Relazione di Chimica Generale e Organica - modulo 1

FATTO CASO ALLE UNITÀ DI MISURA DEGLI ANALITI?

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

1. Completare la seguente tabella cercando i PM degli elementi.

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

2. Quante moli corrispondono a 10,0 g di magnesio?

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

3.

Quanti atomi ci sono in 10 g di oro? PM(Au)=197,0g/mol n (Au)=(10g)/(197,0g/mol)=5,08*10^-2mol Numero di atomi=(6,022*10^23atomi/mol)*(5,08*10^-2mol)=3,06*10^22atomi 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 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 per cui, 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.

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? Quale tipo di vetreria impiego?

C1*V1=C2*V2

ml da prelevare di soluzione 1,5M=200mL*0,63M/1,5M=84mL.

Sperimentalmente devo prelevare un volume di 84mL di soluzione 1,5M aiutandomi con delle pipette tarate e versarle in un matraccio tarato da 200mL in cui ho già versato poche decine di mL di acqua bidistillata, poi porto a volume il matraccio.

2) Che volume di HCl 3M devo prelevare per ottenere 500mL di una soluzione 0,55 M? Avendo a disposizione pipette graduate da 2 mL, 10 mL, 20 mL quale userò?

C1*V1=C2*V2

ml da prelevare di

soluzione3M=500mL*0,55M/3M=91,7mL Sperimentalmente devo per prima cosa aggiungere un po' di acqua distillata in un matraccio da 500mL facendo attenzione a non metterne più di un paio di centinaia di mL. Dopodiché prelevo 4 volte con la pipetta graduata da 20 ml fino a trasferire 80mL di soluzione 3M all'interno del matraccio. Poi trasferisco altri 10mL servendomi della pipetta graduata da 10 mL ed infine utilizzando la pipetta graduata da 2 mL trasferisco i mancanti 91,7mL 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=1,84g/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 1840g; per sapere il peso di H2SO4 in un L devo moltiplicare per la percentuale e dividere per 100. g(H2SO4)=1840*96/100=1766,4g in un L. Per

La molarità mi basta dividere per il PMM(H2SO4) = 1766,4g/98,08g/mol = 18mol in 1L che equivale a 18M. Ora che so la concentrazione devo usare la formula C1*V1 = C2*V2. mL di soluzione 18M da prelevare = 500mL*2M/18M = 55,56mL che verserò in un matraccio da 500mL e porterò a volume.

4) Quanti mL di H2SO4 concentrato sempre al 96% m devo prelevare per ottenere una soluzione 500 mL 0,5M? mL da prelevare = 500mL*0,5M/18M = 13,89mL di soluzione concentrata da versare in un matraccio da 500mL e portare a volume.

5) 35 g di Na2Cr2O7 sono disciolti in 500g di acqua. Calcolare la concentrazione molare del sale e la composizione percentuale dei componenti della soluzione. PM(Na2Cr2O7) = (2*22,99g/mol) + (2*52,00g/mol) + (7*16,00g/mol) = 261,98g/mol. n(Na2Cr2O7) = 35g/261,98g/mol = 0,134mol. 500g acqua = 500ml acqua. M(Na2Cr2O7) = 0,134mol*1000ml/500ml = 0,268M. gTOT soluzione = 535g. PM(Na) = 22,99g/mol. n(Na) = 0,134mol*2 = 0,268mol. g(Na) = 29,99g/mol*0,268mol = 6,16g. %m(Na2) = 6,16g/535g*100 = 1,15%. mPM(Cr) = 52,00g/mol.

n(Cr) = 0,134 mol * 2 = 0,268 mol

g(Cr) = 52 g/mol * 0,268 mol = 13,94 g

%m(Cr) = 13,94 g / 535 g * 100 = 2,6%

mPM(O) = 16,00 g/mol

n(O) = 0,134 mol * 7 = 0,938 mol

g(O) = 16 g/mol * 0,938 mol = 15 g

%m(O) = 15 g / 535 g * 100 = 2,8%

Determinare il numero di moli contenute nelle soluzioni:

di solfato rameico a 4 diverse concentrazioni (10-25-50-250 g/L) e riportare i calcoli in relazione.

Solfato rameico = CuSO4

PM(CuSO4) = 159,61 g/mol

mol CuSO4 in un L di soluzione 10 g/L = 10 g / 159,61 g/mol = 0,063 mol

Mol CuSO4 in un L di soluzione 25 g/L = 25 g / 159,61 g/mol = 0,16 mol

Mol CuSO4 in un L di soluzione 50 g/L = 50 g / 159,61 g/mol = 0,31 mol

Mol CuSO4 in un L di soluzione 250 g/L = 250 g / 159,61 g/mol = 1,57 mol

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 approssimerò 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 disoluzione 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 soluzione madre 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

dapesare 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 principiodi Le Chatelier:

1.Dato il sistema chiuso all’equilibrio di seguitodescritto

2NO(g) + Cl2 (g) ⇄ 2NOCl(g)

quale è la costante di equilibrio del sistema?Come si sposta l’equilibrio del sistema se vieneaggiunto più Cl2? e se aggiungo più NOCl comereagisce il sistema? Se viene aumentata lapressione sui reagenti come si spostal’equilibrio?

Dato che il sistema è all’equilibrio la costante di equilibrio è data dalprodotto delle concentrazioni dei prodotti elevate al propriocoefficiente stechiometrico fratto il prodotto tra le contrazioni deireagenti elevate al proprio coefficiente stechiometrico.

Keq=[NOCl]^2/{[NO]^2*[Cl]}

Se viene aggiunto più Cl2 dato che è un reagente l’equilibrio

sisposterà verso destra, verso i prodotti. Se invece aggiungo NOCl dato che è un prodotto l'equilibrio sisposterà verso sinistra, verso i reagenti. Se viene aumentata la pressione sui reagenti significa che si verificheranno più urti utili e di conseguenza la concentrazione dei prodotti aumenterà fino a ristabilire un nuovo equilibrio con i reagenti.

1. Calcolare il volume occupato alla T di 25°C e alla P di 1.00x10^5 Pa da 1.7 moli di N2

P*V=n*R*T

V=n*R*T/P

T=298K

1,00*10^5Pa= 0,98 atm

V=1.7mol*0,082*298K/0,98atm

V=42,4L

2. Un serbatoio di acciaio contiene monossido di carbonio a 27°C e alla pressione di 3 atmosfere. Determinare la pressione del gas all'interno del recipiente quando questo viene riscaldato a 80°C.

V costante

n costante

T1=300K

T2=353K

P1=3atm

P2=?

P1/T1=P2/T2

P2=P1*(T2/T1)=3atm*(353K/300K)=3,53atm

3. Un campione, contenente C, H e O, del peso di 1,6g viene bruciato in corrente d'aria e si ottiene 1,74g di CO2 e 0,72g di...

H2O. Ammettendo che il composto originale contenesse solo C, H, O quale è la formula chimica bruta? PM(CO2) = 44g/mol PM(H2O) = 18g/mol PA(H) = 1g/mol PA(C) = 12g/mol PA(O) = 16g/mol n(CO2) = 1,74g/44g/mol = 0,04mol n(H2O) = 0,72g/18g/mol = 0,04mol Le moli di C sono 0,04; quelle di H sono 0,04*2 = 0,08mol. I g di H sono 0,08g mentre quelli di C sono 0,04mol*12g/mol = 0,48g I g di O sono i rimanenti quindi 1,6g - (0,48g + 0,08g) = 1,04g e le moli di O sono n(O) = 1,04/16g/mol = 0,065mol. Le moli di C, O e H sono in rapporto 0,04:0,065:0,08. Legge di P