Composto Nome IUPAC Nome tradizionale

(1)

Ministero dell’istruzione, dell’università e della ricerca I.S.I.S. “Giulio Natta”

via Europa, 15 – 24125 Bergamo Tel: 035 319376 Fax: 035 316449

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1

INDICAZIONI PER IL LAVORO ESTIVO (a.s. 2018/19) IN PREPARAZIONE ALLA CLASSE TERZA

CLASSI 2° CMB

MATERIE: Scienze e tecnologie applicate e Chimica

Ripassare gli argomenti trattati facendo riferimento al testo (capitoli 6 e da 9 a 18).

Svolgere i seguenti esercizi (tutti i calcoli effettuati vanno riportati sul quaderno).

Si ricorda che il lavoro è finalizzato al ripasso/consolidamento per affrontare al meglio il test d’ingresso di chimica analitica che sarà somministrato la prima settimana di scuola e sarà oggetto di valutazione a tutti gli effetti.

Capitoli 12-14: nomenclatura e reazioni

1. Assegna il nome ai seguenti composti:

Composto Nome IUPAC Nome tradizionale

1 N2O3 2 SnO2

3 HgO

4 SO2

5 Cs2O

6 I2O

7 B2O3

8 CaO

9 I2O7 10 Br2O5

1 Zn(OH)2 2 Fe(OH)3 3 Cu(OH)2 4 Pb(OH)4

5 HgOH

1 H2SO3 2 H3PO3 3 HNO2 4 H2SO4 5 HIO4

(2)

2

6 HBrO3

7 HBr

8 HIO

9 H2SiO3

10 HF

1 CuBr2

2 HgS

3 ZnCl2 4 PbCl4 5 AlBr3

1 CaCO3

2 Pb(SO3)2

3 HgNO3

4 Sn(BrO2)2

5 Ni(NO2)2

6 CoSO3

7 Fe(IO4)2

8 Co2(CO3)3

9 Fe(ClO)3

10 Sn(SO4)2

1 Cu(HSO3)2

2 HgHSO4

3 Fe(HCO3)3

1 Cl2O

2 CuBr

3 HClO4

4 KMnO4

5 Mg(OH)2

6 Co(IO2)2

7 H2S 8 FeF3

9 K2O

10 NaOH

11 PbS2

12 AgNO3

(3)

3

13 Au(OH)3

14 NaClO 15 As2O5

16 Ba(OH)2

17 K3AsO4

18 Ni(HSO4)2

19 CoI2

20 ZnO

2. Scrivi la formula dei seguenti composti:

Composto Formula Composto Formula

1 Triossido di dicobalto Anidride ipobromosa

2 Pentaossido di diazoto Ossido rameoso

3 Ossido di diiodio Anidride fosforosa

4 Diossido di zolfo Ossido di zinco

5 Ossido di berillio Ossido nichelico

6 Eptaossido di dibromo Anidride perclorica

7 Diossido di carbonio Anidride arseniosa

8 Pentaossido di difosforo Anidride silicica

1 Diidrossido di zinco Idrossido di magnesio

2 Idrossido di sodio Idrossido ferroso

3 Triidrossido di alluminio Idrossido nichelico

4 Diidrossido di ferro Idrossido stannico

5 Idrossido di cesio Idrossido rameico

6 Tetraidrossido di piombo Idrossido mercuroso

7 Diidrossido di nichel Idrossido di zinco

8 Triidrossido di cobalto Idrossido cobaltoso

1 Acido diossoclorico (III) Acido perclorico

2 Acido tetraosso solforico (VI) Acido solfidrico 3 Acido tetraosso fosforico (V) Acido arsenico

4 Acido triossobromico (V) Acido nitroso

5 Acido ossoclorico (I) Acido ipoiodoso

6 Acido triosssosilicico (IV) Acido fluoridrico 7 Acido tetraossomanganico (VII) Acido silicico

8 Acido triossoarsenico (III) Acido clorico

(4)

4

1 Difluoruro di calcio Bromuro rameico

2 Pentacloruro di fosforo Fluoruro nichelico

3 Tribromuro di arsenico Solfuro ferrico

4 Cloruro di argento Cloruro piombico

5 Tetraioduro di piombo Solfuro mercurico

6 Difluoruro di rame Bromuro di bario

7 Trisolfuro di dialluminio Cloruro di alluminio

8 Bromuro di potassio Ioduro cobaltico

3. Scrivi la formula dei seguenti composti:

Composto Formula Composto Formula

1 triossobromato (V) di calcio Fosfito ferroso

2 diossoiodato (III) di bario Nitrato di calcio

3 tetraossosolfato (VI) di ferro (II) Periodato rameico 4 triossocarbonato (IV) dialluminio Ipoclorito di zinco 5 tetraossoclorato (VII) di sodio Solfito mercurico 6 monossoclorato (I) di cobalto (II) Arseniato ferrico 7 triossoiodato (V) di rame (I) Solfato di alluminio 8 triossosolfato (IV) di stagno (IV) Bromato nichelico 9 diossonitrato (III) di ferro (III) Nitrito cobaltoso 10 tetraossofosfato (V) di bario Solfato mercuroso

4. Scrivi le reazioni di sintesi dei sali delle prime quattro righe dell’esercizio precedente (varia il metodo utilizzato).

5. Scrivi le formule dei reagenti e dei prodotti delle seguenti reazioni e bilanciale:

a) nitrito ferrico + acido perclorico → perclorato ferrico + acido nitroso ……….. + ……… → ………….. + ………..

b) carbonato cobaltico + solfuro di potassio → carbonato di potassio + solfuro cobaltico …….….. + ……… → ………….. + …………..

c) dicloruro di rame + tetraossosolfato (VI) di sodio → cloruro di sodio + tetraossosolfato (VI) di rame (II) …..…….. + ……… → ………….. + ………..

d) triossoclorato(V) di ferro (III) + acido triossosolforico(IV)→ triossosolfato (IV) di ferro + acido triossoclorico(V) …..…….. + ……… → ………….. + ………..

(5)

5 e) → idrossido ferrico

f) → idruro stannoso

g) → acido perclorico

h) ossido rameoso + H2O →

i) → acido metafosforoso

l) → acido iodidrico

Capitoli 10-11: legami chimici primari e secondari

1. Dare una definizione di legame ionico e fare un esempio.

2. Indicare le formule dei composti ionici che si formeranno tra le seguenti coppie di elementi:

a. litio e cloro b. bario e ossigeno c. rubidio e zolfo d. alluminio e fluoro

3. Dare una definizione di legame covalente e fare un esempio di un composto che lo contiene.

4. Dare una definizione di legame covalente dativo e fare un esempio di un composto che lo contiene.

5. Scrivere la struttura di Lewis dei seguenti composti e determinare se in ciascuno è presente un legame ionico o covalente:

a. ammoniaca

b. cloruro di potassio c. bromo molecolare

6. Scrivere la struttura di Lewis dei seguenti composti e determinare se in ciascuno è presente un legame covalente polare o apolare, indicando su ciascun atomo la carica parziale:

a. bromo molecolare b. acido bromidrico c. acqua

d. ammoniaca e. acido fluoridrico

(6)

6 7. Scrivere la struttura di Lewis dei seguenti composti:

a. ione nitrato b. acido nitroso c. ione ammonio d. ione perclorato e. ione bisolfuro

f. tetracloruro di carbonio g. ione clorito

8. Stabilisci la forma delle seguenti molecole:

a. acido solfidrico b. acido solforico c. anidride carbonica d. ammoniaca

9. Stabilisci la polarità delle seguenti molecole:

a. SO3

b. CH3Cl c. HNO3

d. PH3

e. AlBr3

f. SiCl4

g. HCN h. O2

10. Dare una definizione di legame metallico e mettere in evidenza analogie e differenze con il legame ionico.

11. Indicare quale tra i seguenti composti ionici avrà punto di fusione più alto, motivando la scelta:

a. ioduro di rubidio b. fluoruro di alluminio c. bromuro di potassio d. cloruro di magnesio

12. Indicare, motivando la scelta effettuata, quale tipo di interazione si può stabilire tra le molecole dei seguenti composti:

a. CH3OH b. CH2F2

(7)

7 c. C6H14

d. CH3NH2

13. Indicare, motivando la scelta effettuata, quale tra le seguenti sostanze formerà con l’acqua un miscuglio eterogeneo:

a. iodio b. ammoniaca c. alcol etilico d. acido acetico e. cloruro di magnesio

14. Indicare quale tra le seguenti sostanze formerà con l’acqua un miscuglio omogeneo:

a. C6H12O6

b. C6H6

c. O2

d. CCl4

e. CH3(CH2)10OH

15. Individua per ogni coppia di sostanze quella con maggiore Teb e motiva la scelta:

a. acido solfidrico e acqua b. iodio e fluoro

c. CH3Cl e CCl4

d. HF e HCl e. LiBr e MgBr2

f. RbCl e NaCl g. Al e Na

Capitolo 18: redox

1. Scrivi le formule e bilancia le seguenti redox passando attraverso l’equazione ionica netta, con il metodo delle semireazioni:

a) Nitrato di sodio + carbonio + idrossido di calcio → nitrito di sodio + carbonato di calcio + acqua b) Solfuro rameoso + ossigeno → ossido rameoso + anidride solforosa

c) Zolfo + acido solforico → anidride solforosa + acqua

d) Anione permanganato + anidride solforosa + acqua → ione manganese (II) + anione solfato + idrogenione

e) Acido solforico + acido bromidrico → bromo + anidride solforosa + acqua

f) Solfato ferroso + acido solforico + acido nitrico → solfato ferrico + monossido di azoto + acqua g) Alluminio + acido nitrico → ossido di alluminio + monossido di azoto + acqua

(8)

8

h) Mercurio + acido nitrico + acido cloridrico → cloruro di mercurio (II) + monossido di azoto + acqua

i) Iodato di sodio + anidride solforosa + acqua → solfato di sodio + acido solforico + iodio

j) Bromuro di potassio + acido solforico → solfato di potassio + bromo + anidride solforosa + acqua k) Permanganato di potassio + solfato stannoso + acido solforico → solfato di manganese (II) +

solfato stannico + acqua + solfato di potassio

l) Permanganato di potassio + ioduro di potassio + acqua → iodato di potassio + biossido di manganese + idrossido di potassio

2. In ciascuna redox indica quale elemento si ossida, quale si riduce, specie ossidante e riducente.

Capitolo 6: la mole

1. Calcola quanti atomi/molecole/ioni sono contenuti in:

a. 1,5 g di potassio, K b. 0,470 g di ossigeno, O2

c. 0,555 g di cloruro di argento, AgCl.

2. Calcola quanti grammi pesano 1,204·10²⁶ molecole di F2.

3. Determina quante molecole di alcool etilico (CH3CH2OH) (d = 0,79 g/mL), ci sono in una bottiglia che ne contiene 200 mL.

4. Calcola il numero di atomi di carbonio e il numero di atomi di idrogeno contenuti in 2 g di glucosio, C6H12O6.

5. Quanti grammi di ossigeno sono contenuti in 8,5 g di Al2(SO4)3?

Capitolo 13: la concentrazione delle soluzioni

1. Una soluzione è stata preparata sciogliendo 220 mg di soluto in 500 mL di soluzione. Calcola la concentrazione della soluzione in grammi su litro.

2. Calcolare quanti grammi di zucchero occorrono per preparare 500 g di soluzione al 20% m/m.

3. Calcola la % m/m delle seguenti soluzioni ottenute sciogliendo:

a. 13 g di idrossido di bario in 150 g di soluzione b. 50 g di glucosio in 250 g di soluzione

c. 24 g di NaCl in 250 g di acqua

d. 35 g di bicarbonato d’ammonio in 300 mL di acqua.

4. Calcola quanti grammi di idrossido di sodio e quanti di acqua sono contenuti in 1 Kg di una soluzione al 2,3% m/m.

(9)

9

5. Se a 100 g di una soluzione acquosa di glucosio al 7% m/m si aggiungono 300 g di una soluzione acquosa al 4% m/m, calcola quale sarà la nuova concentrazione della soluzione espressa in percentuale in massa.

6. Calcola la % V/V di una soluzione acquosa che in 600 mL contiene 6 cL di alcol.

7. Calcola la quantità di alcol espressa in mL contenuta in una bottiglia da 75 cL di vino che ha una gradazione alcolica di 11.

8. Una soluzione si ottiene sciogliendo 3,5 mol di acido nitrico in 5 Kg di acqua. Calcola la concentrazione percentuale in massa della soluzione.

9. Calcola quanti grammi di idrossido di potassio sono contenuti in 200 mL di una soluzione 0,108 M.

10. Calcola per ciascuna delle seguenti soluzioni di cui trovi indicata la concentrazione, il volume espresso in millilitri che contiene la quantità di soluto richiesta:

a. 10 g di soluto da NaF 0,275 M b. 10 g di soluto da CdCl2 0,275 M c. 10 g di soluto da K2CO3 0,408 M.

11. A quale volume devi portare 25 mL di una soluzione 1,5 M di HCl perché la concentrazione diventi 0,04M?

12. Qual è la molarità di una soluzione ottenuta diluendo, a 100 mL, 20 mL di una soluzione 0,1 M di NaOH?

13. Data una soluzione di KOH 5 M, in che modo si possono preparare 250 mL di KOH 0,625M?

14. A 300 mL di una soluzione 0,5 M di NaCl vengono aggiunti 400 mL di acqua. Quale sarà la concentrazione della soluzione finale?

15. Calcola la molarità di una soluzione di acido solforico al 48% m/m, sapendo che la sua densità è pari a 1,20 g/mL.

16. Calcola la molarità di una soluzione ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di HNO3 0,8 M con 300 mL di una soluzione di acido nitrico al 2 M.

17. 300 mL di una soluzione 1,2 M di HNO3 vengono aggiunti a 200 mL di una soluzione 2 M di acido nitrico diluendo infine con acqua fino a un volume di 1 L. Qual è la molarità della soluzione finale?

18. Calcola quanti millilitri di soluzione di acido cloridrico concentrato al 37% m/m (d = 1,19 g/mL) si devono prelevare per preparare 250 mL di HCl 0,2 M.

(10)

10

19. Calcola a quale volume devono essere diluiti 20 mL di una soluzione di acido solforico al 32% m/m avente densità pari a 1,23 g/mL per ottenere una soluzione di H2SO4 0,3 M.

20. Si mescolano 300 mL di soluzione di acido nitrico 1,2 M con 200 mL di soluzione di acido nitrico 2,5 M. Calcola la M della soluzione ottenuta.

Capitolo 14: i calcoli stechiometrici

1. Calcola quanti grammi di cromato ferrico e di nitrato di potassio si producono partendo da 250 g di cromato di potassio fatto reagire con un eccesso di nitrato ferrico.

2. Calcola quanti millilitri di acido solforico al 15 % m/V occorrono per attaccare 50 g di zinco e quanti L di idrogeno si svilupperanno a 0°C e 1 atm.

3. Calcola quanti grammi di ossido di calcio si possono dissolvere in 400 mL di acido cloridrico al 42,4

% m/V.

4. Calcola quanti grammi di ossido di azoto si otterranno facendo reagire 28 g di azoto con 48 g di ossigeno.

5. Per ottenere la fosfina, PH3, sono stati messi a reagire 124 mg di fosforo, P4, e 6,1 g di idrogeno, H2. Calcola quanti grammi rimangono del reagente in eccesso e quanti grammi di fosfina si ottengono.

6. Calcola quante moli di cloruro ferrico è possibile ottenere facendo reagire 100 mL di acido cloridrico 1,5 M con 150 g di idrossido ferrico.

7. Calcola la resa della seguente reazione:

C2H4 + H2O→ C2H5OH

sapendo che da 100 kg di C2H4 si ottengono 70,0 Kg di C2H5OH.

8. Calcola la resa % della reazione:

CaSO³+ NaNO³→ CaSO⁴+ NaNO²

se, partendo da 50 kg di nitrato di sodio, sono stati ottenuti 28,7 kg di nitrito di sodio.

9. 50 kg di solfato di sodio si riscaldano con carbone; calcola i kilogrammi di solfuro di sodio ottenuti se la resa della reazione è del 40%:

Na2SO4 + 4C →Na2S + 4CO

10. .I sali di Cr (III) vengono ossidati a cromati dal biossido di piombo in ambiente basico secondo la seguente reazione (da completare e bilanciare):

(11)

11

Cr³⁺ + PbO2 → CrO42- + Pb²⁺

Calcola quanti grammi di ossido piombico reagiscono con 21,43 g di tricloruro di cromo puro al 60%.

11. Un campione contenente acido ossalico del peso di 30 g viene trattato con 20 g di permanganato di potassio. Avviene la seguente reazione, in ambiente acido (da completare e bilanciare):

MnO4- + H2C2O4 → Mn²⁺ + CO2

Sapendo che tutto il permanganato di potassio è stato consumato nella reazione, calcolare la percentuale di acido ossalico nel campione.

12. Il cloro viene preparato in laboratorio per trattamento di biossido di manganese con acido cloridrico secondo la seguente reazione (da bilanciare):

MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2

Calcola quanto biossido di manganese puro all’85% occorre per preparare 20 g di cloro.

13. 1,502 g di una miscela di cloruro di potassio e clorato di potassio vengono riscaldati a 400°C. Tutto il clorato si decompone con produzione di cloruro di potassio e ossigeno. Sapendo che la massa rimasta è di 1,216 g, calcola la percentuale di cloruro di potassio presente nella miscela.

14. Il cloruro ferroso viene ossidato dall’acido nitrico in presenza di acido cloridrico secondo la seguente reazione (da bilanciare):

FeCl2 + HNO3 + HCl → FeCl3 + NO

Calcolare quanti g di cloruro ferroso puro al 70% occorrono per ottenere 10 g di ossido di azoto.

15. Determina quanti grammi di cloruro rameico si ottengono mettendo a reagire 15 g di nitrato di sodio e 7,0 g di rame, secondo la seguente reazione (da bilanciare in ambiente acido):

NO3-+ Cu → Cu²⁺ + NO2

16. Determina quanti grammi di acido iodidrico si ottengono mettendo a reagire 4,0 g di iodato di sodio e 8,0 g di acido triossoarsenico (V), secondo la seguente reazione (da bilanciare):

IO3-+ AsO3- → I^- + AsO43-

17. Determina quanti grammi di ioduro di zinco si ottengono da 25 g di solfato di potassio, secondo la seguente reazione (da bilanciare in ambiente acido):

SO42-+ Zn → Zn²⁺ + SO2

18. Determina la molarità di una soluzione di dicromato di potassio sapendo che per titolarne 35,0 mL vengono consumati 25,0 mL di soluzione di solfato ferroso 0,200 M, secondo la seguente reazione (da scrivere in formule e bilanciare passando all’equazione ionica netta):

Dicromato di potassio + solfato ferroso + acido solforico → solfato di potassio + solfato cromico + solfato ferrico + acqua

(12)

12

19. Determina i grammi di solfato ferroso contenuti in 1L di soluzione sapendo che per titolarne 32,0 mL vengono consumati 45,0 mL di soluzione di permanganato di potassio 0,300 M, secondo la seguente reazione (da scrivere in formule e bilanciare passando all’equazione ionica netta):

Permanganato di potassio + solfato ferroso + acido solforico → solfato di potassio + tetraossosolfato (VI) di manganese (II) + solfato ferrico + acqua

20. Per titolare 25,0 mL di una soluzione di permanganato di potassio sono necessari 12,0 mL di una soluzione che contiene 10,0 g/L di perossido di idrogeno, secondo la seguente reazione (da scrivere in formule, completare e bilanciare in ambiente acido):

tetraossomanganato (VII) + perossido di idrogeno → Mn (II) + ossigeno

Capitoli 15-16: aspetti cinetici ed energetici delle reazioni chimiche ed equilibrio chimico 1. Definisci l’energia di attivazione.

2. Sulla base della teoria degli urti spiega quali sono le condizioni che rendono efficaci gli urti fra le particelle.

3. Da quali fattori dipende la frequenza degli urti tra le particelle?

4. Per la reazione :

H2(g) + 2 ICl(g) ↔ I2(g) + 2 HCl(g)

Sono stati raccolti i seguenti dati relativi alla concentrazione di ICl in funzione del tempo:

ICl (mo/L) Tempo (s)

2,000 0

1,348 1

1,052 2

0,872 3

0,748 4

0,656 5

0,586 6

Calcola la velocità della reazione dopo 2, 4 e 6 secondi.

5. Attribuisci a ciascuna delle seguenti reazioni la condizione di esotermica (Es) o endotermica (En):

a. C(s) + O2(g) → CO2(g) + 392 kJ b. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) - 178 kJ

(13)

13 c. S(s) + O2(g) → SO2(g) + 297 kJ

d. PbO(s) + C(s) → Pb(s) + CO(g) - 108 kJ

6. Due reazioni seguono i profili energetici riportati nei grafici (A) e (B).

Per ognuna di esse:

a. stabilisci se si tratta di una reazione esotermica o endotermica;

b. indica il tratto relativo all’energia di attivazione e quello relativo al H.

7. Con l’aiuto di un grafico illustra come la presenza di un catalizzatore influenza la velocità di una reazione.

8. Calcola il calore di combustione molare del carbonio, sapendo che nella reazione

C(s) + O2(g) → CO2(g) + calore bruciando 2,40 g di carbonio si ottengono 78,6 kJ.

9. Calcola quanto calore puoi ottenere per combustione di 1 quintale di carbonio.

10. La reazione:

N2(g) + 2 O2(g) → 2 NO2(g) - 66,4 kJ/mol

è esotermica o endotermica? E qual è il calore di reazione in kcal se si fanno reagire 7,00 g di N2?

11. La costante di equilibrio della reazione di ossidazione del cloruro di idrogeno è la seguente Kc = [H2O]²· [ClO2]⁴/ [HCl]⁴· [O2]⁵

In base a essa rappresenta l’equazione della reazione.

(14)

14

12. Per ciascuna delle seguenti reazioni scrivi l’espressione della costante di equilibrio Kc.

a. 4 HCl(g) + O2(g) ↔ 2 Cl2(g) + 2 H2O(g) b. CO(g) + 2 H2(g) ↔ CH3OH(g)

c. 4 NH3(g) + 7 O2(g) ↔ 4 NO2(g) + 6 H2O(g)

13. Se una reazione ha Kc = 1,3·10^-8 si può affermare che il suo equilibrio è molto spostato a sinistra?

(motiva la risposta)

14. Calcola la Kc a 495C per la seguente reazione:

H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g)

Sapendo che i valori delle concentrazioni all’equilibrio a quella temperatura sono:

[H2] = [I2] = 5,70 · 10^-4 mol/L e [HI] = 4,20 · 10^-3 mol/L.

15. A 500 C in un recipiente da 1,00 L è contenuta una miscela gassosa all’equilibrio, formata da 0,100 moli di H2 insieme con 0,050 moli di N2 e 0,017 moli di NH3. Calcola la costante di equilibrio Kc della reazione:

N2(g) + 3H2 ↔ 2 NH3(g)

16. Basandoti sui valori delle costanti di equilibrio Kc, indica in quale delle seguenti reazioni è favorita la formazione dei prodotti:

NH3(g) + H2O ↔ NH4+ + OH^- Kc = 1,8 · 10^-5 HS^- + H⁺ ↔ H2S Kc = 1 · 10⁷

17. Basandoti sui valori delle costanti di equilibrio Kc, indica quale dei due equilibri è più spostato a sinistra:

H2O(l) ↔ H⁺(aq) + OH^-(aq) Kc = 1· 10^-14 Fe²⁺(aq) + S^2-(l) ↔ FeS(s) Kc = 6,3 · 10^-18

18. Se si interviene su un sistema alterandone lo stato di equilibrio, sulla base del principio di Le Chatelier si può affermare che:

a. il sistema raggiunge un nuovo stato di equilibrio che ha sempre un diverso valore di Kc b. il sistema si oppone a tale perturbazione realizzando un diverso stato di equilibrio

c. il sistema reagisce per ritornare allo stato di equilibrio iniziale, ripristinando cioè le concentrazioni precedenti

d. il sistema reagisce per tornare allo stato di equilibrio iniziale diminuendo la velocità della reazione inversa

e. il sistema aumenta la velocità di reazione inversa per ritornare allo stato di equilibrio iniziale.

(15)

15

19. Per produrre idrogeno, H2, si fa reagire il metano, CH4, con acqua ad alta temperatura secondo la reazione:

CH4(g) + H2O(g) + calore ↔ CO(g) + 3 H2(g) Stabilisci in quale direzione si sposta l’equilibrio per:

a. aumento della concentrazione di CH4

b. aumento della concentrazione di CO c. diminuzione della concentrazione di H2O d. diminuzione della concentrazione di H2

e. diminuzione della temperatura del sistema.

20. Per la reazione:

SO2(g) + NO2(g) ↔ SO3(g) + NO(g) + calore Stabilisci in quale direzione si sposta l’equilibrio per:

a. aumento della concentrazione di NO2

b. aumento della concentrazione di NO c. diminuzione della concentrazione di SO2

d. diminuzione della concentrazione di SO3

e. diminuzione della concentrazione del sistema.

21. Considera la seguente reazione all’equilibrio:

3 H2(g) + CO(g) ↔ CH4(g) + H2O(g)

Che cosa succede se, a temperature costante, si raddoppia la concentrazione dell’idrogeno?

a. La reazione si sposta a sinistra per trovare un nuovo stato di equilibrio.

b. Le concentrazioni del metano e dell’acqua diventano i 2/3 del valore iniziale.

c. Si ottiene un nuovo stato di equilibrio in cui sono aumentate le concentrazioni dei prodotti.

d. Kc aumenta perché l’aggiunta di un reagente sposta l’equilibrio a destra.

e. Kc diminuisce perché l’aggiunta di un reagente sposta l’equilibrio a destra.

22. Considera la seguente reazione:

NO2(g) + CO(g) ↔ NO(g) + CO2(g)

Solo una delle specie gassose presenti all’equilibrio, NO2, è colorata. Una volta realizzato l’equilibrio, si aggiunge al sistema una certa quantità di CO2. Come cambia l’intensità del colore della miscela gassosa? Argomenta la risposta.

23. Alla temperatura di 298 K la costante di equilibrio, Kc, per la reazione:

NO2(g) ↔ N2O4(g)

(16)

16

Vale 170. Se [NO2] = 0,015 M e [N2O4] = 0,025 M, stabilisci se la miscela è all’equilibrio e, qualora non lo fosse, in quale direzione procederà per ripristinarlo.

24. Per ognuna delle seguenti reazioni, indica se a seguito di un aumento di pressione l’equilibrio a destra(D), a sinistra(S), o rimane invariato (I)

a. 2 NO(g) + O2(g) ↔ 2 NO2(g)

b. CO(g) + H2O(g) ↔ H2(g) + CO2(g) c. 4 NH3(g) + 5 O2(g) ↔ 4 NO(g) + 6H2O(g) d. 2 H2(g) + O2(g) ↔ 2 H2O(g)

e. 3Fe2O3(s) + H2(g) ↔ H2O(g) + 2 Fe3O4(s) f. 4 H2O(g) + 3 Fe(s) ↔ 4 H2(g) + Fe3O4(s)

25. Considera l’equilibrio descritto dalla seguente equazione:

2 CH4(g) ↔ C2H2(g) + 3 H2(g) H > 0

Quale dei seguenti interventi causerà un aumento della Kc della reazione?

a. Una diminuzione della pressione b. Un aumento della temperatura

c. Un aumento della concentrazione dell’idrogeno d. L’utilizzo di un catalizzatore

e. Una diminuzione della concentrazione del metano

26. Per l'equilibrio:

2A + B 2C

Kc = 1,28 . 10^-1. Sapendo che all'equilibrio sono presenti 0,34 mol/L di A e 0,41 mol/L di B, calcola la concentrazione di C.

27. In un reattore, del volume di 0,300 L, vengono fatti reagire, alla temperatura di 725 °C, idrogeno e azoto. Si forma ammoniaca e, all'equilibrio, nel reattore sono presenti 2,40.10^-2 mol di ammoniaca, 3,24 . 10 ^-1 mol di idrogeno e 6,42 . 10^-1 mol di azoto. Dopo aver scritto e bilanciato la reazione in oggetto calcola il valore di Kc.

28. Considera la reazione (da bilanciare):

cloro + idrogeno acido cloridrico

a una data temperatura, quando la reazione raggiunge l'equilibrio, si hanno le seguenti concentrazioni: [cloro] = 2,0 . 10^-16 mol/L; [idrogeno] = 1,0 .10^-17 mol/L; [acido cloridrico] = 0,28 mol/L. Tenendo presente i dati precedentemente indicati determina in quale verso procede la

(17)

17

reazione se, in un recipiente vuoto da un litro, si introducono, alla stessa temperatura, 1,0 . 10^-4 mol di cloro; 1,0 . 10⁴mol di idrogeno e 3,0 mol di acido cloridrico. Giustifica la risposta data.

29. Calcola la Kc della reazione (da bilanciare):

acqua(g) idrogeno(g) + ossigeno(g)

sapendo che quando in un recipiente da 100 L vengono introdotti 18 g di acqua e la temperatura viene portata a 1427 °C la quantità di acqua non reagita ad equilibrio raggiunto risulta essere pari a 0,9986 moli.

30. Calcola le concentrazioni all'equilibrio di A e di B quando si solubilizzano 1,2 mol di A in due litri di soluzione sapendo che per l'equilibrio:

A B alla temperatura data Kc = 0,80.

31. Dopo aver enunciato il principio di Le Chatelier considera la seguente reazione, da bilanciare, all’equilibrio:

metano(g) + acido solfidrico(g) CS2(g) + idrogeno(g) H0

e per ciascuna delle variazioni che seguono indica cosa succede all’equilibrio giustificando le risposte.

• Aggiunta di CH4

• Aggiunta di H2

• Sottrazione di CS2

• Aumento della pressione del sistema

• Aumento della temperatura del sistema

• Aggiunta di un catalizzatore

32. Rappresenta graficamente, illustrando e confrontando i grafici, come variano le concentrazioni di prodotti e reagenti in funzione del tempo nel caso di: reazioni chimiche complete e reazioni chimiche di equilibrio.

Capitolo 17: acidi e basi

1. Quali tra le seguenti sostanze sono basi secondo Arrhenius e quali secondo Brönsted-Lowry?

NH3 OH^– NaOH NaHCO3 Ba(OH)2 SH^ˉ

2. Scrivi la reazione di autoionizzazione dell’acqua, indicando il nome dei prodotti della reazione.

Definisci e scrivi la formula di KW, specificando anche il suo valore numerico a 25°C.

3. Che differenza c’à tra base forte e base debole? Scrivi un esempio di base debole indicando anche la formula della costante di basicità.

(18)

18

4. Completa le seguenti reazioni con le specie mancanti, indicando qual è l’acido (A.), l’acido coniugato (A.C.), la base (B.) e la base coniugata (B.C.).

NH4+ + H2O → …………. + ………….

+ HCO3ˉ → PO43ˉ + ………….

…………. + OHˉ → SO42ˉ + …………..

5. Completa la seguente tabella:

[H⁺] [OH^-] pH pOH Ambiente

(acido/basico/neutro) 10^-5

1

0

14

neutro

6. Ordina le seguenti soluzioni dalla più acida alla meno acida, cercando di non ricorrere a calcoli:

a) NaCl 0,1 M b) KOH 0,03 M c) HCl 0,04 M

d) CH3COOH 0,04 M e) CH3NH2 0,03 M f) Ca(OH)2 0,03 M

7. Calcola il pH di una soluzione 3,8·10^-2 M di HCl.

8. Calcola il pOH di una soluzione 0,8 M di Ca(OH)2.

9. Una soluzione contiene 3,6 g di LiOH in 750 mL. Calcolare il pH di questa soluzione.

10. Calcola il pH di una soluzione preparata con 10,85 mL di HNO3 al 16% m/m, con d = 1,090 g/mL e portati a un volume di 0,500 L con acqua.

11. Calcola il pH di una soluzione ottenuta mescolando 100 mL di soluzione di acido cloridrico 0,125 M con 200 mL di acido perclorico al 15,5% m/V.

12. Calcola il pH di una soluzione ottenuta addizionando 1,50 g di idrossido di calcio a 250 mL di soluzione di idrossido di sodio 20,5 g/L.

13. Calcola quanti litri di acqua devi aggiungere a 200 mL di acido forte avente pH=0,2 per ottenere un pH=0,6.

(19)

19

14. Un volume di 300 mL di una soluzione di Ba(OH)2 0,05 M viene aggiunto a 300 mL di una soluzione 0,03 M di NaOH. Calcola il pH della soluzione finale.

15. 10 mL di acido cloridrico 1,5 M vengono addizionati a 2,50 g di idrossido di magnesio. Calcola il pH della soluzione ottenuta.