Esami Chimica organica

Chimica 1 esame del 12 gennaio

Cognome e matricola: _________________________________________; Corso: ___________

1. Scrivere le formule dei seguenti composti

• Pirofosfato di calcio
• Bisolfato di potassio
• Cloruro ferrico

2. Completare e bilanciare le seguenti reazioni di scambio

• PO + Al(CO) =
• Zr(SO) + Ca(NO) =

3. Calcolare quanti grammi di acido cloridrico si producono da 204 g di H₂S con resa 80%

Secondo la reazione: 4 HClO₃ + 3 H₂S = 3 H₂SO₄ + 4 HCl

4. Enunciare il principio di esclusione di Pauli

Cosa implica nella determinazione della configurazione elettronica degli atomi?

5. Esiste la molecola He₂? Spiegare utilizzando il diagramma dei livelli energetici degli orbitali molecolari

6. Il ²²⁷Th ha tempo di dimezzamento di 18.5 giorni

Se inizialmente sono presenti 2000 moli di ⁹⁰Th-227, quante moli saranno presenti dopo 100 giorni?

7. Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 0.5 litri di NaOH 0.2M con 0.8 litri di HBr 0.1M

8. In un recipiente di 2 litri a 50°C vengono introdotte 2 moli di HCl e 1 mole di O₂

Avviene la reazione in fase gassosa: 4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂. Calcolare le costanti di equilibrio K_C e K_p sapendo che, all’equilibrio nella miscela gassosa sono presenti 0,8 moli di Cl₂.

9. Un blocchetto cubico di rame di lato 0.2 dm, alla temperatura di 200°C, viene immerso in 50 g di acqua a 25°C

Calcolare la temperatura finale sapendo che il rame ha densità di 8950 g/dm³, c_{p, Cu} = 0.385 J g⁻¹ K⁻¹ e l’acqua ha c_{P, H2O} = 4.184 J g⁻¹ K⁻¹.

10. Data la pila: Cd/Cd²⁺ (0.01 M) // Cu²⁺ (0.05 M)/Cu

Calcolare la forza elettromotrice e scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi durante il funzionamento sapendo che i potenziali standard del cadmio e del rame sono −0.403 V e +0.34 V rispettivamente.

11. Descrivere il diagramma di stato isobaro solido-liquido, a due componenti

Con completa miscibilità allo stato solido e allo stato liquido.

12. Descrivere la struttura dei solidi covalenti del carbonio

Grafite (C sp²), diamante (C sp³).

13. Un blocco metallico costituito da 300 g di rame (c_P = 0.385 J g⁻¹ K⁻¹) e di 500 g di stagno (c_P = 0.228 J g⁻¹ K⁻¹) alla temperatura di 250°C

Viene immerso in acqua (c_P = 1 J g⁻¹ K⁻¹) a 20°C. Calcolare la massa di acqua se la temperatura finale è di 35°C.

14. Descrivere le tipologie dei difetti dei solidi cristallini

15. Descrivere brevemente i principali inquinanti atmosferici

Soluzioni del 12 gennaio

• Pirofosfato di calcio: Ca₂P₂O₇
• Bisolfato di potassio: KHSO₄
• Cloruro ferrico: FeCl₃

1. Reazioni

• 2Na₃PO₄ + Al₂(CO₃)₃ = 3Na₂CO₃ + 2AlPO₄
• Zr(SO₄)₂ + 2Ca(NO₃)₂ = Zr(NO₃)₄ + 2CaSO₄

2. Calcolo

PM H₂S = 34 g/mol; PM HCl = 36.5 g/mol

n H₂S = 204 / 34 = 6 mol

n HCl = n H₂S / 3 * 4 = 8 mol HCl

m HCl = 8 * 36.5 = 292 g teorici

m reale = m teorica * resa = 292 * 0.8 = 233.6 g

3. Principio di Pauli

Il principio di esclusione di Pauli esclude che possano esserci due elettroni con quattro numeri quantici uguali, quindi ogni orbitale può essere al massimo occupato da due elettroni.

4. Molecola He₂

L’ordine di legame è: L = (2-2)/2 = 0 quindi la molecola non esiste.

5. Decadimento

N = 2000 * (1/2)^(100/18.5) ≈ 47.2 mol

6. Calcolo del pH

n_OH- = M * V = 0.2 * 0.5 = 0.1 mol

n_H+ HBr = M * V = 0.1 * 0.8 = 0.08 mol

[OH-] = (0.1 - 0.08) / (0.5 + 0.8) = 0.0154 M

pOH = -Log [OH-] = -Log [0.0154] = 1.81

pH = 14 - pOH = 12.2 (la soluzione è basica).

7. Equilibrio

4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂

Moli iniziali: 2, 1, 0, 0

Moli all’equilibrio: (2 - 1.6), (1 - 0.4), 0.8, 0.8

[H₂O] = [Cl₂] = (0.8/2)

K_C = (0.8/2)² / ((0.4/2)⁴ * (0.6/2)) = 53.33 mol^-1 L

K_p = K_C * (RT)^Δn = 53.33 * (0.082 * 323) = 2.01

8. Calore

V_Cu = 0.2 * 0.2 * 0.2 = 0.008 dm³

m_Cu = d * V = 71.6 g

Q_Cu + Q_H2O = 0

71.6 * 0.385 * (X - 200) + 50 * 4.184 * (X - 25) = 0

X = 45.3°C

9. Pila

E_Cd = -0.403 + 0.059/2 Log 0.01 = -0.462

E_Cu = 0.34 + 0.059/2 Log 0.05 = 0.301

f.e.m. = 0.301 + 0.462 = 0.763 V

Poiché E_Cu > E_Cd, il rame è il catodo e si riduce, il cadmio è l’anodo e si ossida:

• Catodo: Cu²⁺ + 2e^- = Cu
• Anodo: Cd = Cd²⁺ + 2e^-

10. Diagramma di stato

Descrivere il diagramma solido-liquido.

11. Struttura dei solidi covalenti

Grafite (C sp²), diamante (C sp³).

12. Calcolo della massa di acqua

Q_Cu + Q_Sn + Q_H2O = 0

300 * 0.385 * (35 - 250) + 500 * 0.228 * (35 - 250) + x * 1 * (35 - 20) = 0

m = 3290 g

oppure

300 * 0.385 * (35 - 250) + 500 * 0.228 * (35 - 250) + x * 4.18 * (35 - 20) = 0

m = 787 g

13. Difetti dei solidi cristallini

Descrivere le tipologie dei difetti.

14. Inquinanti atmosferici

Descrivere brevemente i principali inquinanti atmosferici.

Chimica 1 esame del 26 gennaio

Cognome e matricola: _________________________________________; Corso: ___________

1. Scrivere le formule dei seguenti composti

• Cloruro di ammonio
• Carbonato rameico
• Periodato di sodio

2. Bilanciare la seguente reazione redox

Col metodo delle semireazioni o degli ioni formali: ZnS + HNO₃ + HCl = ZnCl₂ + S + NO + H₂O.

3. Calcolare quanto Ca₃(PO₄)₂ si produce

Facendo reagire 0.2 litri di H₃PO₄ 1.5M secondo la reazione: 3Ca(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O sapendo che la resa è del 70%.

4. Energia libera e costante di equilibrio

Il valore dell’energia libera di formazione per una reazione vale -1.52 kcal. Calcolare il valore della costante di equilibrio a 25°C.

5. Variazione di energia libera standard

Calcolare per la reazione C₂H₂ + 2 H₂ = C₂H₆ sapendo che le energie libere di formazione di C₂H₂ e C₂H₆ sono rispettivamente +50 e -7.86 kcal/mole. Dire inoltre se la reazione è spontanea.

6. Reticoli metallici

Descrivere i reticoli nei quali cristallizzano i metalli e indicarne il numero di coordinazione.

7. Potenziale di un elettrodo

Il potenziale di un elettrodo costituito da una lamina di Argento immerso in AgCl è 0.682 V. Sapendo che il potenziale d’elettrodo standard E° Ag⁺/Ag = 0.8 V, calcolare la concentrazione della soluzione.

8. Potenziale di ionizzazione e affinità elettronica

Definire il potenziale (energia) di ionizzazione e l’affinità elettronica e dire come queste proprietà variano all’interno della tavola periodica degli elementi.

9. Volume di miscela gassosa

Calcolare il volume occupato da una miscela gassosa costituita da 192 g di O₂, 140 g di N₂ che si trova alla pressione di 200000 Pa e alla temperatura di 80°C. Calcolare inoltre la pressione parziale dell’ossigeno.

10. Denominare il composto

CH₂ = CH–CH₂–CH=CH–CH₂–CH₃

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│ CH₃
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CH₂ CH₃ CH₃

11. Calcolare il pH