui ho già versato poche decine di mL di acqua bidistillata. Successivamente, porto a volume il matraccio.

Per ottenere 500 mL di una soluzione 0,55 M di HCl 3M, posso utilizzare la formula C1*V1=C2*V2. Quali pipette graduate devo utilizzare se ho a disposizione pipette da 2 mL, 10 mL e 20 mL?

Per calcolare il volume da prelevare, posso utilizzare la formula 500 mL * 0,55 M / 3 M = 91,7 mL. Sperimentalmente, devo aggiungere un po' di acqua distillata in un matraccio da 500 mL, facendo attenzione a non superare un paio di centinaia di mL. Successivamente, prelevo 4 volte con la pipetta graduata da 20 mL fino a trasferire 80 mL di soluzione 3 M all'interno del matraccio. Infine, trasferisco altri 10 mL utilizzando la pipetta graduata da 10 mL.

Infine, utilizzando la pipetta graduata da 2 mL trasferisco i mancanti 91,7 mL al matraccio. A questo punto porto a volume il matraccio ed ho ottenuto la diluizione richiesta.

3) Devo preparare 500 mL di una soluzione 2 M di H2SO4 concentrato (96% m) conosco la densità dell'acido (d=1,84 g/cm3=1,84 g/mL=1840 g/L) e conosco il suo PM (98,08 g/mol). Come opero? Spiegare per bene i passaggi.

Un L di soluzione concentrata pesa 1840 g; per sapere il peso di H2SO4 in un L devo moltiplicare per la percentuale e dividere per 100. g(H2SO4)=1840*96/100=1766,4 g in un L. Per la molarità mi basta dividere per il PM. M(H2SO4)=1766,4 g/98,08 g/mol=18 mol in 1 L che equivale a 18 M.

Ora che so la concentrazione devo usare la formula C1*V1=C2*V2. mL di soluzione 18 M da prelevare=500 mL*2 M/18 M=55,56 mL che verserò in un matraccio da 500 mL e porterò a volume.

4) Quanti mL di H2SO4 concentrato sempre al 96% m devo prelevare per ottenere una soluzione 500 mL 0,5 M? mL da prelevare=500 mL*0,5 M/18 M=13,89 mL di

soluzione 25g/L=25g/159,61g/mol=0,157mol Mol CuSO4 in un L di soluzione 50g/L=50g/159,61g/mol=0,314mol Mol CuSO4 in un L di soluzione 250g/L=250g/159,61g/mol=1,568molsoluzione 25g/L=25g/159,61g/mol=0,16mol Mol CuSO4 in un L di soluzione 50g/L=50g/159,61g/mol=0,31mol Mol CuSO4 in un L di soluzione 250g/L=250g/159,61g/mol=1,57mol ESPERIENZA DA ESEGUIRE A CASA Preparazione soluzioni 1) Pesare 24 gr di NaCl e aggiungere 500 mL di H2O. Da questa soluzione preparare tre soluzioni, una con diluizione 1:2, una con diluizione 1:4 e l'altra con diluizione 1:8. Calcolare per ognuna delle soluzioni preparate inclusa la soluzione madre la concentrazione molare, la % in massa su volume (w/V) e la % in massa (w/w) sapendo che il PM di NaCl è 58.44 g/mol. PROCEDIMENTO Inizialmente ho pesato su una bilancia con sensibilità di 1g, 24g di NaCl (o sale da cucina) che ho poi versato in un recipiente più grande ed aggiunto acqua di rubinetto fino ad un volume di 500mL (non acqua distillata quindi non condensità esattamente pari a 1g/ml ma che approssimerà a tale cifra nei calcoli, mentre assumerò il valore di 2,16g/cm^3 per la

densità di NaCl). A questo punto ho ottenuto la mia soluzione madre da cui dovrò ottenere le altre tre soluzioni figlie di diverse concentrazioni.

Eseguendo i calcoli ho determinato che per ottenere la soluzione 1:2 devo prelevare 250mL di soluzione iniziale e portarli ad un volume di 500mL; per ottenere la soluzione 1:4 devo prelevare 125mL di soluzione madre e portarli ad un volume di 500mL; e per ottenere la soluzione 1:8 devo prelevare 62,5mL di soluzione madre e portarli ad un volume di 500mL.

Ho controllato di non dover prelevare in totale più di 500mL di soluzione madre, altrimenti avrei potuto ovviare al problema preparando volumi minori di soluzioni figlie oppure utilizzando le soluzioni figlie più concentrate per preparare quelle meno concentrate; avrei però commesso errori maggiori dati dagli errori di misurazione a causa della sola disponibilità di strumenti poco sensibili e di eventuali approssimazioni.

Come ultimo procedimento ho portato ogni

volume di soluzionemadre a 500mL ottenendo così le 3 soluzioni figlie richieste.

CONCLUSIONE

Alla fine dell'esperienza ho calcolato per ogni soluzione: la concentrazione molare, la % (w/V), e la % (w/w). (come riportato in foto).

2) Preparare tre soluzioni da 200 mL di saccarosio alle seguenti concentrazioni: 0.58 M, 0.88 M e 1M sapendo che il PM del saccarosio è 342.3 g/mol. Riportare i calcoli da effettuare per preparare le tre soluzioni di saccarosio.

PROCEDIMENTO

Inizialmente ho fatto i calcoli per ricavare i grammi di saccarosio da pesare e da dover sciogliere in 200ml di acqua per ogni soluzione (come riportato in foto).

A questo punto ho pesato i grammi di saccarosio e li ho disciolti in 200mL di acqua.

2.Legge di Proust, analisi gravimetrica e principio di Le Chatelier:

1.Dato il sistema chiuso all'equilibrio di seguito descritto

2NO(g) + Cl2 (g) ⇄ 2NOCl(g)

quale è la costante di equilibrio del sistema?

Come si sposta l'equilibrio del sistema se

25 atm da 2.5 L di gas ideale. Per calcolare il volume occupato dal gas alla temperatura di 25°C e alla pressione di 25 atm, possiamo utilizzare la legge dei gas ideali: PV = nRT Dove: P = pressione (25 atm) V = volume (2.5 L) n = numero di moli del gas (da determinare) R = costante dei gas ideali (0.0821 L*atm/(mol*K)) T = temperatura in Kelvin (25°C = 298 K) Possiamo riscrivere l'equazione come: n = PV / RT Sostituendo i valori noti: n = (25 atm * 2.5 L) / (0.0821 L*atm/(mol*K) * 298 K) Effettuando i calcoli: n = 25 * 2.5 / (0.0821 * 298) n = 62.5 / 24.4418 n ≈ 2.55 mol Quindi il volume occupato dal gas alla temperatura di 25°C e alla pressione di 25 atm è di circa 2.55 mol.1.00x10⁵ Pa da 1.7 moli di N₂P*V=n*R*T V=n*R*T/P T=298K1,00*10^5Pa= 0,98 atm V=1.7mol*0,082*298K/0,98atmV=42,4L2.Un serbatoio di acciaio contiene monossido dicarbonio a 27°C e alla pressione di 3 atmosfere.Determinare la pressione del gas all'interno delrecipiente quando questo viene riscaldato a80°C.V costante n costante T1=300k T2=353k P1=3atmP2=?P1/T1=P2/T2 P2=P1*(T2/T1)=3atm*(353k/300k)=3,53atm3.Un campione, contenente C, H e O, del peso di1,6 g viene bruciato in corrente d'aria e siottiene 1.74 g di CO2 e