Esame Chimica generale e inorganica

Al + HNO Al(NO ) + NH NO + H O

3 3 3 4 3 2

Calcolare quanti grammi di nitrato di alluminio si producono dalla reazione di 10 g di

Alluminio puro 92% e 500 mL di una soluzione acquosa di acido nitrico 1.5 M.

2. In un reattore si introducono 3,60 moli di FeO, 4,50 moli di Fe, 3,20 moli di CO e

0,800 moli di CO . Si stabilisce il seguente equilibrio:

2 FeO + CO Fe + CO

(s) (g) (s) 2(g)

Sapendo che a 1000°C la miscela di equilibrio ha composizione percentuale in volume pari

a: CO=72,7%, CO =27,3%, calcolare la percentuale di ossido di ferro che ha reagito, a

2

equilibrio raggiunto.

3. Calcolare il calore messo in gioco nella reazione



FeS + O Fe O + SO

2(s) 2(g) 2 3(s) 2 (g)

3

se vengono messi a reagire 850 g di pirite (FeS ) con 0,66 m di O (misurato in condizioni

2 2

0f

standard), sapendo che nelle stesse condizioni di T e P, H = - 824.2 kJ/mol,

(Fe2O3)

0f 0f

H = -296.8 kJ/mol e H = -178.2 kJ/mol.

(SO2) (FeS2)

4. Determinare il pH di un litro di soluzione 0,06 M di HCl alla quale vengono aggiunti 10 g

-5

di acetato di potassio (K = 1,8 10 ). Si trascuri la variazione di volume.

a (CH3COOH)

5. Alla temperatura di 25°C la f.e.m. della pila

Pt PbO (s) BaCl Pt

2 2 (Cl2)

(0,01 M) (P =1 atm)

Cl2

2+

Pb

+

[H ] =0.02 M

vale 0,230V. Scrivere la reazione globale spontanea e calcolare la concentrazione degli ioni

2+ 0PbO2, 0Cl2/Cl-

Pb nel comparto anodico. (E = +1.45 V; E = +1.36 V)

H+/Pb2+

Facoltà di Ingegneria Corso di Chimica (6 CFU) 6 Febbraio 2019

Compito 1

 Prof. S. Antonaroli

 Prof. M.L Di Vona

 Prof. M. Stefanelli

COGNOME, NOME ________________________________ MATRICOLA_____________

1. Bilanciare con il metodo ionico-elettronico la seguente reazione:



Al + HNO Al(NO ) + NH NO + H O

3 3 3 4 3 2

Calcolare quanti grammi di nitrato di alluminio si producono dalla reazione di 10 g di

Alluminio puro 92% e 500 mL di una soluzione acquosa di acido nitrico 1.5 M.

2. In un reattore si introducono 3,60 moli di FeO, 4,50 moli di Fe, 3,20 moli di CO e

0,800 moli di CO . Si stabilisce il seguente equilibrio:

2 FeO + CO Fe + CO

(s) (g) (s) 2(g)

Sapendo che a 1000°C la miscela di equilibrio ha composizione percentuale in volume pari

a: CO=72,7%, CO =27,3%, calcolare la percentuale di ossido di ferro che ha reagito, a

2

equilibrio raggiunto.

3. Calcolare il calore messo in gioco nella reazione



FeS + O Fe O + SO

2(s) 2(g) 2 3(s) 2 (g)

3

se vengono messi a reagire 850 g di pirite (FeS ) con 0,66 m di O (misurato in condizioni

2 2

0f

standard), sapendo che nelle stesse condizioni di T e P, H = - 824.2 kJ/mol,

(Fe2O3)

0f 0f

H = -296.8 kJ/mol e H = -178.2 kJ/mol.

(SO2) (FeS2)

4. Determinare il pH di un litro di soluzione 0,06 M di HCl alla quale vengono aggiunti 10 g

-5

di acetato di potassio (K = 1,8 10 ). Si trascuri la variazione di volume.

a (CH3COOH)

5. Alla temperatura di 25°C la f.e.m. della pila

Pt PbO (s) BaCl Pt

2 2 (Cl2)

(0,01 M) (P =1 atm)

Cl2

2+

Pb

+

[H ] =0.02 M

vale 0,230V. Scrivere la reazione globale spontanea e calcolare la concentrazione degli ioni

2+ 0PbO2, 0Cl2/Cl-

Pb nel comparto anodico. (E = +1.45 V; E = +1.36 V)

H+/Pb2+

-x

,

Facoltà di Ingegneria Corso di Chimica (6 CFU) 8 febbraio 2021

1) Bilanciare con il metodo ionico-elettronico la reazione:

HCl + HNO → NO + Cl + H O

3 2 2 2

Calcolare quante moli di cloro (Cl ) vengono prodotte facendo reagire 400 mL

2

di HCl 2M con 50 mL di HNO al 60% (d=1.36 g/mL; PM = 63.01 g/mole).

3 HNO3

2) Calcolare la K per l’equilibrio

c SO + Cl SO Cl

2 (g) 2 (g) 2 2 (g)

se in un recipiente di 1L a temperatura T, vengono introdotte 0,24 moli di Cl 2(g)

e 0,78 moli di SO , considerando che le moli di SO all’equilibrio sono

2 (g) 2 (g)

0,59.

3) -6

Calcolare il pH di una soluzione satura di Ca(OH) K = 5.02×10

2 ps

4) VO2+; H+/VO2+

Calcolare la f.e.m. della seguente pila, a 25°C, sapendo che E° =

Cu2+/Cu

+1.00 V e E° = +0.337V.

Cu Pt

2+

VO (0.01 M)

2+

Cu +

VO (1 M)

(0.01 M) 2

pH =1

1) Per bilanciare con il metodo ionico-elettronico bisogna innanzitutto scrivere in

forma ionica il testo:

+ - + 3-

H + Cl + H + NO → NO + Cl + H O

2 2 2

Assegnando i numeri di ossidazione, si devono identificare le due coppie redox

che andranno bilanciate nelle semireazioni:

Le due semireazioni sono:

Calcolare quante moli di cloro (Cl ) vengono prodotte facendo reagire 400 mL di HCl

2

2M con 50 mL di HNO al 60% (d=1.36 g/mL; PM = 63.01 g/mole).

3 HNO3

Bisogna determinare il reagente limitante, calcolando le moli dei due reagenti:

n = c x V = 2 x 0.4 = 0.8 mol

HCl

Per l’acido nitrico bisogna calcolare la massa della soluzione dalla densità e dal

volume e poi considerare che la massa dell’acido è il 60 % di essa, infine dividere

per il PM.

Massa = d x V = 1.36 x 50 = 68 g

soluzione

Massa = 0.6 x 68= 40.8 g da cui n = 0.65 moli

HNO3 HNO3

Poiché i due reagenti reagiscono in rapporto 2:2, cioè 1:1, quello in quantità inferiore

sarà il limitante. Quindi per calcolare le moli di cloro gassoso si deve considerare che

2 moli di acido nitrico (il limitante) ne danno una di Cl , quindi:

2

n = ½ n = 0.323 moli

Cl2 HNO3

2) Lo schema per l’equilibrio è il seguente. Considerando che V = 1L ,avremo

che le concentrazioni saranno pari al numero di moli:

ó

SO Cl SO Cl

2(g) 2(g) 2 2(g)

0.78 0.24 -

inizio -x -x +x

variaz 0.78-x 0.24-x x

equilibrio

Ma all’equilibrio le moli di SO sono 0.59 quindi:

2

0.78 – x = 0.59, da cui x= 0.19 moli

Quindi: x 0.19

Kc= ___________= _________= 6.44

(0.78-x)(0.24-x) (0.59)(0.05)

3) -6

Calcolare il pH di una soluzione satura di Ca(OH) K = 5.02×10

2 ps

Scriviamo l’equilibrio di solubilità dell’idrossido di calcio:

ó 2+(aq) -

Ca(OH)l Ca + 2 OH

2(s) (aq)

s 2s

Ricaviamo la solubilità del sale s dal valore del K

ps:

2+ - 2 2 3 1/3 -2

K = [Ca ][OH ] = s (2s) = 4s da cui s= (K /4) = 1.08 x 10 M

ps ps -

Per il calcolo del pH dobbiamo considerare che la concentrazione di ioni OH

è 2s, quindi:

- -2

[OH ]= 2s= 1.16 x 10 M, quindi pOH= 1.67 e pH= 12.33

4) VO2+; H+/VO2+

Poiché i potenziali di riduzione standard sono E° = +1.00 V e

Cu2+/Cu

E° = +0.337V, la loro differenza è >0.3 V, quindi è possibile assegnare

la polarità agli elettrodi basandosi sui valori degli E°. Il semielemento di sinistra

sarà l’anodo e l’altro il catodo. Si possono così scrivere le due semireazioni

direttamente nel verso in cui avvengono nella pila:

Cu Pt

2+

VO (0.01 M)

2+

Cu +

VO (1 M)

(0.01 M) 2

pH =1

anodo catodo

®VO

2+ - + 2+

catodo) riduzione VO + e + 2H + H O (da +5 a +4)

2

® 2+ -

anodo) ossidazione Cu Cu + 2e (da 0 a +2)

I rispettivi potenziali saranno calcolabili dall’equazione di Nernst:

2+ + 2 2+

E = E° + (0.0592/n)log([VO ][H ] / [VO ]) =

c c -1 2 -2

1.00 + (0.0592)log[1 x (10 ) / 10 ] = 1.00 V

+ + -1

(ricorda che pH=1 vuol dire -log[H ]=1, quindi [H ]= 10 M)

2+ -2

Ea= E°a + (0.0592/n)log([Cu ]) = 0.337 + (0.0592/2)log(10 ) = 0.278V

La f.e.m. sarà quindi:

f.e.m = E -E = 1.00 – 0.278 = 0.722 V

c a