Capitoli 17-18 - Zanichelli online per la scuola

Le competenze del chimico
CAPITOLI
1 Si fa ancora confusione tra la teoria acido-
C
base di Arrhenius e quella di Brönsted e
Lowry. Si parla di Brönsted, ma si prosegue
con Arrhenius. Vediamo allora perché NaOH
si comporta da base forte in acqua, secondo Brönsted e Lowry (N.B. se non c’è il solvente la domanda è mal formulata):
D
A
B
C
D
perché è totalmente dissociato in Na+ e
OH–
perché libera tutti gli ioni OH– che contiene
perché gli ioni OH– dell’idrossido strappano quantitativamente i protoni dell’acqua formando nuova acqua e altrettanti
ioni OH–
perché OH– è la base coniugata dell’acido Na+
[Giochi della Chimica 2008 Fase Nazionale classe
A-B]
17-18
5,4 10–3 C
3,2 10–5 C
[Giochi della Chimica 2007 Fase Regionale classe A-B]
5 Imposta l’espressione della Ka dei seguenti
acidi.
a) HCl
b) HF
c) HNO2
d) HClO4
e) HBO2
Ricerca il valore delle Ka (su libri, motori di ricerca di Internet ecc.) e valuta se si tratta di
acidi forti o deboli.
Ordina gli acidi secondo la forza decrescente.
6 Imposta l’espressione della Kb delle seguenti
2 Si tenga conto che la Kb dello ione CH3COO–
in acqua a 25 °C vale 5,7 10–10 e che la Kb
dello ione HCOO– vale 5,65 10–11 nelle stesse condizioni. Ciò significa che in acqua è più
forte:
A
B
C
D
l’acido formico
l’acido acetico
l’acido carbonico
l’acido che ha maggior concentrazione
[Giochi della Chimica 2008 Fase Nazionale classe
A-B]
3 In una reazione di ossido-riduzione si verifi-
ca l’eguaglianza tra il numero di:
basi.
a) Ba(OH)2
c) CN–
e) Cl–
b) NH3
d) H2O
Ricerca il valore delle Kb (su libri, motori di ricerca di Internet ecc.) e valuta se si tratta di
basi forti o deboli.
Ordina le basi secondo la forza decrescente.
7 Calcola la massa in grammi di acido solfori-
co presente in 800 mL di una soluzione a
pH = 2,12. H2SO4 si suppone completamente dissociato.
atomi che si ossidano e atomi che si riducono
elettroni ceduti dall’ossidante e acquistati dal riducente
elettroni ceduti dal riducente e acquistati dall’ossidante
moli di ossidante e di riducente
8 Quante moli d’acqua si formano se 0,7 mol
[Giochi della Chimica 2007 Fase Regionale classe A-B]
10 La patina verde tipica degli oggetti di rame
A
B
C
D
4 Una batteria eroga una corrente di intensi-
tà costante pari a 125 A per un periodo di
90 min. Pertanto attraverso il circuito circola una carica q in coulomb pari a:
A
B
3,4 103 C
6,75 105 C
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di H2SO4 reagiscono con 0,7 mol di KOH?
9 HF è un acido debole. Che cosa si può com-
binare con HF per formare un tampone? Qual
è il pH approssimativo del tampone scelto?
non è altro che un rivestimento di CuCO3 e
Cu(OH)2. Questa patina può essere rimossa
con una gran varietà di prodotti usati in casa, tra cui l’aceto (acido acetico) o il succo di
limone (acido citrico). Indica gli equilibri coinvolti. Quale si rimuove più facilmente tra
CuCO3 e Cu(OH)2? Per esempio, quale tra i
due è più solubile in acido acetico 1 M?
18
Le competenze del chimico
CAPITOLI
11 Usa un foglio di calcolo per costruire:
+
a) una tabella dove dal valore di [H ] si possano ricavare [OH–], il pH e il pOH;
b) una tabella dove dal valore della Ka si
possa risalire al pKa e alla Kb e al pKb della base coniugata;
c) una tabella da cui poter costruire un grafico che rappresenti l’andamento del pH
in una titolazione acido forte-base forte.
12 I sistemi tampone presenti nel sangue sono
indispensabili per la nostra vita. Il principale
sistema tampone è costituito da acido carbonico e ione bicarbonato. Se il pH supera
la soglia ordinaria si parla di alcalosi, se
scende al di sotto si parla di acidosi. Quali
sono i motivi che possono causare variazioni di pH? In che modo si difende l’organismo o è possibile intervenire dall’esterno?
Quali sono le informazioni che puoi riuscire a
ottenere dalla rete? Quale criterio di valutazione per l’affidabilità del sito ritieni il più
adatto in questo caso?
13 L’acqua di mare ha un pH compreso nell’in-
tervallo 7,8-8,3, Un acquario di pesci tropicali deve essere tamponato a questo pH.
Suggerisci un sistema tampone per questo
scopo. Quale rapporto di concentrazione
[sale]/[acido] è richiesto? In che modo è
possibile controllare il pH di un acquario?
Prova a reperire alcune di queste informazioni tramite un motore di ricerca.
14 Assegna il numero di ossidazione agli ato-
mi di azoto presenti nei seguenti composti.
a) NO
d) NO2
g) N2O3
l) HNO2
b) N2O5
e) N2H4
h) N2
c) NH2OH
f) NH3
i) NaN3
15 When chlorine is added to drinking water to
kill bacteria, some of the chlorine is changed into ions by the following equilibrium:
Cl2(aq) + H2O → H+(aq) + Cl–(aq) + HClO(aq)
In the forward reaction (the reaction going
from left to right), which substance is oxidized and which is reduced? In the reverse
reaction, which is the oxidizing agent and
which is the reducing agent?
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16 Il cloro agisce da sbiancante perché è in
grado di ossidare le sostanze colorate fino a
renderle incolori. Esso viene pertanto utilizzato nell’industria cartaria anche se esiste il
problema di eliminarne i residui. Il tiosolfato
di sodio, Na2S2O3, reagisce con il cloro residuo riducendolo a cloruro e trasformandosi,
a sua volta, in ione solfato, SO42–, che può
essere facilmente eliminato con il lavaggio
in acqua. Scrivi l’equazione chimica bilanciata della reazione fra il cloro e lo ione tiosolfato, in soluzione acida.
17-18
17 Il cromo metallico può essere preparato dal
suo ossido mediante il processo di Goldschimdt: Cr2O3(s) + 2Al(l) → 2Cr(l) + Al2O3(s). È
possibile preparare lo zinco metallico dal
suo ossido mediante un processo simile?
Motiva la risposta. Se sì, indica la reazione
bilanciata di questo processo.
18 Commercialmente il calcio è prodotto me-
diante elettrolisi di CaCl2 fuso. Quanti coulomb sono necessari per produrre 5,0 g di
Ca metallico? Se il circuito fornisce 10 A,
quanto tempo sarà necessario per produrre
5,0 g di Ca metallico?
19 L’oro bianco (50% oro e 50% argento) viene
lucidato tramite il processo di rodiatura, che
consiste nell’immergere l’oggetto in un bagno elettrolitico contenente una soluzione di
Rh(Cl)63–. La reazione che avviene è
Rh(Cl)63– + 3e– → Rh + 6Cl–
Calcola quanti coulomb sono necessari per
depositare 1 g di rodio solido.
20 Hydrogen gas is likely to have a key role in
fueling the cars and power plants of the future. Find two or more websites to investigate and describe the process by which
hydrogen can be produced. Compare the
advantages, disadvantages, and environmental impact of each process.
21 La cella di Grätzel è un particolare tipo di
cella fotovoltaica basata su un colorante
organico il cui funzionamento è molto simile al processo di fotosintesi clorofilliana.
Queste celle fotovoltaiche stanno riscuo-
19
Le competenze del chimico
CAPITOLI
tendo un grande interesse perché rispetto
alle tradizionali appaiono meno costose e
più versatili, ma le loro prestazioni in termini di efficienza e durata sono ancora insoddisfacenti. Svolgi una ricerca in rete per individuare i laboratori dove attualmente sono in corso studi sulle celle ai coloranti e a
quale punto è la ricerca.
22 La novocaina, un tempo adoperata dai den-
tisti come anestetico, è una base debole di
pKb = 5,05. Il pH del sangue è 7,4. Qual è,
nel circolo sanguigno, il rapporto tra la con-
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centrazione della novocaina e quella del suo
acido coniugato?
17-18
23 Le celle a combustibile zinco-aria sono usate
per fornire energia ai pacemaker e in altre applicazioni dove è richiesta una fonte energetica portatile e compatta. La potenza di queste celle è controllata dall’ossigeno. All’anodo
lo Zn viene ossidato a ZnO. Determina la reazione che avviene all’anodo e quella che avviene al catodo, identifica uno ione in grado di
completare il circuito e un metallo da utilizzare
come elettrodo per la reazione al catodo.
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