UNIVERSITA’ DI BERGAMO
Facoltà di Ingegneria
A
Soluzioni del compito scritto di Chimica per Ingegneria Informatica e Meccanica
del 2 luglio 2008
1) Uno dei metodi che si usa per conservare i cibi è quello di sigillarli sotto vuoto in sacchetti di
plastica. Supponendo che il volume rimasto nel contenitore sia di 1,0 L a 20°C e alla pressione
di 10-3mmHg, Calcolare il numero di molecole rimaste nel contenitore, e supponendo che l’aria
abbia una composizione in volume di 20% di ossigeno e 80% di azoto, calcolare il numero di
molecole dei due gas nel contenitore.
10-3/ 760 = 1,32 •10-6 atm n= PV/RT = 1 x 1,32 •10-6 /0,082 x 293 = 5,5•10-8 moli di aria
5,5•10-8 x 6,02•1023= 3,3•1016 molecole di aria di cui 6,6•1015 di ossigeno e 2,6•1016 di azoto.
2) Citate tre proprietà che variano all’interno di un gruppo del sistema periodico, giustificandone
l’andamento.
Le dimensioni atomiche, che dipendono dal numero quantico principale, l’energia di ionizzazione
e l’elettronegatività che dipendono dalle dimensioni atomiche.
3) Si vuole che un semielemento basato sulla reazione ClO3 - + 6 H3O+ + 6 e
Cl - + 9 H2O
abbia un valore del potenziale di 1,50V. Determinare quale deve essere il rapporto tra
[ClO3 -] / [Cl -] e come realizzereste il semi elemento. Supponete la [H3O+] = 1 M.
Applicando l’eq. di Nernst si ha E = E° + 0,059/n log [ClO3 -] [H3O+]6 /[ Cl -]
1,50= 1,45 + 0,059/6 log[ClO3 -] /[ Cl -] da cui si ricava che [ClO3 -] /[ Cl -]= 1,2• 105 il
semielemento sarà ad es. Pt/ ClO3 – 1M, H3O+ 1 M, Cl – 8• 10-6M.
4) La costante di equilibrio per la reazione H2 (g) + I2 (g)
2 HI(g). è uguale a 54,8 a 425°C.
Se in un recipiente, inizialmente vuoto si mettono 5,00 g di I2 (g) 1,03 g di H2 (g) e 12,45 g di
HI(g), calcolare le quantità presenti nel recipiente quando si raggiunge l’equilibrio.
5,00/254 = 0,020 mol I2 1,03/2 = 0,515 mol H2 12,45/128 = 0,097mol HI
(0,097)2/0,515• 0,020 = 0,91 Q <K e quindi l’equilibrio si deve spostare a destra avremo
quindi
(0,097 + 2x)2
K=54,8 =
da cui x = 0,019
(0,020 –x) (0,515 –x)
si formano 0,135 mol di HI e restano 0,496 mol di H2 e
0,001 mol di I2
5) 3,800 g di una miscela di CaSO4 • 0,5 H2O e di CaSO4 • 2 H2O vengono riscaldati in modo da
eliminare completamente l’acqua. Il CaSO4 residuo pesa 3,542 g. Quanto pesa ciascun
componente della miscela?
Le due reazioni sono CaSO4 • 0,5 H2O
CaSO4 + 0,5 H2O e
CaSO4 • 2 H2O
CaSO4 + 2 H2O quindi da una mol di CaSO4 • 0,5 H2O
si ottiene una mol di CaSO4 e lo stesso vale per la seconda reazione quindi
n CaSO4 • 0,5 H2O = n(1) CaSO4 e n CaSO4 • 2 H2O = n(2) CaSO4
possiamo quindi scrivere che gCaSO4 • 0,5 H2O + gCaSO4 • 2 H2O = 3,800
e g(1)CaSO4 + g(2)CaSO4 = 3,542 ovvero
n CaSO4 • 0,5 H2O • MM CaSO4 • 0,5 H2O + n CaSO4 • 2 H2O • MM CaSO4 • 2 H2O = 3,800
n(1) CaSO4 • MM CaSO4 + n(2) CaSO4 • MM CaSO4 = 3,542 e dato che le moli degli idrati e
degli anidri sono uguali si può scrivere x 145 + y 173 = 3,800
x 136 + y 136 = 3,542
da cui gCaSO4 • 0,5 H2O = 3,652g e gCaSO4 • 2 H2O = 0,148 g
6) Il metanolo è stato proposto come carburante per autotrazione in alternativa alla benzina.
Supponendo che l’attuale benzina sia ancora formata da isoottano, e sapendo che il calore di
combustione del metanolo è ∆H°comb CH3OH(l) = -728 kJ/mol, e che quello dell’isoottano è
-5456 kJ/mol, che le densità sono rispettivamente 0,79 e 0,69 g/mL, calcolare il calore
sviluppato nella combustione di 1L di entrambi i combustibili.
1L di metanolo pesa 790 g pari a 790/32 =24,69 mol -728 • 24,69= -17974 kJ/L
1 L di isoottano pesa 690 g pari a 690/114 = 6,05
-5456 • 6,05= - 33009 kJ/L
7) 5,0 g di NaOH vengono sciolti in 200 mL di acqua. A questa soluzione si aggiunge una soluzione
di HCl 0,1 M in modo da portare il pH finale alla neutralità. Qual è il volume della soluzione di
HCl che è stato aggiunto?
5,0/40 = 0,125 mol NaOH in 200 mL di acqua a questa soluzione si aggiunge la soluzione di HCl
in modo da neutralizzare completamente gli OH-. Le mol di H3O+ per la neutralizzazione
saranno 0,125 e sono contenute in 0,125• 1000/0,1 = 1,25 L.
8) La reazione NH4HS(s).
NH3 (g) + H2S (g) è endotermica. Dire cosa succederebbe alla
posizione dell’equilibrio, se si aumentasse la temperatura a pressione costante e cosa avverrebbe
se si aumentasse la pressione tenendo costante la temperatura.
a) Si sposta verso i prodotti
b) Si sposta verso i reagenti
9) Scrivete in ordine di energia crescente, tutte le interazioni possibili tra le molecole.
Dipolo indotto – dipolo indotto, dipolo – dipolo indotto, dipolo – dipolo tra cui particolarmente
forte il legame idrogeno.
10) Il bicarbonato di sodio (NaHCO3) è la sostanza comunemente usata quando, dopo un pasto
eccessivo, si ha “acidità di stomaco”. Spiegare il motivo.
NaHCO3 + H2O
Na+(aq) + HCO3-(aq)
–
e gli OH consumano l’eccesso di acido.
HCO3-(aq) + H2O
H2CO3 + OH -
