CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
Soluzioni della prova di verifica del 9 aprile 2015
1) 2.275 g di KMnO4 vengono sciolti in 0.300 L di acqua e fatti reagire con 6.54 g di
KClO3 in ambiente acido, secondo la reazione (da bilanciare) KMnO4 + KClO3 +
H+ Mn2+ + ClO4- + H2O + K+. Calcolare la molarità finale dello ione perclorato
e la quantità minima (in moli) di ione H+ necessaria per completare la reazione.
Le quantità utilizzate sono:
mmol di KMnO4 (MM= 158.03 mg/mmol) = 2275/158.03 = 14.40 mmoli
mmol di KClO3 (MM= 122.55 mg/mmol) = 6540/122.55 = 53.38 mmoli
L’equazione bilanciata è:
2 KMnO4 + 5 KClO2 + 6 H+ 2 Mn2+ + 5 ClO3- + 3 H2O + 7 K+
Il rapporto stechiometrico tra i reagenti è mol KClO3/mol KMnO4 = 5/2 = 2.5
Il rapporto effettivo tra i reagenti è mol KClO3/mol KMnO4 = 53.38/14.40 = 3.7 > 2.5
L’agente limitante è KMnO4, su cui vanno calcolate le quantità necessarie
Le moli di ione ClO4- formate sono:
mmol di ClO4- = mmol di MnO4- 5/2 = 14.40 5/2 = 36
La molarità [ClO4-] è M = mmol/V = 36/300 = 0.012 M
Le moli di ione H+ necessarie sono
mmol di H+ = mmol di MnO4- 6/2 = 14.40 3 = 43.2 mmol
2) 0.673 g di un alogenuro di bario vengono trattati con acido solforico, per
convertirli completamente a BaSO4. La massa del precipitato, isolato ed essiccato, è
0.755 g. Determinare di quale alogenuro si tratta.
La reazione di precipitazione è BaX2 + H2SO4 BaSO4 + 2 HX
(ove X è l’alogeno sconosciuto).
Le mmoli di BaSO4 (MM = 233.39 mg/mmol) ottenute sono
mmol =Massa/MM = 755/233.33 = 3.235 mmol
che corrispondono ad una massa di Ba (MA = 137.33 mg/mmol) pari a
massa = mmol MA = 3.235 137.33 = 444.25 mg
La massa di alogeno nel composto iniziale si ottiene per differenza
massa di X = massa totale – massa di Ba = 673 – 444.25 = 228.7 mg.
Secondo la formula, le moli di X sono il doppio delle moli di Ba, cioè
mol di X = mol di Ba 2 = 3.235 2 = 6.47 mmol
La Massa Atomica di X è dunque MA = mg/mmol = 228.7/6.47 = 35.35 mg/mmol che
corrisponde alla massa atomica di Cl. La formula del composto è quindi BaCl2.
3) 4.00 g di una soluzione acquosa concentrata di HNO3 vengono diluiti con acqua
fino ad un volume di 500 mL. 25.0 mL della soluzione diluita vengono titolati con
21.05 mL di NaOH 0.095 M. Calcolare la % in massa di HNO3 della soluzione
concentrata e la sua molarità nella soluzione diluita
La reazione di neutralizzazione è HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
La quantità di NaOH utilizzata è mmol di NaOH = M V = 21.05 0.095 = 2.00 mmol
Che sono pari alle moli di acido neutralizzate.
La molarità della soluzione analizzata (= diluita) è M= mmol/V = 2/25 = 0.080 M
Le moli di acido contenute in tutta la soluzione diluita sono
mmol = M V = 0.08 500 = 40 mmol, pari ad una massa di HNO3
(MM = 63.01 mg/mmol)
massa = mmol MM = 40 63 = 2520 mg
Tale massa era contenuta anche nella soluzione iniziale (=concentrata)
La % di HNO3 è % = massa di acido/massa totale 100 = 2520/4000 100 = 63 %.
4) Determinare formula di Lewis, geometria molecolare e orbitali utilizzati
dall’atomo centrale nelle seguenti molecole:
a) ClO2F3
b) NOCl
c) HClO2
ClO2F3
NOCl
HClO2
7+ 37 + 26 = 40
5 + 6 + 7= 18
7 + 2 6 + 1 = 20
Classificazione
AX5
AX2E
AX2E2
Geometria
Bipiramide trigonale
Piegata
Piegata
(O equatoriale)
O-N-Cl < 120°
O-Cl-O < 109°
N usa tre orbitali sp2
(e un orb p per il
legame )
Cl usa quattro
orbitali sp3 (e un orb
d per il legame )
el. di valenza
Form. Di Lewis
Fap-Cl-Feq < 90°
Feq-Cl-O < 120°
Orb. Utilizzati
Cl usa cinque
orbitali sp3d
5) Date le seguenti formule chimiche, indicare il nome dei composti ed il tipo di legami in
essi presenti (ionico, covalente, parzialmente covalente, ionico con ioni poliatomici):
As2O3
Triossido di diarsenico (anidride arseniosa, parz. covalente)
Ca3P2
Fosfuro di calcio (parz. covalente)
ZnO
Ossido di zinco (ionico)
HBrO3
acido bromico (covalente)
NaHS
Idrogenosolfuro di sodio (ionico con anione poliatomico)
Indicare la formula chimica dei seguenti composti ed il tipo di legami in essi presenti:
Nitrito di calcio
Ca(NO2)2
ionico
Idrossido di gallio
Ga(OH)3
ionico con anione poliatomico
Bromuro rameoso
CuBr
(Ionico)
Cloruro di fosforo(V)
PCl5
(covalente)
Carbonato di ferro(III)
Fe2(CO3)3
(ionico con anioni poliatomici)
6) Qual è il numero massimo di elettroni in un solo atomo che possono avere i seguenti
numeri quantici? Motivare le risposte
a) n = 4, l = 2 ml = 1 ms=+ ½
4 numeri quantici individuano 1 unico elettrone
b) n = 4, l = 2 ml = 1
3 numeri quantici individuano 1 unico orbitale, nel quale possono stare 2 elettroni
c) n = 4, l = 2
numero quantico principale e azimutale indicano un sottolivello, in questo caso 4d.
I 5 orbitali d possono ospitare 10 elettroni
d) n = 4
Il numero quantico principale indica un intero livello con tutti i suoi orbitali: Nel 4° livello
sono presenti 1s, 3p, 5d e 7f, per un totale di 16 orbitali, e quindi 32 elettroni.
e) n = 4, l = 4 ml = 1
Un orbitale atomico deve avere n > l. Tale condizione non è rispettata, per cui questi
numeri non indicano nessun orbitale (0 elettroni)
7) Data la formula Cu(UO2)2(PO4)2 8 H2O del minerale torbernite, determinare:
a) il numero totale di atomi nella formula
La formula bruta è CuU2P2O20H16, (MM = 937.67 g/mol) per un totale di 41 atomi
La composizione % è: H 1.72 O 34.13 P 6.61 Cu 6.78 U 50.77
b) il rapporto tra atomi di H e O
H : O = 16 : 20 = 0.8
c) il rapporto in massa tra Cu e P
Cu : P = 6.78 : 6.61 = 1.026
d) l’elemento presente con la maggior % in massa
U (= 50.8 %)
e) la massa di minerale che contiene 1.00 g di P
Massa di P/massa totale = 6.61/100
massa totale = massa di P/0.671 =
1/0.0671 = 14.90 g
f) lo stato di ossidazione più plausibile per Cu, P e U
Cu(+2), P(+5) e U(+6)
