Esercizi di stechiometria con soluzioni

1) Bilanciare la reazione redox

\[ \text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}_3\text{O}^+ \leftrightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O} \]

Calcolare la costante di equilibrio

\[ E°(\text{MnO}_4^-/\text{Mn}^{2+}) = 1,51 V; \, E°(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}) = 0,77 V \]

• Calcolare \(\Delta E = E°_{\text{catodo}} - E°_{\text{anodo}} = \) \(\Delta E > 0\) spontanea

\(\Delta E = +1,51 - 0,77 = 0,74 > 0\) spontanea

2) Indicare quale elemento all'interno delle seguenti coppie presenta elettropositività maggiore

• C/Pb: C
• Ga/Br: Br
• Cl/Bi: Cl

3) Bilanciare la reazione e dire da che parte si sposta l'equilibrio

\[ \text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons \text{SO}_2(l) \]

• + O₂ destra
• - SO₂ sinistra
• - volume destra
• + N₂ invariante

4) Solubilità di Al(OH)₃ in H₂O e in una soluzione 0,02M di AlCl₃

\( K_{ps}[\text{Al}(OH)_3] = 4,9 · 10^{-33} \)

\[ \text{Al}(OH)_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3\text{OH}^- \]

i   -   -   0   0 a   -   +x   +3x e   -   x   3x

\( K_{ps} = (x)(3x)^3 \)   \( \frac{4,9 \cdot 10^{-33}}{27} = \frac{x}{27}x^3 ⇒ x = \sqrt[4]{7,03 \cdot 10^{-33}} = 1,63 \cdot 10^{-8} \)

1) Scrivere le formule brute e di Lewis dei seguenti composti

1. Esafluoro di zolfo SF₆
   • S ∙ F:
   • F:
   • F:
   • :F:
   • F:
   • F:
   • :F:
   • S
   • :F:
   • :F:
   • :F:
   • :F:
   • :F:
   • :F:
2. Acido solforoso H₂SO₃
   • O ∙ S == O
   • O – S – O
   • 2 ∘ S
   • 2 ∘ S

1,88

3,07x² + 5,92x = 0

0; x = 0,18

x = √0,35 = 0,592

[HNO₃] = 0,812 - (2)0,592 = 0,22 = R₃

R₆: [H₂O⁺] = - (2) 0,592 = -1,184

Rₙ: [HNO₃] = 0,592

Rₐ: [H₃O⁺] = (2)(0,592) = 1,184

3)

Abbassamento della temperatura di congelamento di una soluzione di NaCl (d=1,015 g/ml) è di 0,54°C. Kc [H₂O₂] = 1,86°C kg/mol

m = ? —> moli soluto/kg solvente

concentrazione g/ℓ = ?

V = Massa = 100g = 98,52 ml

d = 1,015g/ml

0,98L soluzione

M_NaCl =

NH₃ + H₂O → OH^- + NH₄⁺

0,1-x   x   x

K = 4,8·10^-5 = ^x2/_0,1-x     x² = 4,8·10^-5 (0,1)   x² = 4,8·10^-6

x = √(0,0000048) = 2,19·10^-3   pH = 14-pOH = 14- (log [2,19·10^-3 ]) = 2,662

Con aggiunta di 100 ml di H₂O = 100g = 5,55 mol → 5555 M

55,5

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^-

c       0,1-x       55,5-x       x

v_eq = ^x2/_{(0,1-x) (55,5-x)}   1,8·10^-5 = ^x2/_{(5,55-0,1x-55,5x+x²)} (x-55,5x+5,55)

4,8·10^-5 / (55,5 × 5,55) = ^x2/_(5,55/5,55)

1,8·10^-5 x² = (0,0001x³ + 1)x² = x² - 8,0000·10^-3 ³ +1 → x = 9,0001·10^-3 (√) 2·4·1·1

pH = -log₁₀[1,0008] = 3,16·10^-3 → 14-3,16·10^-8 → 13,90

50 ml NH₃ 0,2 M

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^-

0,13 - x   x   x

x = ^x2/0,13-x

X = 4,53·10^-3→ -log ^{14-2.82 (11,18)}

L’analisi elementare di un composto organico ha dato i seguenti risultati: C = 54,19%, H = 4,80%, O = 38%

Sapendo che il composto ha un peso molecolare di 168,15 indico la formula molecolare

• 54,19 C, 4,800 H, 38,069 O | 100 g
• 54,19/12,001 = 4,516 mol C
• 4,80/1,0079 = 4,76 mol H
• 38,091/15,9994 = 2,38 mol O
• 4,56/2 C 4,76/2 H 2,38/1 O
• 2,38/2,38

C₂H₂O pm = 42,04

• 168,15/42,04 = 4
• C₂H₂O * 4 => C₈H₈O₄

Dire chi, all’interno delle seguenti reazioni redox

• NO₂ + 2 Ce⁴⁺ + H₂O -> 2 Ce³⁺ + NO₃^- + 2H⁺
• Zn + 2H⁺ -> Zn²⁺ + H₂
• Cu²⁺ + Zn Cu Zn²⁺
• Cu²⁺ Zn Zn

Calcola solubilità di Fe(OH)₂ in acqua pura e in una soluzione 0,1M di NaOH, K_ps [Fe(OH)₂] = 1,64*10²

• Fe(OH)₂ → Fe²⁺ + 2 OH^-
• - -
• x 2x
• x 2x

K_ps = (x) (2x)² = 1,64*10^-14 = x * (4x²)

2TeO₃²⁻ + 4N₂O₄²⁻ + 2OH⁻ → 2Te + 2NO₃⁻ + H₂O

Te → +4 → 0 si rid perde 4e⁻ - (1) = 4

N -3 → +5 si ox acquista 1e⁻ - (4) = 9

O₂ -4 → -2 → 4 e⁻

4MnO₄⁻ + 5CO₂ + 5OH⁻ → 4MnO₂ + 5ClO₄⁻ + 3H₂O

Mn: +7 → +2: 5 e⁻ perde 5e⁻ - (4) = 20

Cl - +3 → +7 si OX acquista e⁻ - (5) = 20

Carichi: reagenti = -2 → prodotti = -1

+2 - 1 = 1OH⁻

Atomi O: 27 → 24 + 3H₂O

Atomi H: 1 → 6

Reazione in fase gassosa

2HI(g) → H₂(g) + I₂(s)

È caratterizzata a T ambiente da K_p = 2,03 · 10⁻² Dire da che parte si sposta l'equilibrio

• Queste condizioni:

1. pHI = 0 atm, pH₂ = 1,28 atm, pI₂ = 0,21 atm

Q= [1,28] / [0,21] → Q = 2,27 > K_p

Q > K_p è sinistra

2. pHI = 0,26 atm, pH₂= 0,13 atm, pI₂ = 0,11 atm

Q = [0,13] · [0,11] / [0,26]²

Q = 0,21 > K_p

Q > K_p è sinistra

3. pHI = 2,25 atm, pH₂ = 1,23 atm, pI₂ = 0,11 atm

Q = [1,23][0,11] / [2,25]²

Q = 0,026 = 2,6 · 10⁻² > K_p

Q > K_p è destra

Dalla reazione da bilanciare

3 CaCl₂ + 2 H₃PO₄ → ... Ca₃(PO₄)₂ + 4 H₂O

g di Ca₃(PO₄)₂ ...

x = 0,12/3,2 = 0,11 ...

0,11 = 31,07

= 39,99 g di Ca₃(PO₄)₂

Data la reazione da bilanciare

(1) PCl₃ + 3H₂O → (1) H₃PO₄ + 3HCl

g di H₃PO₄ ...

x = 8,16*10^-2: 3/1 = 2,400 g di H₃PO₄

Una soluzione di Ioduro di Potassio 1,5M ...

d = 1,10 g/mL

Ioduro di potassio = KI 1,5M d = 1,10 g/mL

% p/p = ...

m = P ...

d = ... → 0,1 kg solute

Mol/litr = mol solute / V soluzion(i)

V = 20L

Miscuglio composto da H₂ e O₂

X_o: 0,32 0,38

P_tot: 3,561 atm

P_H2 = ?

P_O2 = ?

P_tot = P_H2 + P_O2

2H₂ + O₂ → 2H₂O

-x

-½x

_-x

2x

3,561

3x = 3,561

X = 1,187

P_H2 = 3,561 atm

P_O2 = 1,188 atm

Una soluzione viene preparata sciogliendo 250g di H₂O e 2,178g di solfato di potassio

K_f = 1,86°C · kg/mol

Δt = K_o · m

T_eorg = ?

m = molalità

re net iodato

solfato di sodio sale → acido solforico + idrossido di sodio

Na₂SO₄ + Na(OH) → Na₂O₄ PM 142,04

mol = 2,178g = 1,53 · 10^-2 mol

kg _solvente (H₂O) = 250g kg = 0,25 kg

m = (1,53 · 10^-2) / 0,75

6,12 · 10^-2 m

Δt = 1,86 °C kg/mol · 6,12 · 10^-2 = 0,113

Data la reazione da bilanciare dire dove si sposta l'equilibrio

2CO(g) + O₂(g) ⇌ 2CO₂(g) ΔH < 0

esotermica

- CO sinistra

- volume sinistra 3→2

- temperatura sinistra

+ H₂ inspostato