Dic14 - Docenti.unina

UNIVERSITÀ DI NAPOLI FEDERICO II
Corso di laurea in FISICA
Chimica
Compito d'esame
Napoli, 16 Dicembre 2014
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. Calcolare l’incertezza minima (a) della posizione (in m) di una biglia di massa 1.00 g sapendo che se
ne conosce la velocità entro ±1.00 mm·s-1; (b) della velocità (in m·s-1) di un elettrone ristretto entro il
diametro tipico di un atomo (200 pm). (h = 6.626·10-34 J·s; me = 9.109·10-31 kg)
R. x = 2.6·10-29 m ; v = 2.89·105 m·s-1
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Scrivere le formule di struttura elettronica delle seguenti molecole e stabilire, per ognuna di esse, la
geometria molecolare ed il carattere polare. (a) trifluoruro di boro; b) ozono; c) ClF3; d) SF4.
(a) Molecola AB3.1 legame covalente semplice tra ciascun atomo di B e di F (molecola carente di
elettroni), geometria trigonale planare, apolare; (b) Due formule di risonanza in ciascuna delle quali un
legame una volta semplice ed una volta doppio tra due atomi di ossigeno, molecola angolata, polare; (c)
Molecola AB3E2, tre legami semplici tra cloro e fluoro, due coppie solitarie sul cloro, geometria a “T”,
molecola polare; (d) Molecola AB4E. 4 legami covalenti semplici tra lo zolfo ed i quattro atomi di
fluoro, geometria “a sella”, molecola polare.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3. Calcolare il pH e le concentrazioni di tutte le specie presenti all’equilibrio in una soluzione di H2SO4
0.0200 M. L’acido solforico è completamente dissociato nella prima dissociazione e K2 = 2.10·10-2.
R. pH= 1.55; [HSO4-] = 1.15·10-2 M; [SO42- ]= 8.49·10-3 M; [H3O+]= 2.85·10-2 M; [OH-]= 3.51·10-13 M
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4. Cicloesano (C) e metilciclopentano (M) sono isomeri di formula molecolare C6H12. La costante di
equilibrio per la trasposizione in soluzione CM è 0.140 a 25 °C. (a) Si prepara una soluzione di
cicloesano 0.0200 mol·L-1 e metilcoclopentano 0.100 mol·L-1. Il sistema è in equilibrio? Se non lo è,
tenderà a formare i reagenti o i prodotti? (b) Quali sono le concentrazioni del cicloesano e del
metilciclopentano all’equilibrio. (c) Se si eleva la temperatura a 50 °C e si lascia ristabilire l’equilibrio,
la concentrazione del cicloesano diviene 0.100 mol·L-1. Quale risulta la nuova costante di equilibrio?
(d) A 25 °C la reazione è endotermica o esotermica? Argomentare.
R. (a) Il sistema non è all’equilibrio e siccome Q(quoziente di reazione)K la reazione avviene da
destra verso sinistra, cioè tenderà a formare reagenti.
(b) [C] = 0.105 M; [M] = 0.0147 M
(c) La nuova K= 0.197
(d) Visto che la costante di equilibrio è aumentata con un aumento della temperatura la reazione è
endotermica
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5. La densità del vanadio è 6.11 g·cm-3 e il raggio atomico 131 pm. Il metallo adotta una struttura con
cella elementare cubica compatta (a facce centrate) o cubica a corpo centrato? Argomentare.
R. Se la struttura fosse cubica a facce centrate la densità sarebbe 6.52 g·cm-3; con una struttura cubica a
corpo centrato si calcola una densità pari a 6.11 g·cm-3 uguale a quella sperimentale per cui si può
affermare che il Vanadio assume una struttura cubica a corpo centrato.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tempo a disposizione: 2.5 ore.