2010 - BiotechLand

Corso di Laurea in Biotecnologie
26/01/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) Calcolare i mL di HCl 0.10 M che devono essere aggiunti a 374 mL di una soluzione di una base
debole BOH 0.10 M (Kb = 2.7 x 10-7) per preparare una soluzione tampone a pH = 7.0. (273 ml)
2) Una soluzione acquosa di idrossido di sodio reagisce con cloro gassoso dando cloruro di sodio e
ipoclorito di sodio. Dopo aver bilanciato la reazione di ossidoriduzione con il metodo delle
semireazioni, calcolare i grammi di ipoclorito di sodio che si formano da 50.0 g di cloro e un
eccesso di soda considerando che la resa di reazione è del 75%. (39.28 g)
3) Calcolare il potenziale di un elettrodo di zinco immerso in una soluzione 0.10 M di cloruro di
zinco a cui viene aggiunta una soluzione di ammoniaca 2.0 M sapendo che E° (Zn/Zn2+) = -0.762 V
e Kinst [Zn(NH3)4]2+ = 3.0 x 10-10. Si consideri nulla la variazione di volume dovuta all’aggiunta di
ammoniaca. (1.09 V)
4) Una miscela di 200 mL di CH4 e 500 mL di O2 misurati a 1atm e 128°C è fatta reagire con
formazione di CO2 ed H2O allo stato gassoso fino al completo esaurimento del reagente in difetto.
Calcolare la pressione esercitata alla temperatura di 203°C sapendo che il recipiente ha un volume
di 1.5 L. (0.551 atm)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dall’atomo centrale del reagente e del prodotto delle seguenti reazioni:
PF5 + F- Æ (PF6)AlI3 + I- Æ (AlI4)B) Spiegare come cambia e perché cambia l’energia di ionizzazione degli atomi scendendo lungo
un gruppo o muovendosi da lungo un periodo (da sinistra a destra) della tavola periodica
C) Definire le condizioni termodinamiche affinché una reazione sia spontanea.
Corso di Laurea in Biotecnologie
09/02/2010
Chimica Generale e Inorganica
1) A 25.0 mL di una soluzione 0.300M di BaCl2 vengono addizionati 30.0 mL di Na2CrO4 0.200M.
Sapendo che BaCrO4 è un sale poco solubile con Kps = 2.40 x 10-10, calcolare quanti grammi di
BaCrO4 precipitano e le concentrazioni residue di Ba2+ e CrO42- che rimangono nella soluzione.
(1.52 g di BaCrO4; [Ba2+] = 0.027 m/L; [CrO42-] = 8.89 10-9 m/L)
2) A 320.0 ml di una soluzione di un acido debole monoprotico HA 0.05 M vengono aggiunti 22.2
ml di una soluzione di NaOH al 2.8% in peso e di densità 1.03 g mL-1. Calcolare il pH della
soluzione finale sapendo che per l’acido debole Ka = 6.00 ×10-6. (pH = 8.95)
3) L’analisi percentuale di una sostanza ignota ha dato i seguenti risultati:
Fe = 23.7 % S = 20.4 % O = 54.2 % H = 1.7 % Ricavare la formula minima del composto e
ipotizzare la formula molecolare sapendo che lo zolfo è presente solo come ione solfato SO42- e
l’idrogeno è presente solo come componente dell’acqua di cristallizzazione. (Fe2(SO4)3(H2O)4)
4) 2.00 g di Ossalato di calcio impuro CaC2O4 vengono fatti reagire con un eccesso di
permanganato di potassio in presenza di acido solforico a dare solfato di potassio, solfato di
manganese(II), anidride carbonica ed acqua. Scrivere le semireazioni bilanciate e la reazione
globale. Si sviluppano 0.750 dm3 di anidride carbonica misurati a 25.0 °C e 732 torr. Calcolare la
percentuale di ossalato di calcio contenuta nell’ossalato impuro. (95% purezza)
A) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti molecole specificandone la geometria e l’ibridazione
dell’atomo centrale. Stabilire inoltre quali di esse possono comportarsi da acido o base di Lewis:
AlBr3, CBr4, NBr3, XeF4.
B) Dire quale delle seguenti affermazioni è falsa o vera e giustificare la risposta:
a) nel caso di una reazione con elevata costante di equilibrio la costante cinetica della reazione
diretta è maggiore di quella della reazione inversa; [V]
b) all’equilibrio le costanti cinetiche delle reazioni diretta e inversa si uguagliano; [F]
c) aumentando la concentrazione di un reagente si aumenta la velocità di reazione incrementando la
costante cinetica della reazione diretta; [F]
d) aumentando la concentrazione del prodotto si aumenta la velocità della reazione inversa sicché la
velocità della reazione diretta deve anch’essa aumentare. [V]
C) Spiegare quali informazioni possono essere ricavate da una misura delle proprietà colligative di
una soluzione.
Corso di Laurea in Biotecnologie
25/02/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) A 100 ml di una soluzione di una base forte BOH avente pH = 11 vengono aggiunti 2.00 ml di
una soluzione di un acido debole monoprotico HA (Ka = 5.00 x 10-6) avente pH = 3. Calcolare: a) il
pH della soluzione ottenuta dopo il mescolamento; b) quanti ml di BOH bisogna ancora aggiungere
alla soluzione per raggiungere il punto equivalente. (pH = 4.82; V = 300 mL)
2) Completare e bilanciare in ambiente acido la seguente reazione di ossidoriduzione:
Cr2O72- + I- → Cr3+ + I2. Calcolare dopo il mescolamento di 100 ml di K2Cr2O7 0.12 M con 100 ml
di KI 0.20 M e 300 ml di H2SO4 0.50 M a) le concentrazioni molari di H+ e di Cr2O72- rimaste a fine
reazione; b) la molarità di I2 sapendo che la resa della reazione è 70%. ([H+] = 0.506; [Cr2O7-2] =
1.73 10-2; [I2] = 7.0 10-3)
3) Una corrente di intensità 0.75 A viene fatta passare attraverso 300 ml di una soluzione di CuSO4
all’1% in peso (d = 1.05 g/ml) per 15 minuti. Sapendo che il rendimento dell’elettrolisi è dell’80%,
calcolare la molarità della soluzione di CuSO4 alla fine dell’elettrolisi. ([CuSO4] = 5.63 10-2)
4) Quando si accende un fiammifero si ha la combustione di P4S3 con formazione di fumo bianco
costituito da P2O5 e SO2. Calcolare la quantità in grammi di P2O5 ed il volume di SO2 gassoso in
condizioni standard che si ottengono se un fiammifero contiene 0.150 g di P4S3 sapendo che la
reazione che avviene è la seguente: P4S3 + 8 O2 → 2 P2O5 + 3 SO2. (0.193 g di P2O5; 45.7 mL di
SO2)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dall’atomo centrale dei seguenti composti: a) acido cloroso; b) acido carbonico; c)
anidride solforosa; d) anidride carbonica. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni.
B) Enunciare i principi secondo cui avviene il riempimento degli orbitali atomici.
C) Definire il meccanismo d’azione di un catalizzatore in una reazione chimica da un punto di vista
energetico.
Corso di Laurea in Biotecnologie
09/04/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) A 500 mL KOH 0.1 M si aggiungono 100 mL di una soluzione di HCl 0.2 M e 60 mL di una
soluzione di HF 0.5 M. Calcolare il pH della soluzione risultante, sapendo che la Ka di HF è
2.0x10-4. (pH = 8.18)
2) Bilanciare in ambiente basico la seguente reazione di ossidoriduzione:
CrO42- + SnO22-→ CrO2- + SnO32-.
Facendo reagire 300 mL di una soluzione 0.200 M di Na2CrO4 con 500 mL di una soluzione 0.150
M di Na2SnO2, qual è la concentrazione dello ione CrO2- nella soluzione finale? ([CrO2-] = 0.0625
m/l)
3) Alla temperatura di 650 K si stabilisce il seguente equilibrio:
2 Cl2O(g) ↔ 2Cl2(g) + O2(g).
Cl2O è dissociato per il 65.2% alla pressione totale di 1.33 atm. Calcolare Kp e la Kc della reazione
alla temperatura data. (Kp = 1.14; Kc = 2.14 10-2)
4) Per il sale poco solubile CaF2 il prodotto di solubilità Kps = 1.7 x 10-10. Calcolare la molarità
degli ioni fluoruro: a) in acqua pura; b) in una soluzione acquosa di Ca(NO3)2 0.10 M. ([I-] = 6.98
10-4 in acqua pura e 4.1 10-5 in soluzione)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dall’atomo centrale dei seguenti composti: a) acido nitrico; b) ione clorito; c) ione
tetrafluoroborato; d) ione acetato. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni.
B) Commentare secondo i principi della termodinamica la seguente frase di R. Clausius: “L’energia
del mondo è costante: l’entropia del mondo aumenta fino a un massimo”.
C) Definire i seguenti concetti: a) elettroni di valenza; b) elettronegatività; c) legame covalente; d)
legame ionico.
Corso di Laurea in Biotecnologie
18/06/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) Calcolare la variazione di pH che si verifica aggiungendo 1.00 mL di acido cloridrico 1.00 M a:
a) 99 mL di acqua pura;
b) 99 mL di soluzione contenente nitrato di ammonio ed ammoniaca entrambi in concentrazione 0.1
M (KbNH3 = 1.8 10-5).
Commentare la differenza di pH che si osserva nei due casi. (a) ΔpH = 5; b) ΔpH = 0.09)
2) Una soluzione acquosa di tiosolfato di sodio Na2S2O3 reagisce con lo iodio (I2) dando ioduro di
sodio e Na2S4O6. Dopo aver bilanciato la reazione di ossidoriduzione con il metodo delle
semireazioni, calcolare i grammi di ioduro di sodio che si formano da 20.0 g di iodio e 20.0 g di
tiosolfato sapendo che la resa di reazione è del 95%. (17.95 g)
3) Calcolare il prodotto di solubilità dello iodato di cadmio Cd(IO3)2 sapendo che una lamina di
cadmio immersa in una soluzione satura di iodato di cadmio, contenente anche 0.100 M di iodato di
sodio ha un potenziale di riduzione di -0.570 V (E° Cd2+/Cd = -0.403 V). (Kps = 2.29 10-8)
4) Una miscela di 200 mL di C2H6 e 300 mL di O2 misurati a 1.00 atm e 130°C è fatta reagire con
formazione di CO2 ed H2O allo stato gassoso fino al completo esaurimento del reagente in difetto.
Calcolare la pressione esercitata alla temperatura di 250°C sapendo che il recipiente ha un volume
di 2.5 L. (0.28 atm)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dell’atomo centrale nelle seguenti molecole o ioni: ozono, acido fosforico, ione
nitrato, ione idrogenosolfito.
B) Spiegare quali proprietà degli elementi variano in modo periodico e come avviene la variazione.
C) Definire cosa si intende per ordine di reazione, energia di attivazione e spiegare quali fattori
influenzano la velocità di una reazione chimica.
Corso di Laurea in Biotecnologie
21/07/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) Una soluzione tampone è stata preparata aggiungendo 4.95g di CH3COONa a 250mL di
CH3COOH 0.150M. a) Qual è il pH della soluzione tampone? b) Qual è il pH dopo l’aggiunta di
82mg di NaOH a 100mL di soluzione tampone? Ka=1.8x10-5 (a) pH = 4.95; b) pH = 5.05)
2) Bilanciare in ambiente basico con il metodo delle semireazioni la seguente ossidoriduzione:
MnO4- + SO32- Æ MnO2 + SO42- . Sapendo che si è partiti da 5.63g di permanganato di potassio e
da 7.31g di solfito di sodio calcolare il pH di un litro della soluzione finale sapendo che la resa di
reazione è dell’88%. (pH = 12.5)
3) L’idrossido di magnesio Mg(OH)2 precipiterà da una soluzione 0.10M di Mg(NO3)2 e 0.10M di
ammoniaca acquosa? Kps(Mg(OH)2)=1.5x10-11; Kb(NH3)=1.8x10-5. (L’idrossido di magnesio
precipita)
4) Un campione di carbonio è bruciato in ossigeno puro, formando anidride carbonica. La CO2 è
quindi, fatta gorgogliare in 3.50L di NaOH 0.437M, con la quale forma carbonato di sodio secondo
la reazione:
CO2 + 2NaOH Æ Na2CO3 + H2O.
Dopo la reazione, l’eccesso di NaOH è stato esattamente neutralizzato con 1.71L di HCl 0.350M
quale volume di O2, misurato a 8.6 atm e 20°C, è stato consumato nel processo? (V= 1.30 L)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dell’atomo centrale nelle seguenti molecole o ioni:
CdI2; NH4+; BCl3; IF4-.
B) Per il cloro si riporta la massa atomica di 35.5, ma nessun atomo di cloro ha massa di 35.5.
Spiegare perché.
C) Spiegare perché le seguenti affermazioni sono errate:
a) L’entropia aumenta in tutte le reazioni non spontanee.
b) Le reazioni con una variazione di energia libera negativa (ΔG<0) sono a favore dei
prodotti ed avvengono con una rapida trasformazione dei reagenti nei prodotti.
c) Tutti i processi spontanei sono esotermici.
d) I processi endotermici non sono mai spontanei.
Corso di Laurea in Biotecnologie
10/09/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) Calcolare il volume di una soluzione di HCl 1.3 M che occorre aggiungere a 550 ml di una
soluzione di KF 1.6 M per ottenere una soluzione con pH = 3.75. [Ka(HF) = 7.5 10-4]. (V = 129 mL)
2) Bilanciare la seguente reazione: Hg + HNO3 + HCl Æ HgCl2 + NO + H2O e calcolare il volume
di NO che si ottiene a 20 °C e 770 torr mettendo a reagire 10 g di Hg, 40 ml di HCl 6 M e 20 ml di
HNO3 5 M. La reazione avviene con una resa del 95%. (V = 0.749 L)
3) Determinare la f.e.m. della pila Zn/Zn2+ (3 10-2 M)//Cr3+ (5 10-1 M)/Cr e calcolare a quale valore
deve essere portata la concentrazione della soluzione di Cr3+ affinché la f.e.m. della pila si annulli.
(E°Zn2+/Zn = -0.76 V; E°Cr3+/Cr = -0.74 V) (f.e.m. = 0.05V; [Cr3+] = 9.12 10-4)
4) Un composto A, che contiene 3.06% di idrogeno, 31.63% di fosforo e ossigeno, per
riscaldamento a 350 °C si trasforma in un composto B che contiene 1.25% di idrogeno, il 38.75% di
fosforo e 60% di ossigeno. Scrivere le formule dei due composti e la reazione di trasformazione di
A in B. (H3PO4 → HPO3 + H2O)
A) Quali tra le seguenti specie non ha forma tetraedrica e perché: SiBr4, NF4+, SF4, BeCl42-, BF4-,
AlCl4-.
B) Definire la pressione osmotica e spiegare l’utilità di questa misura.
C) Definisci il tempo di dimezzamento e spiega come il tempo di dimezzamento è collegato alla
costante di velocità di una reazione.
Corso di Laurea in Biotecnologie
10/12/2010
Chimica Generale ed Inorganica
1) Per titolare 35.0 ml di una soluzione di acido acetico CH3COOH sono occorsi 33,24 ml di
idrossido di sodio NaOH 0.100 M. Sapendo che la Ka di CH3COOH è 1,8 × 10-5, calcolare:
a) il pH al punto di equivalenza (pH = 8.72)
b) il pH a metà titolazione (pH 4.75)
c) la molarità della soluzione di acido acetico. ([CH3COOH] = 0.095 m/L)
2) Nella fermentazione alcolica i monosaccaridi come il glucosio, in presenza di enzimi, si
trasformano, attraverso successivi stadi di reazione in etanolo (C2H5OH) e biossido di carbonio.
Determinare la quantità di glucosio necessaria per formare 1.0 kg di etanolo secondo la reazione (da
bilanciare):
C6H12O6
Æ
C2H5OH + CO2
Se la resa della reazione è dell’80%. Calcolare inoltre il volume di CO2 sviluppato nella reazione a
25°C e 740 torr. (2.44 Kg; 545.3 L)
3) Dire se l’idrossido di alluminio Al(OH)3 precipiterà da una soluzione 0.10M di Al2(SO4)3 e
0.10M di ammoniaca acquosa. Kps(Al(OH)3)=3.2x10-34; Kb(NH3)=1.8x10-5. (L’idrossido di
alluminio precipita)
4) Una soluzione preparata sciogliendo 1.5 g di una proteina fino a realizzare un volume di 75.0
mL, presenta una pressione osmotica di 5.3 torr a 20 °C. Calcolare la massa molecolare della
proteina. (PM = 6906.45)
A) Descrivere le formule di Lewis, le geometrie dedotte sulla base della teoria VSEPR e
l’ibridizzazione dall’atomo centrale dei seguenti composti: a) acido nitrico; b) ione clorato; c) ione
esafluorosilicato; d) ione acetato. Specificare le formule di risonanza nei casi opportuni.
B) Dire se, sulla base dei seguenti potenziali standard, il bromo elementare è in grado di ossidare il
mercurio metallico in condizioni standard: E°(Br2/Br- )=1.07 V, E°(Hg2+/Hg)= 0.92V.
C) Dire cos’è il legame d’idrogeno, farne alcuni esempi e spiegare come può influenzare le
proprietà delle sostanze in cui è presente.