I Esonero 26/4/12

Esame di Elementi di Chimica
Corso di Laurea in Fisica
I Prova di esonero
26/4/2012
Cognome e Nome……………………………………………..N. di Matricola………………………
1) Scrivere la formula bruta dei seguenti composti, indicando il numero di ossidazione di tutti gli
elementi.
a) idrogenocarbonato di sodio
c) solfato di potassio
b) ortofosfato di bario
d) tricloruro di fosforo
Scrivere inoltre formula di struttura (per i sali indicare la formula dell’anione), indicando gli angoli
di legame e le eventuali strutture di risonanza.
2) Bilanciare in forma ionica ed in forma molecolare la seguente reazione:
MnO4-+ H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O
KMnO4+ H2O2 + H2SO4 MnSO4+ O2 + H2O + K2SO4
b) Calcolare il volume di soluzione 0,20 N di KMnO4 che reagisce con 10 ml di soluzione al 12,5 %
in peso di H2O2 avente densità d=1,08 g/ml.
3) Dalla combustione di 1,1 g di un composto organico contenente carbonio, idrogeno e ossigeno, si
ottengono 2,2 g di anidride carbonica e 0,90 g di acqua. La pressione osmotica a 25° C di una
soluzione contenente 1,10 g/l di composto è pari a 0,306 atm. Calcolare il peso molecolare e la
formula bruta del composto (R=0,0821 atm x l x K-1).
4) Il carbonato di un metallo bivalente X ad alta temperatura si decompone completamente secondo
la reazione:
∆
XCO3 (s) → XO(s) + CO2 (g)
Sapendo che da 2,00 g di carbonato si ottengono 1,12 g di ossido determinare:
a) il peso atomico di X;
b) il volume di CO2 prodotto, misurato a 25°C e a P =1,0 atm
Esame di Elementi di Chimica
I Prova di esonero
26/4/2012
1) Scrivere la formula bruta dei seguenti composti, indicando il numero di ossidazione di tutti gli
elementi. Scrivere inoltre formula di struttura ( per i sali indicare la formula dell’anione) , indicando
gli angoli di legame e le eventuali strutture di risonanza.
O-H
O-H
+1 +1 +4 −2
-
e) idrogenocarbonato di sodio
Na H C O 3
f) ortofosfato di bario
Ba 3 ( P O 4 ) 2
+2
-
O
O-
-
O
O
O
O
O-
-
O
-
-
-
120°
P
O
O
+1 +6 −2
g) solfato di potassio
O-
O
O
P
-
C
O
O
+5 −2
P
P
-
O-
O
C
O
K 2 S O4
O
O-
O
O-
109°
O- O
O
S
109°
-
S
O
O
O
-
-
-
-
O-
O
O
O
S
-
-
O
O-
O
S
O-
O
S
O
O
O
O
S
O
O
O
P
+3 −1
h) tricloruro di fosforo
Cl
P Cl 3
Cl
Cl
∼109°
2) Bilanciare in forma ionica ed in forma molecolare la seguente reazione:
+7
Mn O4-+ 5e- + 8H+ Mn2+ + 4 H2O
−1
0
+
H 2 O 2 O 2 + 2 H + 2e
x2
x5
______________________________________________________________________________________________________________________
2 MnO4-+ 5 H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O
2KMnO4+ 5H2O2 + 3H2SO4 2MnSO4+ 5O2 + 8H2O + K2SO4
b) Calcolare il volume di soluzione 0,20 N di KMnO4 che reagisce con 10 ml di soluzione al 12,5 % in
peso di H2O2 (d=1,08 g/ml).
gsoluz H2O2= Vsoluz H2O2 dsoluz H2O2= 10,8 g
PMH2O2=2PAO+2PAH= 34 g/mol
neqH2O2=
g H 2O 2
PeqH 2 O 2
=
1,35
= 0,0794
17
gH2O2= gsoluz H2O2% H2O2/100=10,8x0,125=1,35 g
Peq H2O2=
PM H 2 O 2
ne−
neqKMnO4= neqH2O2
=
34
= 17 g/mol
2
VKMnO4=
n eqKMnO 4
N KMnO 4
=
0,0794
=0,397 l = 397 ml
0,2
3) Dalla combustione di 1,1 g di un composto organico contenente carbonio, idrogeno e ossigeno, si
ottengono 1,22 litri di anidride carbonica misurati a 25°C e alla pressione di 1,0 atm e 0,90 g di acqua.
La pressione osmotica a 25° C di una soluzione contenente 1,10 g/l di composto è pari a 0,306 atm.
Calcolare il peso molecolare e la formula bruta del composto (R=0,0821 atm x l x K-1).
Τ= 298 Κ π =MRT =
g/l
g/l
1,1 × 0,0821 × 298
RT PM CxHyOz =
RT =
= 88 g/mol
PM CxHyOz
Π
0,306
CxHyOz + (x+y/4-z/2) O2 → x CO2 + y/2 H2O
n H2O =
x=
g H 2O
PM H 2 O
n CO 2
n Cx H yOz
=
=
VCO 2 P
1,22 × 1
0,9
=
= 0,05
= 0,05 n CO 2 =
RT
0,0821× 298
18
0,05
=4
0,0125
n CxHyOz =
n H2O
y
0,05
=
=
= 4 y=8
2 n C x H y O z 0,0125
g CxHyOz
PM CxHyOz
=
1,1
= 0,0125
88
C4H8Oz
PMC6H12Oz=8PAH+ 4PAC+ zPAO=88 g/mol
z=
PM C x H y O z − 4PA C − 8PA H
PA O
=
88 − 12x 4 − 8
=2
16
C4H8O2
4) Il carbonato di un metallo bivalente X ad alta temperatura si decompone completamente secondo la
reazione:
∆
XCO3 (s) → XO(s) + CO2 (g)
Sapendo che da 2,00 g di carbonato si ottengono 1,12 g di ossido determinare:
c) il peso atomico di X;
gXCO3= gXO + gCO2 →
gCO2 = gXCO3-gXO = 2,0-1,12 = 0,88 g
PMCO2= 44 g/mol
nCO2= gCO2/ PMCO2= 0,88/44 = 0,020
nCO2 = nXO
PMXO= gXO/nXO= 1,12/0,02 = 56 g/mol
PAX = PMXO- PAO= 56-16 = 40 g/mol
(il metallo è Ca)
d) il volume di CO2 prodotto, misurato a 25°C e a P =1,0 atm.
VCO2 = nCO2 (RT/P) = 0,020x 0,082 x298 = 0,49 l