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Prima prova in itinere di Chimica A (AES) durata 2 ore La prova avrà luogo il 20.XI.07 Gli allievi da La Verde a Petracci: Aula LM5 ore 11.30 Gli allievi.

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1 Prima prova in itinere di Chimica A (AES) durata 2 ore La prova avrà luogo il 20.XI.07 Gli allievi da La Verde a Petracci: Aula LM5 ore Gli allievi da Petretto a Zocca: Aula LM6 ore Si prega di iscriversi via internet entro il: 15 Novembre

2 Per la reazione CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) il ΔH ° =+176KJ/mol e il ΔS° = +160 J / K. mol, calcolare la temperatura alla quale la reazione inizia ad essere spontanea e diagrammare il ΔG° in funzione di T. ΔG° = ΔH° - T ΔS° da cui ΔG° ΔH°/ ΔS° T > 17600/160 > 1100 K (827°C) ΔG° T 1100 K 0

3 Per la reazione ZnO(s) + C(s) Zn(s) + CO(g) sono noti: Il ΔH ° f (ZnO) =-348 KJ. mol -1 ; ΔH° f (CO)= -110,8 kJ. mol -1 e le entropie standard S° in u.e. (Tabella).A quale temperatura la reazione inizia ad essere spontanea ? ZnOCZnCO 43,9 u.e.5,741,6197,9 ΔH° = ΔH° f (CO)- ΔH° f (ZnO) = -110,8 – ( -348) = +237,5 kJ ΔS° = S°(CO) + S°(Zn) – [S°(C) + S°(ZnO)] = 197,5 + 41,6 – (5,7 +43,9) = + 189,9 u.e. ΔG° = ΔH° - T ΔS° ; ΔG° ΔH°/ΔS° T > ΔH°/ΔS° > J /189,9 J. K -1 = 1250 K

4 Per le reazioni: C(grafite) + O 2 (g) CO 2 (g) C(diamante) + O 2 (g) CO 2 (g) sono note le seguenti ental- pie di reazione: -94,0518 kcal e -94,5051 kcal. Sapendo che le S°sono 1,372 u.e. per la grafite e 0,568 u.e. per il diamante,dire se a 25°C è più stabile la grafite o il diamante. C(diam.) C(grafite) ΔH° r = -94,5051 – (-94,0518) = -0,453 kcal ΔS°r = 1,372 -0,568 = + 0,804 u.e. ΔG°r = – 298 (0,804) = -692,6 cal È più stabile la grafite

5 Per le reazioni dellaltoforno di riduzione indiretta: Fe 2 O 3 (s) + CO(g) Fe(s) + CO 2 (g) e diretta: Fe 2 O 3 (s) + C(s) Fe(s) + CO(g) sono noti:ΔH° f (CO)= -110,8 kJ/mol ; ΔH° f (CO 2 )= -393,5 kJ/mol ; ΔH° f (Fe 2 O 3 )= kJ/mol; mentre i ΔS° delle reazioni sono rispettivamente di +11,5 u.e. (J. k -1. mol -1 ) e di +541 u.e. Calcolare a quale temperatura le due reazioni hanno uguale spontaneità e diagrammarne i ΔG° in funzione di T. Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO 2 (g) Fe 2 O 3 (s) + 3C(s) 2Fe(s) + 3CO(g) ΔH° 1 = 3 ΔH° f (CO 2 )- [3ΔH° f (CO) + ΔH° f (Fe 2 O 3 )]= ,5 –( ,5-822)= -26,8 kJ ΔH° 2 = 3 ΔH° f (CO)- ΔH° f (Fe 2 O 3 )= , ,2 = +490,7 kJ ΔG° 1 = ΔH° 1 - T ΔS° 1 ΔG° 2 = ΔH° 2 - T ΔS° 2 ΔG° 1 = ΔG° 2 ; ΔH° 1 - T ΔS° 1 = ΔH° 2 - T ΔS° 2

6 – T. 11,5 = – T. 541 ; T = 977 K ΔG° T 977 K 0 Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO 2 (g) Fe 2 O 3 (s) + 3C(s) 2Fe(s) + 3CO(g)

7 La reazione W(s) + I 2 (g) WI 2 (s) avviene nelle lampade alogene e permette di ripristinare il filamento di volframio. Sono noti: Il ΔH° f (WI 2 ) s =-8,4 KJ. mol -1 ; ΔH° f (I 2 ) g = +62,4 kJ.mol -1 e le entropie standard S° in u.e.:251 per WI 2 (g) ; 33,5 per W(s) e 260,6 per I 2 (g). Calcolare la minima temperatura alla quale lo ioduro di volframio si decompone ripristinando il filamento di W metallico, diagrammare la variazione di energia libera in funzione di T. ΔH° = ΔH° f (WI 2 ) s - ΔH° f (I 2 ) g = -8,4 - ( 62,4) = -70,8 k ΔS° = S°(WI 2 ) g - S°(I 2 ) g - S°(w) S = ,6 -33,5 = - 43,1. ΔG° = ΔH° - T ΔS° ; ΔG° < 0 per T < ΔH°/ΔS° ΔG° < 0 per T < 70800/43,1 < 1642 K (1369 °C)

8 W(s) + I 2 (g) WI 2 (s) ΔG° T WI 2 (s) W(s) + I 2 (g) 1642(K)


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