Esercizi esame Chimica Stipa

Calcolare la f.e.m. della pila Cu²⁺/Cu (0,1 M) // Zn²⁺/Zn (0,1 M)

Ponte salino

E⁰_Zn²⁺/Zn = -0,761 V

E⁰_Cu²⁺/Cu = 0,34 V

E_Cu²⁺/Cu = E⁰_Cu²⁺/Cu - 0,059/2 log 1/(0,1) = 0,34 - 0,03 = 0,31 V

E_Zn²⁺/Zn = E⁰_Zn²⁺/Zn - 0,059/2 log 1/(0,1) = -0,761 - 0,03 = -0,79 V

f.e.m. = 0,31 + 0,79 = 1,10

Calcolare il tempo necessario per svolgere all'anodo 55 L di Cl₂ (g)

Calcolare il tempo necessario per svolgere all'anodo 55 L di Cl₂ (g) in condizioni normali, elettrolizzando una soluzione di NaCl con una I = 6 A.

[T = 0 °C] [p = 1 atm] [F = 96,5 C] [z = nro elettroni scambiati]

2Cl^- → Cl₂ + 2e^-

1 mol Cl₂ = 22,414 L => n_mol Cl₂ : 55 L => n_mol Cl₂ = 55/22,414 = 2,45 mol

It = nFz => t = nFz/I = 2,45 · 96,5 · 2 / 6 = 785

Calcolare la f.e.m. della pila Cu²⁺/Cu (0,1 M) // Zn²⁺/Zn (0,1 M)

Ponte salino

E⁰_Zn²⁺/Zn = -0,761 V

E⁰_Cu²⁺/Cu = 0,34 V

E_Cu²⁺/Cu = E⁰_Cu²⁺/Cu - 0,059/2 log 1/(0,1) = 0,34 - 0,03 = 0,31 V

E_Zn²⁺/Zn = E⁰_Zn²⁺/Zn - 0,059/2 log 1/(0,1) = -0,761 - 0,03 = -0,79 V

f.e.m. = 0,31 + 0,79 = 1,10

Calcolare il tempo necessario per svolgere all'anodo 55 L di Cl₂ (g)

Calcolare il tempo necessario per svolgere all'anodo 55 L di Cl₂ (g) in condizioni normali, elettrolizzando una soluzione di NaCl con una I = 6 A.

[T = 0°C] [p = 1 atm] [F = 96,5 C] [z = nro elettroni scambiati]

2Cl^- → Cl₂ + 2e^-

1 mol Cl₂ = 22,414 L = n_moli Cl₂ : 55 L ⇌ n_moli Cl₂ = 55/22,414 = 2,45 mol

It = nFz ⇌ t = nFz/I = 2,45 · 96,5 · 2 / 6 = 78 s

11.12) Calcolare come varia il pH di 1L di una solz tampone

11.12) Calcolare come varia il pH di 1L di una solz tampone costituita da una solz 0,125 M di HCOOH e 0,125 M di HCOONa, quando si aggiungono 0,40 g di NaOH. La costante di dissociazione dell'acido debole HCOOH è 2,1 x 10^-4.

[H₃O⁺] = K_{a (init.)} [HCOOH] / [HCOO^-] = K_a . 0,125 / 0,125 = 2,1 x 10^-4 M => pH = -log [H₃O⁺] = 3,68

n_mol NaOH = 0,40 g / 40 g/mol = 0,01 mol

HCOOH + OH^- = HCOO^- + H₂O

Inizio: 0,125 0,01 0,125

Equilibrio: 0,125 - 0,01 = 0,115 0,125 + 0,01 = 0,135

[H₃O⁺] finale = K_a [HCOOH] / [HCOO^-] = 2,1 x 10^-4 . 0,115 / 0,135 = 1,8 x 10^-4 M => pH = -log [H₃O⁺] = 3,75

pH = 3,75 - 3,68 = 0,07

11.13) Calcolare il pH di una solz ottenuta mescolando H₂SO₄ e CH₃COONa

11.13) Calcolare il pH di una solz ottenuta mescolando 100 mL di H₂SO₄ 1,0 x 10^-4 M con 500 mL di CH₃COONa 1,0 x 10^-1 M.

CH₃COONa → CH₃COO^- + Na⁺

n_mol CH₃COONa = 1,0 x 10^-1 . 0,500 = 0,05 mol

n_mol H₂SO₄ = 1,0 x 10^-4 . 0,100 = 0,01 mol

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

n_mol H⁺ : n_mol H₂SO₄ = 1 : 2 => n_mol H⁺ = (n_mol H₂SO₄) . 2 = 0,01 . 2 = 0,02 mol

CH₃COO^- + H₃O⁺ → CH₃COOH + H₂O

Inizio: 0,05 0,02

Equilibrio: 0,05 - 0,02 = 0,03

[CH₃COOH] = 0,02 mol / 0,6 L = 0,03 M ; [CH₃COO^-] = 0,03 mol / 0,6 L = 0,05 M => [H₃O⁺] = 1,76 x 10^-5 . 0,03 / 0,05 = 1,12 x 10^-5 M => pH = -log [H₃O⁺] = 4,9

Calcolare il calore specifico del Cu

Calcolare il calore specifico del Cu se 16 g a 135 °C, immersi in 80 g di H₂O a 20 °C ne fanno salire la temperatura fino a 22,1 °C. (Considerare che il sistema raggiunge l'equilibrio termico).

16 g Cu a T=135 °C → 16 g Cu a T=22,1 °C

80 g H₂O a T=20 °C → 80 g H₂O a T=22,1 °C

p = costante => mCp = ΔH/ΔT ⇔ ΔH = mCpΔT

|ΔH_Cu| = |ΔH_H2O| => ΔH_Cu + ΔH_H2O = 0 ⇔ m_Cu Cp_Cu ΔT_Cu + m_H2O Cp_H2O ΔT_H2O = 0

16 · Cp_Cu · (22,1-135) + 80 · 1 (22,1-20) = 0

-1806,4 · Cp_Cu = -168 ⇔ Cp_Cu = 168/1806,4 = 0,093 cal/g

Calcolare il calore di formazione di CO

Calcolare il calore di formazione di CO dal suo calore di combustione (-273 kJ/mol) e da quello della grafite (-393,3 kJ/mol).

C + 1/2 O₂ →