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La seguente reazione, CO 2 (g) + C(s) 2 CO(g), presenta G°=-33,055 kJ mol - 1. Calcolare la costante K dell'equilibrio a 727°C. In un recipiente.

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5 La seguente reazione, CO 2 (g) + C(s) 2 CO(g), presenta G°=-33,055 kJ mol - 1. Calcolare la costante K dell'equilibrio a 727°C. In un recipiente a 727°C e a volume costante vengono introdotti CO 2 (g) e CO(g) insieme a una quantità in eccesso di carbonio solido. La pressione parziale iniziale dei due gas è di 10,00 atm ciascuno. In che direzione dovrà reagire tale sistema per raggiungere lo stato dequilibrio? Esercizio 1 K=53.26 Q << K G < 0 Reazione procede verso destra G < 0 Reazione procede verso destra G = RT ln (Q / K)

6 Fe 2+ Fe 3+ + e - In ambiente acido, lo ione ferroso, Fe 2+ (aq), si ossida a ione ferrico, Fe 3+ (aq), riducendo lo ione nitrato, NO 3 - (aq), a NO(g). Scrivere la reazione di ossidoriduzione bilanciata. Calcolare quante moli di NO(g) si ottengono facendo reagire completamente 0,06 moli di NO 3- (aq) e 0,60 moli di Fe 2+ (aq) in ambiente acido. Esercizio 2 Fe 3+ Ossidazione NO 3 - NORiduzione + 6 H 2 O + 6 H 2 O 3e H 3 O + + x 3 3 Fe 2+ + NO H 3 O + NO + 3 Fe H 2 O Il Fe 2+ reagisce in rapporto 3:1 con NO 3- Fe 2+ è il reagente in difetto Fe 2+ finisce prima di NO 3 - Ogni 3 moli di Fe 2+ che reagisce si forma una mole di NO Questo comporta che quando ha reagito tutto Fe 2+ (0.06 moli) si saranno formate 0.02 moli di NO

7 Dire quali sono i numeri quantici principale ed angolare dellorbitale atomico esterno del manganese (3 d 5 ). Esercizio 3 Nella notazione quantomeccanica il primo numero indica il livello energetico (definito dal numero quantico principale n). In questo caso il livello energetico dellorbitale d è n = 3. Nella notazione quantomeccanica la lettera indica la geometria dellorbitale (definito dal numero quantico orbitale l). l = 0orbitale s l = 1orbitale p l = 2orbitale d

8 Orbitali d

9 Il Hº della reazione C(s, grafite) C(s, diamante) è Hº=1,90 kJ mol -1. Il Hºf di CO 2 (g) è ­393,48 kJ mol -1. Determinare il Il Hº della reazione C(s, diamante) + O 2 (g) CO 2 (g). Esercizio 4 Quanto calore si sviluppa nella combustione di un diamante del peso di 2,0 g? Legge di Hess H o = -393,48 - 1,90 = kJ mol -1 H o = -393,48 - 1,90 = kJ mol -1 H = E + RT n g H = E + RT n g n g =0 H = E n g =0 H = E q = n H = 0.17 x -395,38 = kJ

10 Un composto organico ha la molecola formata da carbonio, idrogeno ed ossigeno. La percentuale in peso del carbonio è 40,00 % e quella dell'idrogeno è 6,71%. Determinare la formula empirica (o minima) della molecola. Esercizio 5 Sapendo che il composto in questione ha peso molecolare di 240,2, scrivere la formula molecolare del composto. Il peso molecolare della formula minima trovata sarà: PM = ( 2 x 1.008) = Dato che il peso molecolare vero del composto è 240,2 g mol -1 avremo: C 8 H 16 O 8 CH 2 O

11 Esercizio 6 L'ammoniaca, NH 3, è una base debole monoprotica con K b =1,8×10 -5 alla temperatura di 25°C. Calcolare la concentrazione [OH - ] di una soluzione 0,10 M di ammoniaca a 25°C. Calcolare la concentrazione [H 3 O + ] nella stessa soluzione. Base debole (K b < 1) in concentrazione c b

12 Esercizio 7 Una soluzione viene preparata sciogliendo in 1,200 kg di acqua 2,4 moli di NaCl. Determinare la molalità della soluzione così preparata. Sapendo che la costante crioscopica dellacqua è K cr =1,86, determinare la temperatura di congelamento della soluzione così preparata. NaCl è un elettrolita forte solubile. Messo in acqua si dissocia in Na + e Cl -. Dato che la temperatura di congelamento dellacqua pura (solvente) è 0 °C il valore di T è anche la temperatura di congelamento della soluzione.

13 Esercizio 8 Calcolare la differenza di potenziale a 25ºC della seguente pila: Scrivere la semireazione che avviene all'elettrodo di destra: c 1 < c 2 catodo a destra c 1 > c 2 catodo a sinistra c 1 c 2 Elettrodo a destra: catodo riduzione Ag + (aq) + e - Ag(s)

14 Esercizio 9 Il carbonato di nichel, NiCO 3 (s), è un sale poco solubile con K ps =1,4×10 -7 a 25°C. Calcolare la concentrazione degli ioni nichel [Ni 2+ ] in equilibrio con il carbonato di nichel solido in una soluzione dacqua pura. Calcolare il ΔG° della reazione di solubilità: NiCO 3 (s) Ni 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) NiCO 3 (s) Ni 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) La reazione di dissociazione del carbonato di nichel è la seguente: Solubilità: moli di sale che passano in soluzione Per litro di soluzione avremo: Concentrazione ioni in soluzione = coeff. Stechiometrico x solubilità [Ni 2+ ] = [CO 3 2- ] = s

15 Esercizio 10 Con la stessa concentrazione, ma a 45°C, la velocità di questa reazione è uguale maggiore minore uguale maggiore minore Il tetrossido di diazoto, N 2 O 4 (g), si decompone in biossido d'azoto, NO 2 (g), secondo la reazione seguente, N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g), che segue una cinetica del prim'ordine, con una costante di velocità a 30ºC k=5,1×10 6 s -1. Calcolare la velocità di reazione a 30ºC con [N 2 O 4 ]=0,0010 mol L -1 v = k [N 2 O 4 ] v = 5,1 x x 0,0010 = 5,1 x mol L -1 s -1 Svante August Arrhenius Wijk (Svezia), 1859 – Stoccolma, 1927 Effetto della temperatura: Alla aumentare della temperatura, la costante di velocità di una reazione chimica aumenta sempre. 1/T lnk x

16 Esercizio 11 Il fluoruro di calcio, CaF 2 (s), è poco solubile con K ps =1,5× a 25°C. Calcolare la concentrazione dello ione Ca 2+ in una soluzione acquosa satura di CaF 2 a 25°C. Calcolare la concentrazione dello ione F - nella stessa soluzione. Vedi esercizio 9 Solubilità: moli di sale che passano in soluzione Per litro di soluzione avremo: Concentrazione ioni in soluzione = coeff. Stechiometrico x solubilità CaF 2 (s) Ca 2+ (aq) + 2 F - (aq) [Ca 2+ ] = s [F - ] = 2s [F - ] = 2s = 6,8 x M

17 Esercizio 12 Una bombola con un volume di 10,00 L, viene riempita con etano, C 2 H 6, alla pressione di 80,00 atm e alla temperatura di 25°C. Calcolare il peso in grammi del gas contenuto nella bombola. Calcolare la pressione nella bombola quando la temperatura viene portata a 80°C. Consideriamo letano come un gas perfetto

18 Esercizio 13 Studiando la velocità di una reazione chimica si trovano i seguenti risultati: [A] iniziale [B] iniziale [C] iniziale v iniziale ,62 x moli L -1 s x moli L -1 s x moli L -1 s x moli L -1 s -1 v = k [A] m [B] n [C] r 1n =r =m = 1 2 Determinare la costante di velocità a tale temperatura

19 Esercizio 14 Lo ione fosfonio, PH 4 +, ha una struttura con l'atomo di fosforo al centro di un tetraedro, ai cui vertici ci sono i quattro atomi di idrogeno. Quale ibridazione presentano gli orbitali del fosforo in questa molecola? Lo ione fosfonio, PH 4 +, ha una struttura con l'atomo di fosforo al centro di un tetraedro, ai cui vertici ci sono i quattro atomi di idrogeno. Quale ibridazione presentano gli orbitali del fosforo in questa molecola? Che numero di ossidazione avrà il fosforo in questa molecola? sp 3 sp 2 sp sp 3 sp 2 sp X Lidrogeno nei composti ha sempre numero di ossidazione +1. PH = 4×(+1) + x; x = -3

20 Esercizio 15 Lanidride carbonica, CO 2, quando è in fase gassosa, ha una molecola lineare. Quale ibridizzazione presentano gli orbitali esterni dell'atomo di carbonio in questa molecola? Lossigeno è molto più elettronegativo del carbonio. L'intera molecola, è polare? Si No Si No sp 3 sp 2 sp sp 3 sp 2 sp X X


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