1) Qual è la formula chimica di un gas se ha una pressione di 680 torr e una densità di 1.60 g·L -1 a 27ºC?

Politecnico di Milano – Chimica Generale Cognome/Nome _______________________________

1° sem. Data: 23/02/2009 “Scritto II” N° matricola __________________________

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1) Qual è la formula chimica di un gas se ha una pressione di 680 torr e una densità di 1.60 g·L ^-1 a 27ºC?

2) Qual è il volume di O 2 , misurato a 27.0ºC e 0.750 atm, necessario per la combustione completa di 24.0 grammi di propilene (C 3 H 8 )?

3) Si ha a disposizione una miscela solida di NaNO 2 e NaCl che si deve analizzare per il contenuto di NaNO 2 presente. A tal fine si fa reagire con acido solfammico, HSO 3 NH 2 , in acqua secondo l’equazione:

NaNO 2 (aq) + HSO 3 NH 2 (aq) → NaHSO 4 (aq) + H 2 O(l) + N 2 (g)

Qual è la percentuale in peso di NaNO 2 (PM = 69 g·mol ^-1 ) in 1.232 grammi della miscela solida se la reazione con l’acido solfammico produce 295 mL di N 2 gas con una pressione di 715 mmHg a 21°C?

4) Si abbia un recipiente contenente O 2 , H 2 S, SO 2 , e SO 3 . Disporre questi gas in ordine di velocità molecolare crescente. Scrivere la legge usata per rispondere.

5) Nella blenda (ZnS) solida la sequenza degli strati è schematizzata a destra,

a) Che tipo di reticolo presentano gli anioni solfuro (chiari)?

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b) Quale frazione dei buchi tetraedrici è riempita?

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c) Schematizzate tridimensionalmente la cella di ZnS.

6) Il biossido di silicio (silice) cristallizza in varie forme polimorfe. La cella unitaria qui a fianco indicata rappresenta il quarzo alfa più comune.

(a) Di che tipo di reticolo degli atomi di silicio (chiari) si tratta? _____

(b) Quanti atomi di ossigeno (scuri) si trovano in ogni cella unitaria?

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(c) Quanti atomi di silicio si trovano in ogni cella unitaria?

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(d) Perché il biossido di silicio è un poco solubile in acqua?

7) Spiegare i seguenti fatti:

a) Pur avendo l’etanolo (C 2 H 5 OH) (p.eb. 78°C) una massa molare superiore a quella dell’acqua (p.eb.

100 °C), l’alcool ha un punto di ebollizione inferiore.

b) Mescolando 50 mL di etanolo con 50 mL di acqua si ottiene una soluzione con un volume lievemente inferiore a 100 mL.

c) In una buretta il menisco dell’etanolo curva verso l’alto, formando una specie di "U".

8) Si consideri la reazione: ZnO (s) + H 2 (g) a Zn(s) + H 2 O (g)

H ^o f, 298 K G ^o f, 298 K

ZnO (s) -348 kJ·mol ^-1 -318 kJ·mol ^-1

H 2 O (g) -242 kJ·mol ^-1 -228 kJ·mol ^-1

a) Da questi dati, stimare la temperatura a cui la costante di equilibrio per questa reazione è circa unitaria.

b) Determinare il H° reaz , S° reaz , G° reaz .

9) La K c per la decomposizione dell’idrogeno solfuro di ammonio vale 1.8×10 ^-4 a 25°C.

NH 4 HS(s) a NH 3 (g) + H 2 S(g)

a) Quando il sale puro decompone in un recipiente chiuso, quanto valgono le concentrazioni all’equilibrio di NH 3 e H 2 S?

b) Qual è la pressione totale a 25°C in un recipiente da 1.50 litri, quando la decomposizione ha raggiunto l’equilibrio?

c) Qual è la varianza del sistema? ______________

10) Il calore di vaporizzazione dell’acqua a 100°C è 40.6 kJ·mol ^-1 . Se una mole di acqua liquida è vaporizzata reversibilmente a 100°C e 1 atm, quale delle seguenti affermazioni è sbagliata?

a) q = 40.6 kJ b) = 37.5 kJ

c) G = 3.1 kJ d) S = 109 J·K ^-1

11) Una soluzione contiene gli ioni Ag ⁺ e Pb ²⁺ entrambi a una concentrazione 0.020 M. Si aggiunge del

cromato di sodio Na 2 CrO 4 per precipitare i composti Ag 2 CrO 4 (rosso) e PbCrO 4 (giallo).

a) Quale dei due sali precipita per primo? _________________________

b) quanto ione della specie più solubile rimane in soluzione quando inizia a precipitare la specie meno solubile? _______________________

K ps (Ag 2 CrO 4 )= 9.0×10 ^-12 ; K ps (PbCrO 4 ) = 1.8×10 ^-14

12) Determinare il pH di una soluzione di cloruro di ammonio contenente 5 grammi in 100 ml. (K b (NH 3 ) = 1.8×10 ^-5 ).

13) Indicare e porre in ordine decrescente di forza acida (K a1 ) i centri acidi del composto:

14) Quale dei seguenti composti NON si comporta da elettrolita forte in soluzioni acquose? Spiegare.

1. NaBr 2. H 2 SO 4 3. HCN 4. Ca(OH) 2

S

Br

NH ₂ O

O

OH

COOH

15) Ognuno dei sali sotto indicati è sciolto in acqua a dare una soluzione 0.1 M. Decidere se ogni soluzione ha un pH minore di 7, uguale a 7, o maggiore di 7.

pH della Soluzione pH della Soluzione

(a) CaO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (b) CaCO 3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (c) PCl 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (d) NO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (e) Na 3 PO 4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (f) SO 3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ i) Spiegare nel dettaglio la motivazione della risposta per i composti NO e CaCO 3 .

16) L’isoprene è un semplice idrocarburo usato per produrre la gomma sintetica. In un esperimento si è sciolto 1.235 g di isoprene in 50.0 g di benzene e si è ottenuto un punto di fusione della soluzione di 3.64°C. Sapendo che il punto di fusione del benzene puro è 5.50°C, quanto vale il peso molecolare dell’isoprene? (K cr (benzene) = 4.88 °C·Kg·mol ^-l ).

17) Calcolare la tensione (pressione) di vapore di una soluzione preparata sciogliendo 0.500 moli del soluto non volatile MgCl 2 in 150 g di H 2 O a 24°C. La tensione di vapore di H 2 O a 24°C è 22.38 mmHg.

18) L’energia reticolare di AgF è 971 kJ·mol ^-1 e l’entalpia di soluzione è 22 kJ·mol ^-1 . a) Dopo aver scritto l’appropriata reazione, stimare l’entalpia d’idratazione dell’AgF.

b) Dare una definizione di energia d’idratazione.

19) Si consideri la reazione 2SO 2 (g) + 2H 2 O(l) a 2H 2 S(g) + 3O 2 (g) (H° = - 105 kJ·mol ^-1 ) lasciata andare all’equilibrio. Se l’equilibrio è perturbato dalle seguenti variazioni, quale sarà l’effetto sulle quantità indicate quando l’equilibrio si ristabilisce?

Modifica nelle condizioni: Effetto sulla Reazione:

Aumento Diminuzione Nessuna Variazione (a) Se si aggiunge più H 2 S(g), qual è l’effetto

sulla concentrazione di SO 2 (g) presente?

(b) Se si aggiunge più H 2 O(l), qual è l’effetto sulla concentrazione di SO 2 (g) presente?

(c) Se si diminuisce il volume del recipiente, qual è l’effetto sulla concentrazione di O 2 (g)?

(d) Se si diminuisce la temperatura del sistema, qual è l’effetto sul valore della K?

20) Indicare un legante monodentato e uno bidentato. Indicare due complessi di tali leganti con il ferro(II).

21) Dati i seguenti complessi metallici: 1) Pb(Et) 4 e 2) trans-[RhCl(CO)(PPh 3 ) 2 ]

a) Stabilire le strutture (tipi di legami, angoli di legame, geometria e la possibile esistenza di isomeri);

b) Lo stato di ossidazione e la configurazione elettronica __________________________________

c) Il rispetto o meno della regola degli otto elettroni. ______________________________________

22) Il catione sodio presenta, nella maggior parte dei sali in cui è presente, una geometria ottaedrica, mentre

il catione litio una geometria tetraedrica. Su quali basi si può spiegare questa diversa capacità

coordinante di due cationi dello stesso gruppo?

23) Determinare la costante di equilibrio per la reazione I 2 (s) + 2 Br ^– (aq) a 2I ^– (aq) + Br 2 (l) sulla base dei valori dei potenziali standard delle due coppie E°(I 2 /I ^- ) = 0.53 V e E°(Br 2 /Br ^- ) = 1.07 V.

24) Se la fem della cella Zn(s) | Zn ²⁺ (aq) || Ag ⁺ (aq) | Ag(s) è di 1.37 V quando la concentrazione di Zn ²⁺ (aq) è 0.001 M, qual è la concentrazione di ioni Ag ⁺ ?

25) Si consideri la pila a fianco schematizzata. Stabilire:

a) Le reazioni che avvengono ai due elettrodi.

b) Individuare il catodo e l’anodo.

c) Qual è la direzione del flusso degli elettroni nel circuito formato dai conduttori di prima specie.

d) Quali sono i conduttori di seconda specie.

e) Che funzione ha il ponte salino.

f) Il valore della differenza di potenziale erogata.

26) Una corrente di 0.80 A è applicata per 2.5 ore a una cella elettrolitica contenente CdCl 2 fuso.

a) Scrivere l’appropriata semi-reazione per la scarica del Cd __________________________________

b) calcolare la massa di Cd metallico depositata ____________________________

27) Il ferro puro si corrode più facilmente in ambiente umido che in uno anidro e più in ambiente acido che in uno neutro. Spiegare su basi termodinamiche le ragioni di tale comportamento.

28) Spiegare per quale ragione l’accumulatore al piombo si può usare tante volte mentre la pila Leclanché si usa una sola volta.

29) Spiegare qual è il ruolo del Tetrossido di Rutenio (RuO 4 ) depositato sul Titanio (Ti) nella produzione di cloro per elettrolisi di soluzioni acquose di NaCl.

30) Un campione di 50 mL di una soluzione 0.05 M di Sn ²⁺ è titolato con una soluzione 0.1 M di Ce ⁴⁺ .

Calcolare il potenziale di un elettrodo di platino (rispetto all’elettrodo standard d’idrogeno) dopo

l’aggiunta di 10, 25, 45, 50 e 60 mL di titolante.