Series 6

Nome, Cognome e classe
Serie VI: da consegnare la prima lezione della settimana del 20 ottobre
1) Completa la tabella:
Simbolo
A
Z
Carica
Numero
Numero
nucleare
neutroni
elettroni
29
14Si
29
14
+ 14
15
14
80
35Br
80
35
+ 35
45
35
19
9F
19
9
+9
10
9
41
20Ca
41
20
+ 20
21
20
131
53I
131
53
+ 53
78
53
12
6C
12
6
+6
6
6
2) Sapendo che l’Ei del sodio è circa 5.14 eV (ricorda: 1 eV/atomo = 23.06 Kcal/mol), calcola
quanta energia deve essere fornita a 150 g di sodio atomico per ionizzarlo completamente a Na.
b) Esegui il calcolo per la stessa massa di fluoro atomico che ha Ei = 17.42 eV.
a) n Na = 150 g / 23 g/ mol = 6.52 mol
E = Ei ∙ n Na = 5.14 ∙ 23.06 kcal/mol ∙ 6.52 mol = 772.8 kcal
b) n F = 150 g / 19 g/ mol = 7.89 mol
E = Ei ∙ n F = 17.42 ∙ 23.06 kcal/mol ∙ 7.89 mol = 3171 kcal
3) Rappresenta utilizzando la simbologia di Lewis le seguenti molecole:
I2, HBr, PBr3, CH2I2, PH3, H2O2, H2CO (formaldeide), SF6, COCl2, H3PO4
O
Cl
Cl
Br
I
H
I
H
H
I
I
Br
P
Br
Br
4) Identifica quali, tra le seguenti strutture, non sono corrette e motiva la risposta:
a) Il C non raggiunge l’ottetto; c) l’H C-H-C forma due legami; d) l’H (N=H) forma un doppio
legame. b) è l’unica struttura corretta: 2-idrossiacetaldeide
5) In base alla posizione nella tavola periodica prova a prevedere quale sarà la formula chimica del
composto risultante dalla reazione tra le seguenti sostanze semplici.
a)
Ossigeno e potassio
b)
Calcio e ossigeno
c)
Sodio e cloro
d)
Carbonio e idrogeno
e)
Idrogeno e zolfo
f)
Litio e ossigeno
g)
K2O
h)
CaO
i)
NaCl
j)
CH4 (non è un composto ionico: la differenza di elettronegatività è minore di 1,9)
k)
H2S
l)
Li2O
6) 1.00 g di carbonio solido e 10.0 g di NH4ClO4 sono fatti esplodere in un recipiente,
inizialmente vuoto, di 1.00 L di volume alla temperatura di 400 °C.
La reazione è la seguente:
. . . NH4ClO4 + . . . 2 C → . . . NH3 (g) + . . . HCl (g) + 2 … CO2 (g)
Calcola la pressione nel recipiente a 400 °C.
n C = 1.00 g / 12 g /mol = 0.083 mol
Mr NH4ClO4 = 17 g/mol + 4 · 1.008 g/mol + 35.453 g/mol + 4 · 16 g/mol = 120.485 g/mol
n NH4ClO4 = 10 g / 120.485 g/mol = 0.083 mol
poiché il rapporto stechiometrico è di 1 n NH4ClO4 : 2 n C, il carbonio è il reagente limitante.
Utilizzando i rapporti stechiometrici tra C e i prodotti verranno formate:
1 n NH3 / 2 n C = x / 0.083 mol
n NH3 = x = 0.083 mol / 2 = 0.041 mol
1 n HCl / 2 n C = x / 0.083 mol
n HCl = x = 0.083 mol / 2 = 0.041 mol
2 n CO2 / 2 n C = x / 0.083 mol
x = n CO2 = 0.083 mol
Per la legge di Dalton delle pressioni parziali, la pressione totale esercitata dai gas è data dalla
somma delle pressioni parziali degli stessi, cioè dalla somma delle pressioni che eserciterebbero
occupando da soli tutto il volume a disposizione.
Dalla legge dei gas perfetti: p = nRT/V
p NH3 = n NH3 R T/V = [0.041 mol · 0.0821 atm L K-1 mol-1 · (400 + 273.15) K ] / 1 L = 2.29 atm
p HCl = n HCl R T/V = [0.041 mol · 0.0821 atm L K-1 mol-1 · (400 + 273.15) K ] / 1 L = 2.29 atm
p CO2 = n CO2 R T/V = [0.083 mol · 0.0821 atm L K-1 mol-1 · (400 + 273.15) K ] / 1 L = 4.59 atm
p TOT = p NH3 + p HCl + p CO2 = 2.29 atm + 2.29 atm + 4.59 atm = 9.17 atm
7) Una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) al 50.0 % m/m ha una densità di 1.54 g/mL. Se 25.0
mL di questa soluzione vengono diluiti con acqua a 750.0 mL, a quanto ammonta la concentrazione
molare della soluzione finale?
Mr NaOH = 22.99 g/mol + 16.00 g/mol + 1.008 g/mol = 40.00 g/mol
Per poter risolvere il problema occorre conoscere la molarità della soluzione concentrata di
partenza.
V
soluzione NaOH
=m
soluzione NaOH/ρ soluzione NaOH
= 100 g / 1.54 g/mL = 64.9 mL (volume di soluzione
acquosa di NaOH corrispondente alla massa di 100 g di soluzione)
n NaOH = m NaOH / Mr NaOH = 50.0 g /40.00 g mol-1 = 1.25 mol (quantità chimica di NaOH contenuta
in 100 g di soluzione acquosa di NaOH)
c
soluzione NaOH
=n
NaOH/V soluzione NaOH
= 1.25 mol/ 64.9 · 10-3 L = 19.3 mol/L (molarità soluzione
concentrata di partenza)
Si usano soltanto 25 mL di soluzione concentrata, quindi occorre calcolare la quantità chimica di
soluto in essi contenuta:
n
NaOH
= c soluzione NaOH · V soluzione NaOH = 19.3 mol L-1 · 25 · 10-3 L = 0.48 mol (quantità chimica di
NaOH contenuta in 25 mL di soluzione concentrata)
Sto diluendo, per cui la quantità chimica iniziale di NaOH sarà uguale a quella finale (aggiungo
solo acqua al mio prelievo)
n NaOH iniziali = n NaOH finali
Da questa relazione, sostituendo l’espressione per la molarità:
ciVi= cfVf
Da cui
c soluzione NaOH finale = ni/ V soluzione NaOH finale = 0.48 mol / 750 · 10-3 L = 0.64 mol/L