UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA
TOR VERGATA
Tor Vergata
Corso di Ingegneria Meccatronica
Corso di Chimica - Università di Roma
I prova in itinere - Compito A - 21.01.2008
1. Calcolare la quantità in grammi di Cl2 che occupa un volume di 682mL
alla temperatura di 38,2C e alla pressione di 435 torr. Quale sarebbe
la pressione del gas se contemporaneamente la temperatura centigrada
triplicasse e il volume fosse dimezzato?
2. Calcolare le moli e il volume di ossigeno necessari a bruciare 10L di
etano, misurati a c.n. secondo la reazione (da bilanciare):
C2 H6 + O2 → CO2 + H2 O
Se dopo la reazione vengono prodotti 15g di H2 O quale era la pressione
parziale dei componenti della miscela iniziale a c.n.?
3. Data la reazione:
3Cu + 8HN O3 → 3Cu(N O3 )2 + 2N O + 4H2 O
a) Se 4 grammi di Cu vengono posti a reagire con 16 moli di HN O3 ,
quante moli di HN O3 restano a ne reazione e quante moli di prodotti
si ottengono?
b) Se 24g di Cu vengono messi a reagire con 12g di HN O3 , quale
reagente e quanti grammi di esso restano?
4. Descrivere brevemente le caratteristiche della Tavola Periodica e le
proprietà periodiche degli elementi.
5. Descrivere la struttura dell'H2 CO3 indicando l'ibridazione dell'atomo
di Carbonio
6. Descrivere brevemente le diverse interazioni inter-molecolari
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Corso di Chimica - Università di Roma
I prova in itinere - Compito B - 21.01.2008
1. L'analisi di un composto ha dato i seguenti risultati: 247,40 mg C, 25,95
mg H, 144,26 mg N e 82,39 mg O. Sapendo che il peso molecolare è
194,19, determinare la formula minima e la formula molecolare
2. Quanti litri di diossido di zolfo si ottengono a 35C e 740 torr bruciando
2Kg di pirite (F eS2 ) con purezza (contenuto eettivo) del 75% se la
resa è del 92%? La reazione (da bilanciare) è:
F eS2 + O2 → SO2 + F eO
3. Il K2 CO3 reagisce con l'AlCl3 secondo la reazione:
K2 CO3 + AlCl3 → KCl + Al2 (CO3 )3
Trovare i grammi di KCl prodotti dalla reazione di 14g di K2 CO3 con
16g di AlCl3
4. Descrivere le caratteristiche del legame idrogeno
5. Descrivere la struttura del BF3 indicando l'ibridazione dell'atomo di
Boro
6. Descrivere brevemente cosa si intende per orbitale atomico
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I prova in itinere - Compito C - 21.01.2008
1. In un recipiente di 850mL inizialmente vuoto si miscelano 250mL di
O2 a 40C e 15 atm e 500mL di CO a 30C e 20atm. La miscela viene
portata a 200C. Calcolare la pressione totale e le pressioni parziali dei
gas dopo il riscaldamento. Data la reazione (da bilanciare):
CO + O2 → CO2
Calcolare le frazioni molari dei gas e la pressione totale a reazione
avvenuta t = 25C
2. Calcolare la quantità in grammi di Ag3 AsO4 che si ottiene facendo
reagire 0,2Kg di AgN O3 con eccesso di N a3 AsO4 , secondo la reazione
(da bilanciare):
AgN O3 + N a3 AsO4 → Ag3 AsO4 + N aN O3
3. Determinare la formula empirica di un idrocarburo avente una percentuale di carbonio pari all'85,6%
4. Descrivere struttura e proprietà del legame covalente
5. Descrivere la struttura dell'N2 secondo la teoria degli orbitali molecolari
6. Descrivere il modello di gas perfetto. Descrivere inoltre le correzioni da
apportare a tale modello nel caso dei gas reali
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Corso di Chimica - Università di Roma
I prova in itinere - Compito A SOLUZIONI
1. Dall'equazione di stato dei gas si calcolano le moli di cloro
n=
PV
(435/760)0, 682
=
= 0, 015moli
RT
0, 0821 · (38, 2 + 273)
per una quantità in grammi pari a g = n · P M = 1, 083gCl2
Nelle nuove condizioni si ha T = (38, 2 · 3) + 273 = 387, 6K e V =
0, 682/2 = 0, 341L.
Applicando la stessa equazione si ha P = 1, 426atm.
2. La reazione bilanciata è
2C2 H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2 O
Con l'equazione di stato dei gas, o ricordando che a c.n. 1 mole occupa
22,4L di volume, si ricavano le moli di C2 H6 pari a 0,446. Con i rapporti
stechiometrici dati dall'equazione bilanciata e l'equazione di stato dei
gas, si calcolano le moli di ossigeno prodotte e il volume occupato
nO2 = 7/2 · nC2 H6 = 1, 561 ⇒ VO2 = 1, 561 · 22, 4 = 35L
Se dopo la reazione vengono prodotti 15 g di acqua pari a n = 15/18 =
0, 833moli, si ricavano le moli di reagente necessario
nC2 H6 = 2/6 · nH2 O = 0, 27
nO2 = 7/6 · nH2 O = 0, 97
Le pressioni parziali saranno quindi pari alla pressione totale (P =
1atm a c.n.) per le rispettive frazioni molari
0,97
= 0, 782atm
0,97+0,27
0,27
Ptot · 0,97+0,27
= Ptot − PC2 H6
PO2 = Ptot ·
PC2 H6 =
4
= 0, 217atm
3. Si calcolano le moli di rame pari a
n = g/P M = 4/63, 5 = 0, 063moli
che consumeranno un numero di moli di acido nitrico HN O3 pari a
nHN O3 = nCu ·
8
= 0, 168
3
lasciandone quindi non consumate
nrimaste = niniziali − nconsumate = 16 − 0, 168 = 15, 832
Si calcolano le moli dei prodotti
nH2 O = nCu · 4/3 = 0, 083
nN O = nCu · 2/3 = 0, 042
nCu(N O3 )2 = nCu = 0, 063
Per il punto b) dell'esercizio si calcolano le moli di rame e acido
nCu = g/P M = 24/63, 5 = 0, 378moli
nHN O3 = g/P M = 12/63 = 0, 19moli
per cui si trova che il rame è in eccesso rispetto all'acido.
Le moli consumate di rame sono pari a
nCu = nHN O3 · 3/8 = 0, 071
per cui ne rimangono
nrimaste = niniziali − nconsumate = 0, 378 − 0, 071 = 0, 307
pari a
gCu = moli · P M = 19, 51g
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I prova in itinere - Compito B SOLUZIONI
1. Si calcolano le quantità molari dei singoli componenti
C : n = g/P M = 0, 02
H : n = g/P M = 0, 0259
N : n = g/P M = 0, 01
O : n = g/P M = 0, 005
Dividendo per il valore più piccolo (ossigeno) si ricava la formula minima: C4 H5 N2 O, il cui peso molecolare è 93,19g/mole. Dal confronto con
il peso della forma molecolare si ricava un rapporto 1 : 2, per cui la
forma molecolare è C8 H10 N2 O.
2. La reazione bilanciata è
F eS2 + 5/2O2 → 2SO2 + F eO
2Kg grezzi di pirite hanno un contenuto attivo pari a 2 · 0, 75 = 1, 5Kg
di F eS2 , pari a
n = g/P M = 1500/120 = 12, 5moli
Dai coecienti stechiometrici, si calcolano le moli teoriche di SO2
prodotte, pari a
nSO2 = 2 · nF eS2 = 25moliteoriche
Queste si riducono, secondo la resa a
nSO2 ,sperimentali = nSO2 ,teoriche · resa = 25 · 0, 92 = 23moli
Dall'equazione di stato dei gas si ricava il volume occupato
V =
nRT
P
=
23·0,0821·(35+273)
(740/760)
= 597, 3L
3. La reazione bilanciata è
3K2 CO3 + 2AlCl3 → 6KCl + Al2 (CO3 )3
6
Si calcolano le quantità molari dei reagenti
nK2 CO3 = g/P M = 14/138 = 0, 101moli
nAlCl3 = g/P M = 16/133, 5 = 0, 12moli
Per consumare tutto il carbonato di potassio K2 CO3 , sono necessarie
nAlCl3 ,consumate = nK2 CO3 · 2/3 = 0, 067moli
Il cloruro di alluminio è quindi in eccesso e rimangono non reagite
nAlCl3 ,rimaste = nAlCl3 ,iniziali − nAlCl3 ,consumate = 0, 12 − 0, 067 = 0, 053
Le moli di KCl prodotte saranno pari a
nKCl = nK2 CO3 · 6/3 = 0, 202
pari a un peso in grammi di g = moli · P M = 0, 202 · 74, 5 = 15, 05g
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Corso di Chimica - Università di Roma
I prova in itinere - Compito C SOLUZIONI
1. La reazione bilanciata è
2CO + O2 → 2CO2
Dall'equazione di stato dei gas, si calcolano le quantità molari di O2 e
CO aggiunte
PV
RT
nCO = PRTV
n O2 =
15·0,25
= 0, 146moli
0,0821·(40+273)
20·0,50
= 0,0821·(30+273) = 0, 402moli
=
ntot = nO2 + nCO = 0, 548
Dall'equazione di stato dei gas si calcolano le pressioni totali e parziali
nel nuovo ambiente di misura (V = 0, 850L, T = 200 + 273 = 473K )
nRT
V
nRT
PCO = V
PO 2 =
0,146·0,0821·473
= 6, 66atm
0,85
0,402·0,0821·473
=
= 18, 34atm
0,85
=
Ptot = PCO + PO2 = 25atm
Nell'ambiente di misura c'è eccesso di CO, per cui a reazione avvenuta, con i coecienti stechiometrici si possono calcolare le moli di CO
consumate, quelle rimanenti e quelle prodotte di CO2
nCO,consumate = nO2 · 2/1 = 0, 292moli
nCO,rimaste = nCO,iniziali − nCO,consumate = 0, 11moli
nCO2 ,prodotte = nCO,consumate = 0, 292
La pressione totale si calcola a partire dall'equazione di stato dei gas
P =
nRT
V
=
(0,11+0,292)·0,0821·(25+273)
0,85
= 11, 56atm
Le frazioni molari saranno pari a
χCO = nCO /ntot = 0, 11/(0, 11 + 0, 292) = 0, 274
χCO2 = nCO2 /ntot = 0, 292/(0, 11 + 0, 292) = 0, 726
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2. La reazione bilanciata è
3AgN O3 + N a3 AsO4 → Ag3 AsO4 + 3N aN O3
Si calcolano le moli di AgN O3 introdotte
n = g/P M = 200/170 = 1, 176
Dai coecienti stechiometrici si ricava che vengono prodotte un numero
di moli di Ag3 AsO4 pari a
nAg3 AsO4 = nAgN O3 · 1/3 = 0, 392
pari a una quantità in grammi di
g = moli · P M = 0, 392 · 463 = 181, 5g
3. Si calcolano le quantità molari dei componenti
C : n = g/P M = 85, 6/12 = 7, 13
H : n = g/P M = 14, 4/1, 01 = 14, 25
Dividendo per il più piccolo (carbonio), si ottiene la formula empirica
dell'idrocarburo: CH2 .
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