Transcript Esame 11/9/14

Corso di Laurea in Ottica ed Optometria
Prova Scritta di Chimica Generale ed Inorganica
11 settembre 2014
Cognome e Nome……………………………………………N. di Matricola…………………..
1) Scrivere la formula bruta ed indicare il numero di ossidazione di tutti gli elementi nei seguenti
composti:
a) carbonato di bario
c) permanganato di potassio
b) solfato ferrico
d) ipoclorito di sodio
2) Bilanciare in forma ionica ed in forma molecolare la seguente reazione:
MnO4- + S2- + H2O → MnO2 + S + OHKMnO4 + K2S+ H2O → MnO2 + S + KOH
3) 1,5 grammi di NaClO3 vengono riscaldati fino a completa decomposizione secondo la reazione:
2 NaClO3 → 2 NaCl + 3 O2
Calcolare i grammi di NaCl ed il volume di O2, misurato a 30° C e alla pressione di 1,0 atm, che si
formano nella reazione. (R=0,0821 atm x l xK-1)
4) Un composto organico contiene il 40% di C, il 6,7% di H ed il rimanente è costituito da
ossigeno; sapendo che il suo peso molecolare è 150 g/ mol determinare la formula chimica del
composto.
5) Calcolare il pH di una soluzione contenente 5,9 g/l del sale NaNO2, sapendo che l’acido HNO2
ha una costante di dissociazione Ka = 4,5 x 10-4.
6) Calcolare le concentrazioni molari degli ioni piombo e ioduro in soluzione satura di PbI2
(KPS=1,4x10-8).
7) Una soluzione acquosa di acido cloridrico al 10% in peso ha densità 1,07 g/ml; calcolare la
concentrazione della soluzione in moli/litro.
8) Calcolare la f.e.m. della seguente pila:
Pt (H2, p = 1 atm) | HA 0,10 M || Cu2+ 0,010 M | Cu
HA, acido debole monoprotico; Ka HA = 1,0x10-5; E°Cu2+/Cu = 0,34 V; (RT/F)x2,3= 0,059 V
Corso di Laurea in Ottica ed Optometria
Soluzioni Prova Scritta di Chimica Generale ed Inorganica
11 settembre 2014
1) Scrivere la formula bruta ed indicare il numero di ossidazione di tutti gli elementi nei seguenti
composti:
+2 +4 -2
a) carbonato di bario
BaCO3
+3
b) solfato ferrico
+1 +7 -2
c) permanganato di potassio
KMnO4
d) ipoclorito di sodio
NaClO
+6 -2
Fe2(SO4)3
+1 +1 -2
2) Bilanciare in forma ionica ed in forma molecolare la seguente reazione:
(+7)
(+4)
-
-
MnO4 + 3e + 2 H2O → MnO2 + 4 OH-
x2
S2- → S + 2 e-
x3
2 MnO4- + 3 S2- + 4 H2O → 2 MnO2 + 3 S + 8 OH2 KMnO4 +3 K2S+ 4 H2O →2 MnO2 + 3 S + 8 KOH
3) 1,5 grammi di NaClO3 vengono riscaldati fino a completa decomposizione secondo la reazione:
2 NaClO3 → 2 NaCl + 3 O2
Calcolare i grammi di NaCl ed il volume di O2, misurato a 30° C e alla pressione di 1,0 atm, che si
formano nella reazione. (R=0,0821 atm x lxK-1)
g NaClO3
1,5
=
= 0,0141
PMNaClO3= PANa+ PACl + 3PAO=106,44 g/mol
nNaClO3=
PM NaClO3 106,45
nNaCl= nNaClO3
PMNaCl = PANa+ PACl =58,44 g/mol
nO2= 3/2nKClO3= 0,0211
T= 303 K
VO 2 =
n O 2 RT
P
gNaCl= nNaCl PMNaCl= 0,824 g
=
0,211 × 0,0821 × 303
= 0,526 l
1
4) Un composto organico contiene il 40% di C, il 6,7% di H ed il rimanente è costituito da
ossigeno; sapendo che il suo peso molecolare è 150 g/ mol determinare la formula chimica del
composto.
%O = 100- %C + %H =100-40-6,67=53,33 %
%
PA
C
40,0
12
3,3 3
Rapporti
atomici
1
H
6,67
1
6,6 6
2
O
55,33 16
3,3 3
1
%
PA
Formula minima: CH2O
PF= PAC + 2PAH + 2PAO = 30 g/mol
PM 150
=
=5
PF
30
Formula molecolare: C5H10O5
5) Calcolare il pH di una soluzione contenente 5,9 g/l del sale NaNO2, sapendo che l’acido HNO2 ha una
costante di dissociazione Ka = 4,5 x 10-4.
g / l NaNO 2 5,9
=
= 0,0855 M = c
PMNaNO2= PANa+ PAN+ 2 PAO= 69 g/mol
MNaNO2=
PM NaNO 2
69
NaNO2 Na+ + NO2-
dissociazione del sale
NO2- + H2O HNO2 + OHc-x ≅ c
x
x
idrolisi basica
Kb =
[HNO 2 ][OH − ]
[ NO −2 ]
x2 KW
=
=
c
Ka
pOH = -log [OH-] = 5,4
[OH − ] = x =
KW
×c =
Ka
0,1 × 10 −14
× 0,0855 = 4,4 × 10 −6 M
−5
4,5 × 10
pH=14-pOH=8,6
6) Calcolare le concentrazioni molari degli ioni piombo e ioduro in una soluzione satura di PbI2
(KPS=1,4x10-8).
PbI2 (s) Pb2+(aq) + 2 I-(aq)
s
2s
[Pb2+] = s
Kps = [Pb2+][I-]2 = s(2s)2= 4s3
s=
2+
-3
[Pb ] = s =1,5x10 M
3
-
K ps
4
[I-] = 2s
=3
1,4 × 10 −8
=1,5x10-3 M
4
-3
[I ] = 2s=3x10 M
7) Una soluzione acquosa di acido cloridrico al 10% in peso ha densità 1,07 g/ml; calcolare la
concentrazione della soluzione in moli/litro.
1,0 l = 1000 ml
g HCl
x100
g soluz
%HCl=
gsoluz=Vsoluzxdsoluz=1000x1,07= 1070 g
gHCl=
PMHCl= 36,45 g/mol nHCl=
% HCl × g soluz
1070x10
=
= 107 g
100
100
107
g HCl
= 2,93 in 1 litro
=
PM HCl 36,45
M=2,93 M
8) Calcolare la f.e.m. della seguente pila:
Pt (H2, p = 1 atm) | HA 0,10 M || Cu2+ 0,010 M | Cu
HA, acido debole monoprotico; Ka HA = 1,0x10-5; E°Cu2+/Cu = 0,34 V; (RT/F)x2,3= 0,059 V
Cu2+ + 2 e- Cu
0,059
0,059
E+= ECu2+/Cu = E°Cu2+/Cu +
log[Cu2+] = 0,34 +
log(0,01)= 0,28 V
2
2
Polo +
Polo - 2 H3O+ + 2e- ← H2 (g) + 2 H2O
HA + H2O A- + H3O+
c-x ≅ c
x
x
Ka =
E-=
[ A − ][H 3 O + ] x 2
=
[ HA ]
c
EH3O+/H2=
Ka>>10-3
PH2=1,0 atm
E° H3O+/H2= 0
c<<10-3M
[H3O+]= K a c = 10 −5 × 0,1 = 10 −3 M
[H 3 O + ] 2
0,059
log
= 0,059 log[H3O+] = -0,18 V
2
PH 2
Epila = E+- E-= 0,28-(-0,18)= 0,46 V