COMPITI DI CHIMICA per Ingegneria Meccanica

N° 1

COMPITO DI CHIMICA

Ingegneria Meccanica

28/2/2012

E’ datalareazione: 3NO_2(g)+ H₂O_(l) → 2 H⁺_(aq)+ NO₃^-_(aq)+ NO_(g). Sapendosolochea298 K, K_eq= 2.367^.10⁸echea398 K, K_eq= 3.23^.10²calcolarelavariazionedientropiastandardassociataallareazione.

Lostatofondamentaledell’elettronenelloioneHe⁺ècontraddistintodaun’energia E= - 8.72^.10^-18J. Conoscendosoloquestodatoeutilizzandounaformulaformalmenteugualeaquelladelleenergienell’atomodiidrogenocalcolarel’energiadell’elettronenellivelloconn= 2

Scrivereleformuledistrutturadell’acidobromicoediPO₂Cl, indicandoinambedueicasil’ibridazionedell’atomocentrale.

Sitratta1 Ldiunasoluzioneal6% inpeso(d= 1.01 g/mL) diCH₃COOHconunasoluzionediNaOH1 M. Calcolarequalèilvolumeditalesoluzionechesideveimpiegareperneutralizzarel’acidoaceticomediantelareazione: CH₃COOH+ NaOH→ CH₃COONa+ H₂O.

Inunrecipientedi1 LècontenutoNO₂allapressionedi0.105 atmeallatemperaturadi298 K. Ilgasvienescaldatonelmedesimorecipientea843 Keavvienelareazione:

NO_2(g) NO_(g)+ 1/2 O_2(g).

e all’equilibrio si vede che la pressione totale è 0.36 atm. Calcolare il valore di Kp.

DeterminarelaconcentrazionedellespeciepresentiinunasoluzionediPb(NO₃)₂ 0.1 Macausadell’equilibrioacidodelloionePb(H₂O)₄²⁺.

In unacellagalvanicaavvienelareazione(nonbilanciata): MnO₂+ HClO₂→Mn²⁺+ ClO₃^- Sapendochetuttelespeciecoinvoltenellareazionesonopresentiinconcentrazione1 Mdisegnarelacellagalvanicaindicandolespeciepresentinelleduesoluzioni. CalcolareilpHdellasoluzionecontenenteMnO₂eMn²⁺perchévengainvertitalareazionesoprascritta. (E°_(CMnO2/Mn2+)= 1.22 V; E°_(ClO3^-_/HClO2)= 1.2 V).

Bilanciarelaseguentereazionediossidoriduzioneinambienteacido:S₂O₈^2-+ Mn²⁺ → MnO₄^-+ SO₄^2-

N° 2

COMPITO DI CHIMICA

Ingegneria Meccanica

28/2/2012

PerlareazioneC₂H_4(g)+ H₂O_(g) → C₂H₅OH_(g) sisachea298 K, K_eq= 26.18, mentrea498 K, K_eq= 0.01628. Daquestiduedati, senzal’usodelletabelle, calcolarelavariazionedientropiastandarddellareazione.

Ilsodioatomicoemetteunaradiazionedilunghezzad’onda= 330 nmnellatransizione

4p→ 3seunalunghezzad’onda= 389 nmnellatransizione4s→ 3s. Calcolarelalunghezzad’ondaemessanellatransizione4p→ 4s

Scrivereleformuledistrutturadell’acidoclorosoediSO₂Cl₂, indicandoinambedueicasil’ibridazionedell’atomocentrale

CalcolarequalevolumediHClal10% inpeso(d= 1.0476 g/mL) contienelastessaquantitàdiioni H⁺che sono contenutiin50 mLdi unasoluzione di HNO₃ al 30% in peso (d= 1.1801 g/mL).

100 gdiNaHCO₃vengonopostiinunrecipientedelvolumedi10 L, allatemperaturadi150 °C, incuierastatofattopreventivamenteilvuoto. All’equilibriolapressionenelrecipienteassumeilvaloredi1.8 atmacausadell’equilibrio:

2NaHCO_3(s) Na₂CO_3(s)+ CO_2(g)+ H₂O_(g).

CalcolarelaK_pdell’equilibrioelaquantitàdiNa₂CO₃formato.

ConoscendolapercentualediCH₃COOHdissociato, pariallo1.9%, inunasuasoluzione0.1 M, trovareilpHelaK_Adell’acidoacetico.

Datalareazionedescrittadallaseguenteequazione: 4 Mn³⁺+ 2 H₂O→ 4 Mn²⁺+ O₂+ 4H⁺diresegliioniMn³⁺sonostabiliinunasoluzioneacquosachecontengatuttelespecieinconcentrazioneunitaria(E° _Mn³⁺_/Mn²⁺= 1.51 V)

Bilanciarelaseguentereazionediossidoriduzioneinambientebasico:MnO₄^-+ C₂O₄^2- → MnO₂+ CO₂

N° 3

COMPITO DI CHIMICA

Ingegneria Meccanica

28/2/2012

E’ datalareazione: CH₃COCH_3(l)→ C₂H_6(g)+ CO_(g): indicareinqualecampoditemperatureèconvenientedaunpuntodivistatermodinamicocondurrelareazione, ecalcolareancheilvalorediK_eqa600 °C.

Indicarequalètraiseguentiilgruppodinumeriquanticirelativiall’ultimoelettronedelloioneAs³⁺ :

a) 3, 1, 0, -1/2 – b) 3, 2, 1, 1/2 – c) 4, 0, 0, 1/2 – d) 4, 1, -1, 1/2 – e) 5, 0, 0, -1/2

Scrivereleformuledistrutturadelloioneidrogenofosfato, ediBrOCl₃, indicandoinambedueicasil’ibridazionedell’atomocentrale.

Una soluzione di NaOH che dovrebbe risultare 0.15 M risulta avere una molarità superiore dell’1%. Calcolare quanta acqua si deve aggiungere ad 1L di tale soluzione perché diventi esattamente 0.15 M.

UnamiscelacontenentequantitàequimolaridiCO, H₂, CO₂eH₂Ovienepostainunreattoredi10 Lallatemperaturadi986 °C, esilasciachelareazione:

CO_(g)+ H₂O_(g) CO_2(g)+ H_2(g)

raggiungal’equilibrio. AdequilibrioraggiuntolapressionetotalerisultanteèP= 3.82 atm. TrovarelesingolepressioniparzialisapendochelacostantediequilibrioèK_p= 0.63

Trovarelaconcentrazioneallaqualel’acidocianidricoHCNèdissociatoper0.019% ecalcolareilpHdellasoluzione.

E’ dataunacellagalvanicacostituitacostituitadaunelettrododiargento(catodo) immersoinunasoluzionediioniAg⁺inconcentrazione0.1 Medaunelettrododipiombo(anodo) immersoinunasoluzionediioniPb²⁺inconcentrazione0.1 M. Sapendochelaf.e.m. dellacellaè0.9 V, calcolarelacostantediequilibriodellareazionesucuièbasatoilfunzionamentodellacella. (Nonusareletabelle).

Bilanciarelaseguentereazionediossidoriduzioneinambienteacido:ClO₃^-+ Cr³⁺ → Cr₂O₇^2- + Cl₂

N° 4

COMPITO DI CHIMICA

Ingegneria Meccanica

28/2/2012

Perlareazione: N_2(g)+ O_2(g)→ 2 NO_(g)siha:

∆H° = 180.5kJ/mol e, a 298 K, ∆G° = 173.1kJ/mol, mentre a 525 K ∆G° = 160 kJ/mol.

Inveceperlareazione: N_2(g)+ 2 O_2(g) → 2 NO_2(g) siha:

∆H° = 66.36 kJ/mol e, a 298 K, ∆G° = 102.5 kJ/mol, mentre a 525 K ∆G° = 163.5 kJ/mol.

Spiegarequalèilfattorechespiegaildifferenteandamentodi∆G° neiduecasi.

Quale specie tra quelle sottoindicate possiede il maggior numero di elettroni spaiati:

Cr²⁺, Co²⁺, Fe³⁺, Mn³⁺, Ni²⁺

ScrivereleformuledistrutturadelloioneidrogenosolfitoediSOCl₂, indicandoinambedueicasil’ibridazionedell’atomocentrale

Una soluzione di NaOH 0.1 M è mescolata con un’altra soluzione di NaOH 0.05 M, Si ottengono in tal 600 mL di una soluzione di NaOH 0.066 M. Calcolare il volume delle due soluzioni mescolate.

Il vapor d’acqua reagisce con il carbone ad alta temperatura secondo la reazione:

C_(s)+ H₂O_(g) CO_(g)+ H_2(g)

Vengonofattereagire5 molidiH₂Oconuneccessodicarboneinunambientechiuso. CalcolarelemolidiCOchesonopresentiall’equilibriosapendochelapressionetotaleèP= 8.18 atmeche Kp= 10.5 .

Avendoadisposizioneunasoluzione0.1 MdiNH₄Cl, dxicuisiconosceilpHcheè5.13, sichiededicalcolarelacostantebasicadell’ammoniacaNH₃.(Nonusareletabelle).

TrovareilpHchedeveavereunasoluzionecontenenteancheioniMnO₄^-inconc. 0.1 MeioniMn²⁺inconc. 0.001 Maffinchéilrelativoelettrodoabbialostessopotenzialediunelettrodobasatosullacoppia Fe³⁺(0.1 M)/Fe²⁺(1^.10^-5M).

Bilanciarelaseguentereazionediossidoriduzioneinambientebasico:IO₃^-+ NH₃ → IO^-+ N₂