Sapienza Università di Roma – Facoltà di Ingegneria Civile ed Industriale Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale (A.A. 2013-14) (canale L-Z) 1^ Esercitazione Maggio 2014 1) Un campione di 18,0 g di un composto organico viene sublimato ad alta temperatura (si supponga il composto gassoso a comportamento ideale) fino ad occupare un volume di 7,22 l alla pressione di 740 torr ed alla temperature di 155°C. Determinare la formula molecolare e quella minima, sapendo che il contenuto percentuale degli elementi costitutivi è il seguente: C = 26,68% ; H = 2,24% ; O = 71,07 % !"#$%&'(")**%&+,-&..&/,00"%)#&.122& 2) In un recipiente inizialmente vuoto del volume di 1,0 l vengono introdotte 1,0 moli di I2 e 1,0 ! moli di I atomico, entrambi allo stato gassoso. Ad una certa temperatura t si stabilisce l’equilibrio "#!!$%%&!'()*(+&',+&!-.!/001!23!.%!)('&45!6.!-(75)*54(!6(754-5!%&!+(&8.54(9! !!"#:!;<#!!!! I2(g) ! 2"!;6#!!!=!!>!# I(g) >!;<#! .%!7,.!$?@>A!&!/0012B!?54(4-5!&!+(&<.+(!:/B"C!<!-.!"#:!(!/30/!<!-.!#>!.4!,4!+(7.*.(4'(!.4.8.&%)(4'(! e la frazione molare di I atomico è pari a 0,081. Calcolare la costante Kc alla stessa temperatura. D,5'5!-.!>C!E!&-!/0012!6.!+&<<.,4<(!%F!(G,.%.H+.5B!!!2&%75%&+(!%&!*+(66.54(!'5'&%(!&%%F(G,.%.H+.5!&%%F! .4'(+45!-(%!+(7.*.(4'(!&-!/0012B!;%;"#:#@"I30C!<J!)5%K"L!%;"#@">30"!<J!)5%K"L!%;#>#@>30>!<J!)5%K"#B! ! ! >#!2&%75%&+(!%&!756'&4'(!-.!.54.88&8.54(!$&!-(%%F&7.-5!M5+).753!#"&!6&*(4-5!7N(!,4&!6,&! 65%,8.54(!&7G,56&!"30!J!"0K:!%!N&!'O@:3"C!&!>C!12B! ! ! A#!03>>C!<!-.!&7.-5!7&*+54.75!-.!)&66&!)5%&+(!%!@!""I3"/!<J!)5%K"!6545!-(75)*56'.!.4!)5-5!-&! 5''(4(+(!03C">!<!-.!&4.-+.-(!7&+H54.7&!(!03>0P!<!-.!&7G,&B!!Q7+.D(+(!%&!M5+),%&!)5%(75%&+(!-(%! 3) Calcolare a 25°C il pH di una soluzione acquosa 0,0163 K" M di un ipotetico acido debole HA, K" 75)*56'5B!;%;"& #@::30"!<J!)5% #! >&#@"/30>!<J!)5% sapendo che la pressione>osmotica dellaL!%;# stessa, alla stessa temperatura, vale 0,452 atm. Calcolare ! inoltre il pH di una soluzione acquosa 0,1 M di NaA. ! :#!$%%&!'()*(+&',+&!-.!>C30!12!6.!7546.-(+.!%&!6(<,(4'(!7(%%&!<&%D&4.7&9! ! ! ! ()! ();*&A#>!!03">C!R! ! #"+!!!03"A/!R! (,! ! ! ! "+>!;'"+>@03C!&')#! S5*5!&D(+!67+.''5!%(!6().+(&8.54.!-.!566.-&8.54(!(!+.-,8.54(!)(''(4-5!.4!(D.-(48&!%&!7(66.54(!(! %T&7G,.6'5!-(<%.!(%(''+54.!(-!&D(+!.4-.7&'5!%(!*5%&+.'U3!7&%75%&+(!%&!-./.0B!&!>C30!123!6&*(4-5!7N(!.%! *5'(48.&%(!6'&4-&+-!-.!+.-,8.54(!-(%%F!(%(''+5-5!-.!6.4.6'+&!D&%(!K03">I!V!)(4'+(!G,(%%5!-(%%F(%(''+5-5!-.! -(6'+&!W!*&+.!&!="3AI!VB!!! ! ! ! di una cella di elettrolisi avente una corrente di intensità media pari a 0,500 A (con 4) Al catodo ! di corrente del 95%) si deposita tutto il rame presente in 75 ml di una soluzione rendimento 12+34526/! acquosa ottenuta sciogliendo 20,00 g di CuSO4 (M=159,60 g/mol) nella minima quantità d’acqua e "#!X*5'.88&4-5!7N(3!.4.8.&%)(4'(3!%&!+(&8.54(!*+57(-&!-&!6.4.6'+&!D(+65!-(6'+&3!*566.&)5!67+.D(+(9!! portando !detta soluzione ad 1,0 l con acqua. Calcolare l’intervallo di tempo necessario per ottenere !!!!!! ]"#:^0!@!];:/3"C["I30C#[>C^!@!03">!)5%JEK"! tale risultato. ! "#:!;<#! "!;6#! >!#>!;<#! ]#>^0!@!];/30/[>30>#[>C^!@!03"I!)5%JEK"! 03">! ʊ! 03"I! 5! $2!@!$?[9:!@!>A[;030/>"J"0\A3"C#!@!;03"I!=!>8#>[;03">!K!8#! 03">!K!8! ʊ! 03"I!=!>8! /7! !;8"!c0!L!8>!@I3"/C!J"0KA#!ĺ!6YZY@03>/!=!8!@!\3"C:I!)5%! ! ! (YZY!@6YZY!9:[;!@!;\3"C:IJ030/>"J"0\A3"C#[>C!@!>C3>"!&')! ! = = K K'O! ! K:3"C! ! KC! K Sapienza Università di Roma – Facoltà di Ingegneria Civile ed Industriale Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale (A.A. 2013-14) (canale L-Z) 2^ Esercitazione Maggio 2014 1) Un campione di 2,250 g di un composto organico avente massa molare pari a 174,0 g/mol, bruciato in eccesso di ossigeno, fornisce 4,548 g di CO2 (M = 44,01 g/mol) e 1,629 g di H2O (M = 18,02 g/mol). Determinare la formula minima e quella molecolare del composto. !"#$%&'(")**%&+,-&..&/,00"%)#&.122& 2) In un recipiente inizialmente vuoto del volume di 10,0 l vengono introdotte 1,0 moli di SO2Cl2 e ! 1,0 moli di SO2, entrambi allo stato gassoso. A 30°C si stabilisce l’equilibrio "#!!$%%&!'()*(+&',+&!-.!/001!23!.%!)('&45!6.!-(75)*54(!6(754-5!%&!+(&8.54(9! !!"# ! "!;6#!!!=!!>!# ;<#! SO SO :!;<#!!!! 2Cl 2(g) 2(g) + Cl>! 2(g) .%!7,.!$?@>A!&!/0012B!?54(4-5!&!+(&<.+(!:/B"C!<!-.!"#:!(!/30/!<!-.!#>!.4!,4!+(7.*.(4'(!.4.8.&%)(4'(! e la pressione totale della miscela all’equilibrio è pari a 5,46 atm. Calcolare la costante Kp alla stessa D,5'5!-.!>C!E!&-!/0012!6.!+&<<.,4<(!%F!(G,.%.H+.5B!!!2&%75%&+(!%&!*+(66.54(!'5'&%(!&%%F(G,.%.H+.5!&%%F! temperatura. .4'(+45!-(%!+(7.*.(4'(!&-!/0012B!;%;"#:#@"I30C!<J!)5%K"L!%;"#@">30"!<J!)5%K"L!%;#>#@>30>!<J!)5%K"#B! ! ! >#!2&%75%&+(!%&!756'&4'(!-.!.54.88&8.54(!$&!-(%%F&7.-5!M5+).753!#"&!6&*(4-5!7N(!,4&!6,&! 65%,8.54(!&7G,56&!"30!J!"0K:!%!N&!'O@:3"C!&!>C!12B! ! ! A#!03>>C!<!-.!&7.-5!7&*+54.75!-.!)&66&!)5%&+(!%!@!""I3"/!<J!)5%K"!6545!-(75)*56'.!.4!)5-5!-&! 5''(4(+(!03C">!<!-.!&4.-+.-(!7&+H54.7&!(!03>0P!<!-.!&7G,&B!!Q7+.D(+(!%&!M5+),%&!)5%(75%&+(!-(%! K" K" 75)*56'5B!;%;"& L!%;# #! 600 ml di una soluzione 0,2 M di >&#@"/30>!<J!)5% 3) Calcolare a 25°C il pH>#@::30"!<J!)5% di una soluzione ottenuta mescolando ! –3 acido ftalico (C8H6O4, Ka = 1,1 · 10 ) con 400 ml di una soluzione 0,1 M di Ca(OH)2. Calcolare ! inoltre il pH di una soluzione acquosa 0,05 M di ftalato di potassio. :#!$%%&!'()*(+&',+&!-.!>C30!12!6.!7546.-(+.!%&!6(<,(4'(!7(%%&!<&%D&4.7&9! ! ! ! ()! ();*&A#>!!03">C!R! ! #"+!!!03"A/!R! (,! ! ! ! "+>!;'"+>@03C!&')#! S5*5!&D(+!67+.''5!%(!6().+(&8.54.!-.!566.-&8.54(!(!+.-,8.54(!)(''(4-5!.4!(D.-(48&!%&!7(66.54(!(! %T&7G,.6'5!-(<%.!(%(''+54.!(-!&D(+!.4-.7&'5!%(!*5%&+.'U3!7&%75%&+(!%&!-./.0B!&!>C30!123!6&*(4-5!7N(!.%! *5'(48.&%(!6'&4-&+-!-.!+.-,8.54(!-(%%F!(%(''+5-5!-.!6.4.6'+&!D&%(!K03">I!V!)(4'+(!G,(%%5!-(%%F(%(''+5-5!-.! -(6'+&!W!*&+.!&!="3AI!VB!!! ! ! ! ! a 25°C la f.e.m. della seguente pila : 4) Calcolare 12+34526/! Pb PbCl2 Ca(ClO4)2 0,05 M Pt "#!X*5'.88&4-5!7N(3!.4.8.&%)(4'(3!%&!+(&8.54(!*+57(-&!-&!6.4.6'+&!D(+65!-(6'+&3!*566.&)5!67+.D(+(9!! ! !!!!!! soluzione satura]"# ^0!@!];:/3"C["I30C#[>C^!@!03">!)5%JE H2 , 1 atm K" ! : 0 K" ! "#:!;<#! "!;6#! >!#>!;<#! ]#>e^ !@!];/30/[>30>#[>C^!@!03"I!)5%JE ! dopo aver5!scritto 03">! le semireazioni di ossidazione riduzione mettendo in evidenza la cessione e > ʊ! 03"I! $ @!$ [9:!@!>A[;030/>"J"0\A3"C#!@!;03"I!=!>8# [;03">!K!8#! 2! ? l’acquisto /7! degli elettroni aver indicato le polarità, sapendo che il potenziale 03">!K!8! edʊ! 03"I!=!>8!esplicitamente !;8"!c0!L!8>!@I3"/C!J"0KA#!ĺ!6YZY@03>/!=!8!@!\3"C:I!)5%! standard !di riduzione dell'elettrodo di sinistra vale –0,126 V e che Kps(PbCl2) = 1,62· 10–5. Giustificare sinteticamente ogni passaggio. (YZY !@6YZY!9:[;!@!;\3"C:IJ030/>"J"0\A3"C#[>C!@!>C3>"!&')! ! ! >#!#"&&#!=!#>&!! !!!!!!!!#"&&K!!=!#A&=! ! ]#A&=^!@!"0K'O!@!"0K:3"C!@!\30/!J"0KC!__!]&#K^!ĺ! ĺ!$&!@]#A&=^><;"!K!#A&=#!@!;\30/!J"0KC#><;"0K:!!K!\30/!J"0KC#!@!"3\>!J"0K:! ! Sapienza Università di Roma – Facoltà di Ingegneria Civile ed Industriale Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale (A.A. 2013-14) (canale L-Z) 3^ Esercitazione Maggio 2014 1) Un campione di roccia calcarea di massa pari a 1,0 kg, contenente CaCO3 insieme a varie impurezze, viene fatto reagire con un eccesso di HBr secondo la reazione (da bilanciare): CaCO3(s) + HBr(aq) à H2O(l) + CaBr2(aq) + CO2(g) Calcolare la percentuale di CaCO3 puro nella roccia calcarea sapendo che in tali condizioni si sviluppano 70 l di CO2, misurati alla temperature di 25 °C e alla pressione di 1520 mmHg. !"#$%&'(")**%&+,-&..&/,00"%)#&.122& 2) In un recipiente inizialmente vuoto del volume di 8,0 l vengono introdotti 10,222 g di NH4HS solido (M! = 51,11 g/mol). A 25°C si stabilisce l’equilibrio "#!!$%%&!'()*(+&',+&!-.!/001!23!.%!)('&45!6.!-(75)*54(!6(754-5!%&!+(&8.54(9! !!"#4:!HS(s) ;<#!!!! ! "!;6#!!!=!!>!# NH NH S(g) 3(g) + H>!2;<#! .%!7,.!$?@>A!&!/0012B!?54(4-5!&!+(&<.+(!:/B"C!<!-.!"#:!(!/30/!<!-.!#>!.4!,4!+(7.*.(4'(!.4.8.&%)(4'(! e la massaD,5'5!-.!>C!E!&-!/0012!6.!+&<<.,4<(!%F!(G,.%.H+.5B!!!2&%75%&+(!%&!*+(66.54(!'5'&%(!&%%F(G,.%.H+.5!&%%F! di NH4HS che non ha reagito è pari a 4,753 g. Calcolare la costante Kc alla stessa temperatura. .4'(+45!-(%!+(7.*.(4'(!&-!/0012B!;%;"#:#@"I30C!<J!)5%K"L!%;"#@">30"!<J!)5%K"L!%;#>#@>30>!<J!)5%K"#B! ! ! >#!2&%75%&+(!%&!756'&4'(!-.!.54.88&8.54(!$&!-(%%F&7.-5!M5+).753!#"&!6&*(4-5!7N(!,4&!6,&! 65%,8.54(!&7G,56&!"30!J!"0K:!%!N&!'O@:3"C!&!>C!12B! ! ! A#!03>>C!<!-.!&7.-5!7&*+54.75!-.!)&66&!)5%&+(!%!@!""I3"/!<J!)5%K"!6545!-(75)*56'.!.4!)5-5!-&! 5''(4(+(!03C">!<!-.!&4.-+.-(!7&+H54.7&!(!03>0P!<!-.!&7G,&B!!Q7+.D(+(!%&!M5+),%&!)5%(75%&+(!-(%! 3) Calcolare a 25°C la massa (in g) di NH4Cl solido (M = 53,49 g/mol) da aggiungere ad 1,0 l di una K" K" –5) affinché 75)*56'5B!;%;"& #! >#@::30"!<J!)5% >&#@"/30>!<J!)5% soluzione di NH3 0,2 M (K il pH della soluzione risultante sia 9,8. b = 1,8 · 10 L!%;# ! ! :#!$%%&!'()*(+&',+&!-.!>C30!12!6.!7546.-(+.!%&!6(<,(4'(!7(%%&!<&%D&4.7&9! ! ! ! ()! ();*&A#>!!03">C!R! ! #"+!!!03"A/!R! (,! ! ! ! "+>!;'"+>@03C!&')#! S5*5!&D(+!67+.''5!%(!6().+(&8.54.!-.!566.-&8.54(!(!+.-,8.54(!)(''(4-5!.4!(D.-(48&!%&!7(66.54(!(! %T&7G,.6'5!-(<%.!(%(''+54.!(-!&D(+!.4-.7&'5!%(!*5%&+.'U3!7&%75%&+(!%&!-./.0B!&!>C30!123!6&*(4-5!7N(!.%! *5'(48.&%(!6'&4-&+-!-.!+.-,8.54(!-(%%F!(%(''+5-5!-.!6.4.6'+&!D&%(!K03">I!V!)(4'+(!G,(%%5!-(%%F(%(''+5-5!-.! 4) Calcolare a 25°C la f.e.m. della seguente -(6'+&!W!*&+.!&!="3AI!VB!!! ! ! pila : ! Pt CaCl2 0,1 M HClO4 0,01 M Pt ! Cl , 0,4 atm H2 , 1 atm 2 12+34526/! dopo aver"#!X*5'.88&4-5!7N(3!.4.8.&%)(4'(3!%&!+(&8.54(!*+57(-&!-&!6.4.6'+&!D(+65!-(6'+&3!*566.&)5!67+.D(+(9!! scritto le semireazioni di ossidazione e riduzione mettendo in evidenza la cessione e l’acquisto! degli !!!!!! elettroni ed aver indicato esplicitamente le polarità, sapendo cheK"il! potenziale standard ]"#:^0!@!];:/3"C["I30C#[>C^!@!03">!)5%JE 0 K" ! "#:!;<#! "!;6#! >!#>!;<#! ]#>^V.!@!];/30/[>30>#[>C^!@!03"I!)5%JE ! soluzione dell’elettrodo di riduzione dell'elettrodo di sinistra vale +1,36 Calcolare inoltre il pH della > 03">! ʊ! 03"I! 5! $ @!$ [9:!@!>A[;030/>"J"0\A3"C#!@!;03"I!=!>8# ? di destra quando il valore del potenziale si 2!è dimezzato. Giustificare sinteticamente[;03">!K!8#! ogni passaggio. KA 03">!K!8! ʊ! suo 03"I!=!>8! /7! !;8"!c0!L!8>!@I3"/C!J"0 #!ĺ!6YZY@03>/!=!8!@!\3"C:I!)5%! ! ! (YZY!@6YZY!9:[;!@!;\3"C:IJ030/>"J"0\A3"C#[>C!@!>C3>"!&')! ! >#!#"&&#!=!#>&!! !!!!!!!!#"&&K!!=!#A&=! ]#A&=^!@!"0K'O!@!"0K:3"C!@!\30/!J"0KC!__!]&#K^!ĺ!
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