20682-soluzione compito 2-4-2007

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UNIVERSITA’ DI BERGAMO
Facoltà di Ingegneria
Soluzioni del compito di Chimica per Ingegneria Informatica e Meccanica del 2
Aprile 2007
1) La costante di equilibrio Kp della reazione NH4HS (s)
NH3 (g) + H2S (g) vale
-2
2
9,40•10 atm alla temperatura di 297 K. Se inizialmente nel recipiente si mette una certa
quantità di NH4HS (s), quale sarà la pressione nel recipiente quando si raggiunge l’equilibrio?
Kp = PNH3 • PH2S = 9,40•10-2 = x • x
x2 = 9,40•10-2 x = 0,31
Ptot = 2 • 0,31 = 0,62 atm
2) Una volta stabilita la concentrazione iniziale dei reagenti, da cosa dipenderà la velocità della
reazione?
Dal valore dell’energia di attivazione.
3) Dire quali reazioni possono avvenire, giustificando la risposta, mettendo:
a) Polvere di Magnesio in una soluzione acquosa di H2SO4
b) Un pezzo di ferro in una soluzione di solfato di rame
c) Un lingotto d’oro in una soluzione di HCl
In base ai valori dei potenziali redox, le reazioni che possono avvenire, sono:
a) Mg + 2 H3O+
Mg++ + H2
++
b) Fe + Cu
Fe++ + Cu
c) Au + H3O+
4) L’ammoniaca NH3 è una base. NF3 e NH2OH saranno basi più forti o più deboli?
Dato che all’azoto sono legati dei gruppi più elettronattrattori dell’idrogeno (F nel primo caso e
O nel secondo, Il doppietto elettronico sarà meno disponibile e quindi saranno meno basiche
dell’ammoniaca.
5) 10 g di Cromo vengono trattati con un eccesso di una soluzione di HCl. Calcolare il volume di
H2 che si sviluppa alla pressione di 1,02 atm e alla temperatura di 35°C.
2 Cr + 6 H3O+
2 Cr+3 + 3 H2 + 6 H2O
10 / 52 = 0,19 mol di Cr dalla reazione bilanciata si vede che per una mol di Cr si formano 3/2
di mol di H2 quindi si formeranno 3/2 x 0,19 = 0,29 mol di H2 che occuperanno il volume di
V = 0,29 x 0,082 x (273 + 35) / 1,02 = 7,2 L.
6) Sapendo che l’entalpia d’evaporazione dell’etanolo C2H5OH a 25°C è 42.6 kJ/mol, calcolare il
∆H° di reazione per C2H5OH(g) → C2H4(g) + H2O(g) sapendo che ∆H°f C2H5OH (l) = -277.7
kJ/mol, ∆H°f C2H4(g) = +52.5 kJ/mol e ∆H°f H2O(g) = -241.8 kJ/mol.
C2H5OHg
C2H5OH l
2 Cs + 2 H2g
H2g + ½ O2 g
C2H5OHg
C2H5OH l
2 Cs + 3 H2g + ½ O2g
C2H4g
H2Og
C2H4 g + H2O g
- 42,6
277,7
52,5
-241,8
45,8
7) L’ acido cloroso HClO2 ha una costante di dissociazione Ka di 1,15·10-2. Calcolare il pH di una
soluzione 10-2 M di acido cloroso in acqua.
HClO2 + H2O
H3O+ + ClO2-2
10 – x
x
x
2
-2
-2
-3
Ka = x / 10 - x = 1,15·10 da cui x = 6,4 x 10 pH = 2,2
8) Scrivete i prodotti di reazione e bilanciate le seguenti reazioni: acido nitrico con idrossido di
calcio in soluzione acquosa, ammoniaca con acido nitrico.
2 H3O+ + 2 NO3 - + Ca++ + 2 OH NH3 + HNO3
NH4+NO3 –
Ca++ + 2 NO3 - + 4 H2O
9) Tracciare un grafico dell’andamento del ∆S° in funzione di T per il riscaldamento dell’Alluminio
dalla temperatura di 0°C a 800°C. La temperatura di fusione dell’alluminio è di 660°C.
∆S°
933 K
T
10) La produzione dei metalli Al e Mg viene fatta per elettrolisi dei loro sali fusi. Quale dei due
metalli richiede più corrente per la produzione di 1 kg di Al o 1 kg di Mg?
1000/27 = 37,0 mol di Al
1000/24 = 41,7mol di Mg
Al+3 + 3 e
Al
Mg+2 + 2e
Mg
7
QAl = 37,0 x 96500 x 3 = 1,07 x 10
Q Mg = 41 x 96500 x 2 = 7,91 x 106
Richiede meno corrente la produzione di 1kg di Mg