Esercizi d'esame Chimica inorganica CTF e Farmacia

H

2 2 2

Moli 12 6

- - 12

Occorrono quindi 50 + 6 = 56 moli di O totali per le due reazioni. Nella miscela iniziale ce ne sono

2

già 11 dunque ne servono ancora 56 – 11 = 45 dall’aria.

Dell’ossigeno contenuto nell’aria se ne introducono il 20% in più pari cioè:

ossia 45 × 0,20 = 9,0 moli di O che rimangono in più

2

In totale: 45 + 9 = 54 moli di O introdotte con l’aria

2

E dunque si aggiungono anche : 80 : 20 = x : 54

54 × 80

x = = 216 moli di N contenuti nell’aria da aggiungere.

2

20

La miscela finale sarà così composta:

CO = 25 moli (dalla combustione di CH )

2 4

H O = 8 moli iniziali + 12 moli (combustione di H ) + 50 moli (combustione di CH ) = 70 moli

2 2 4

N = 44 moli iniziali + 216 moli introdotte con l’aria = 256 moli

2

O = 11 moli iniziali + 54 moli introdotti con l’aria – 56 adoperate per la combustione = 9 moli

2

Moli totali = 25 + 70 + 256 + 9 = 360 moli

25 70

% CO = × 100 = 6,9 % % H O = × 100 = 19,4 %

2 2

360 360

256 9

% N = × 100 = 71,1 % % O = × 100 = 2,5 %

2 2

360 360

Giallo3lug2011

Calcolare la f.e.m della seguente pila, a 25°C:

A B

CO 0,100 M Pt

Pt HCl 0,100 M H

2 3

(H , 1 atm) V = 1L V = 1L (H , 1 atm)

2 2

Calcolare, inoltre, la f.e.m della pila a 25°C dopo aver aggiunto 0,100 moli di NaOH nel

compartimento A, e 0,200 moli di NaOH nel compartimento B. Considerare invariato il volume

dopo le aggiunte. -7 -11

Le costanti di dissociazione dell’acido carbonico sono: Ka = 4,4 × 10 ; Ka = 4,7 × 10 .

1 2

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

+

O ] = [HCl] = 0,100 M

Nel semielemento A si ha una soluzione di acido forte 0,100 M quindi [H

3 A

Nel compartimento B si ha una soluzione di un acido debole

+ -7 -4

[H O ] = Ka1 xCa = 4.4 × 10 x 0.100 = 2,10 x 10 n/l

3 B + +

Poiché [H O ] > [H O ] A = catodo e B = anodo

3 A 3 B

+

[H O ] 0,100

3 A

f.e.m = 0,0592 log = 0,0592 log = 0,0592 x 2,678 = 0,158 V

+ -4

[H O ] 2,10 x 10

3 B

Si aggiungono 0,100 moli di NaOH in A ed avviene la seguente reazione:

HCl + NaOH NaCl + H O

2 + -7

0,100 0,100 [H O ] = 1,0 x 10 n/l

3 A

- - 0,100

Si aggiungono 0,200 moli di NaOH in B ed avviene la seguente reazione:

CO + NaOH NaHCO + H O

H

2 3 3 2

0,100 0,200

- 0,100 0,100

NaHCO + NaOH Na CO + H O

3 2 3 2

0,100 0,100

- - 0.100 idrolisi basica

- -14 -11 -5 -3

[OH ] = Kw/ Ka2 x Cs = (1,00x10 /4,7 × 10 ) x 0,100 = 2,13 x 10 = 4,61 x 10 n/l

B

+ - -14 -3 -12

[H O ] = Kw/[OH ] = 1,00x10 /4,61 x 10 = 2,17 x 10 n/l

3 B B

+ +

O ] > [H O ] A = catodo e B = anodo e quindi la nuova fem sarà:

Poiché [H

3 A 3 B -7

+ 1,00 × 10

[H O ]

3 A

f.e.m = 0,0592 log = 0,0592 log = 0,0592x4,66 = 0,276 V

-12

+ 2,17 x 10

[H O ]

3 B

Rosa1lug2011

Una miscela gassosa X è composta da CO, C H e C H ed ha il volume di

2 6 3 8

80 mL.

Si aggiungono 500 mL di O e si brucia la miscela a CO e H O. Quest’ultima, che ha un peso di

2 2 2

176,8 mg, viene rimossa ed il gas residuo costituito unicamente da CO e O ha un volume di 400

2 2

mL. (Tutti i volumi sono misurati a c.n.)

Calcolare la composizione in moli % della miscela X.

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

Ponendo x = mL di CO, y = mL di C H e z = mL di C H nella miscela iniziale X si ha:

2 6 3 8

x + y + z = 80 (1° equazione)

Durante la combustione avvengono le seguenti reazioni:

CO + ½ O CO

2 2

Moli x ½ x

- - x

C H + 7/2 O 2 CO + 3 H O

2 6 2 2 2

Moli y 7/2 y

- - 2 y 3 y

C H + 5 O 3 CO + 4 H O

3 8 2 2 2

Moli z 5 z

- - 3 z 4 z

-3

176,8 ×10 -3

Moli di H O che si formano = = 9,82 × 10 moli

2 18

-3

Volume di H O ( a c.n.) = 9,82 × 10 × 22,4 L = 0,220L = 220 mL = 3 y + 4 z

2 3 y + 4 z = 220 (2° equazione)

In seguito a combustione ed eliminazione dell’acqua la miscela finale sarà composta unicamente da

CO + O rimasto in eccesso:

2 2

+ V O = x + 2 y + 3 z + (500 – ½ x – 3,5 y – 5 z) = 400

V CO

2 2 (in eccesso)

500 + 0 ,5 x –1,5 y – 2 z = 400

1,5 y + 2 z – 0,5 x = 100 (3° equazione)

x + y + z = 80 (mL di miscelaX)

3 y + 4 z = 220 (mL di H O prodotta a c.n.)

2

1,5 y + 2 z – 0,5 x = 100 (mL di CO e O in seguito alla combustione)

2 2

Risolvendo x = 20 mL di CO ; y = 20 mL di C H e z = 40 mL di C H

2 6 3 8

20 20

H = × 100 = 25, 0 %

% CO = × 100 = 25,0% % C 2 6

80 80

40

% C H = × 100 = 50,0 %

3 8 80

Rosa2lug2011

La solubilità dello ioduro di piombo è 0.692 g/L. Calcolare quanti grammi di nitrato di piombo,

bisogna aggiungere a 800 mL di una soluzione satura di ioduro di piombo per far si che la

-4

concentrazione dello ioduro diventi uguale a 5.00x10 M. Calcolare inoltre la pressione osmotica di

una soluzione satura di ioduro di piombo contenente nitrato di sodio 0.0200 M alla temperatura di

25°C (pesi atomici (u.m.a.): Pb=207.0; I=127.0; Cl=35.5, N=14.0; O=16.0)

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

SVOLGIMENTO:

Bisogna esprimere la solubilità in moli/litro e poi calcolare la Kps dello ioduro di piombo:

2+ -

PbI Pb + 2I

2

massa 0 . 692

= = = × − 3

s 1 . 50 10 M

× + × ×

PM V ( 207 . 0 127 . 0 2 ) 1 . 00

[ ][ ]

= = = = ×

+ − −

2

2 2 3 8

Kps Pb I sx ( 2 s ) 4 s 1 . 35 10

2+ - -4

Si calcola dalla Kps la [Pb ] e quindi del sale Pb(NO ) necessaria per avere una [I ]= 5.00x10 M

3 2

× −

[ ] 8

Kps 1 .

35 10

= = = ×

+ −

2 2

Pb 5 . 40 10 M

[ ] [ ]

×

− −

2 2

4

I 5 . 00 10

Quindi le moli di Pb(NO ) da aggiungere saranno:

3 2

-2 -2

moli=MxV=5.40x10 x0.800=4.3210 moli

i rispettivi grammi saranno; -2

massa =molixPM=4.3210 x(207.0+14.0x2+16.0x6)= 14.3 g

Pb(NO3)2

la pressione osmotica si calcola dall seguente equazione:

[ ] [ ]

α ν α ν

∏ = + − + + −

s RT 1 ( 1

) C RT 1 ' ( ' 1

)

PbI 2 NaNO 3 α=1, ν=3 α’=1; ν’=2

dove , e T=25+273=298

( )

Π = × + ×

RT s 3 C 2

Π=298x0,0821(1.50x10 -3

x3 + 0.0200x2) = 1.089 atm

Rosa 3lug2011

Calcolare la f.e.m della seguente pila, a 25°C:

A B

Pt NaOH 0,200 M NaBrO 0,100 M Pt

(H , 1 atm) V = 1 L V = 1 L (H , 1 atm)

2 2

Calcolare, inoltre, la f.e.m della pila a 25°C dopo aver aggiunto 0,200 moli di HCl nel

compartimento A, e 0,100 moli di HCl nel compartimento B. Considerare invariato il volume dopo

le aggiunte. -9

La costante di dissociazione dell’acido ipobromoso è: Ka = 2,5 × 10 .

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

-

] = [NaOH]

Nel semielemento A si ha una soluzione di una base forte 0,200 M quindi [OH A

+ - -14 -14

e [H O ] = Kw/[OH ] = 10 /0,200 = 5,00 x 10 n/l (pH=13.3)

3 A A

Nel compartimento B si ha una soluzione di un sale che fa idrolisi basica

- -14 -9 -7 -4

] = Kw/ Ka x Cs = (10 /2.5 × 10 ) x 0,100 = 4.00 x 10 = 6.32 x 10 n/l

[OH B

+ - -14 -4 -11

[H O ] = Kw/[OH ] = 1,00x10 /6.32 x 10 = 1.58 x 10 n/l (pH=10.8)

3 B B

+ +

Poiché [H O ] > [H O ] B = catodo e A = anodo

3 B 3 A

+ -11

[H O ] 1.58x10

3 B

f.e.m = 0,0592 log = 0,0592 log = 0,0592 x 2.50 = 0,148 V

+ -14

O ]

[H 5,00x10

3 A

Si aggiungono 0,200 moli di HCl in A ed avviene la seguente reazione:

NaOH + HCl NaCl + H O

2 + -7

0,200 0,200 [H O ] = 1,0 x 10 n/l

3 A

- - 0,200

Si aggiungono 0,100 moli di HCl in B ed avviene la seguente reazione:

NaBrO + HCl HBrO + NaCl

0,100 0,100

- - 0,100 acido debole

+ -9 -10 -5

[ H O ] = Ka x Ca = 2.5 × 10 x 0,100 = 2.5 × 10 = 1.58 x 10 n/l

3 B + +

Poiché [H O ] > [H O ] B = catodo e A = anodo e quindi la nuova fem sarà:

3 B 3 A

+ -5

[H O ] 1.58 x 10

3 B

f.e.m = 0,0592 log = 0,0592 x log = 0,0592 x 2.20 = 0,130 V

+ -7

O ] 1,00 × 10

[H

3 A

Rosa1 Luglio 2012

Si considerino due soluzioni acquose A e B. La soluzione A (d=1.025 g/ml) contiene glucosio

(C H O , soluto non volatile e non elettrolita) ed ha una tensione di vapore di 23.35 Torr a 25°C

6 12 6

(tensione di vapore dell'acqua pura a 25°C: 23.60 Torr). La soluzione B (d=1.058 g/ml) contiene

-2 -1

nitrato di potassio e solidifica a -9.000·10 °C (K H O: 1.860 °C·mol Calcolare la

·Kg).

cr 2

molarità delle soluzioni A e B. Si prelevi inoltre un certo volume della soluzione A (V ) ed un certo

A

volume della soluzione B (V ) e si aggiunga acqua fino ad un volume totale di 10.00 ml per