Correzione Parziale del 24/01/2014

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1 Correzione Parziale del 24/01/2014 Compito A

2 Esercizio 1 L analisi elementare di una sostanza ha dato il seguente risultato: C 52,2%, H 13%, O 34,8%. 3,83 g di questa sostanza vengono introdotti in un pallone dal volume di 2,50 L e vaporizzati alla temperatura di 60 C producendo una pressione di 692 mmhg. Determinare formula minima e formula molecolare del composto. Determinazione formula minima: L analisi elementare dà la percentuale in peso/peso: Si considerano 100 g di sostanza. m C = 52,2 g moli C= 52,2 g/ 12,0 g/mol= 4,35 mol m H =13 g moli H = 13 g/ 1,0 g/mol= 13,00 mol M O = 34,8 g moli O= 34,8 g/ 16,0 g/mol= 2,18 mol Rapporti molari minimi: moli C/ moli O= 4,35/2,18= 2,00 moli H/ moli O= 13,00/2.18= 5,96 6 Formula minima= C 2 H 6 O

3 continua Esercizio 1 L analisi elementare di una sostanza ha dato il seguente risultato: C 52,2%, H 13%, O 34,8%. 3,83 g di questa sostanza vengono introdotti in un pallone dal volume di 2,50 L e vaporizzati alla temperatura di 60 C producendo una pressione di 692 mmhg. Determinare formula minima e formula molecolare del composto. Determinazione formula molecolare: (C 2 H 6 O)x il peso molecolare è un multiplo del peso relativo alla formula minima ( =46 g/mol) P=692mmHg/760mmHg=0.91 atm T=60+273,15=333,15 K Moli sostanza incognita : PV=nRT n=pv/rt= 0.91*2,50 l/0.0821*333,15=0.083 moli PM= m/n= 3,83 g/ mol=46,1 g/mol X=PM/Pfm=46,1/46=1,0 FORMULA MOLECOLARE: C 2 H 6 O coincide con la formula minima

4 Esercizio 2 Calcolare quanti litri di Cl 2 misurati a 27 C e 684 mmhg si ottengono se si fanno reagire 179,34 grammi di K 2 Cr 2 O 7 secondo la reazione (resa percentuale 72 %): K 2 Cr 2 O 7 + HCl + H 2 SO 4 Cr 2 O 3 + K 2 SO 4 + H 2 O + Cl 2 P=684 mmhg/760mmhg=0.90 atm T=27+273,15=300,15 K Bilanciamento redox ioni formali Semireazioni: Cr e Cr +3 2 X 1 2Cl -1 Cl 2 +2e X 3 Cr 2 + 6Cl - Cr 2 + Cl 2 K 2 Cr 2 O HCl + H 2 SO 4 Cr 2 O 3 + K 2 SO 4 + H 2 O + 3 Cl 2 K 2 Cr 2 O HCl + H 2 SO 4 Cr 2 O 3 + K 2 SO H 2 O + 3 Cl 2

5 Esercizio 2 Calcolare quanti litri di Cl 2 misurati a 27 C e 684 mmhg si ottengono se si fanno reagire 179,34 grammi di K 2 Cr 2 O 7 secondo la reazione (resa percentuale 72 %): K 2 Cr 2 O HCl + H 2 SO 4 Cr 2 O 3 + K 2 SO H 2 O + 3 Cl 2 P=684 mmhg/760mmhg=0.90 atm T=27+273,15=300,15 K n K 2 Cr 2 O 7 = 179,34 g/ 294 g/mol =0.61 mol PA Cr 52 g/mol ; PA K 39 g/mol 1: 3= 0.61: X X= 1,83 mol di Cl 2 teoriche Resa % 72: 72:100= ncl 2 effettive: ncl 2 teoriche ncl 2 effettive= 0.72*1.83= 1,31 mol V=nRT/P= 1,31*0.0821*300,15/0.90=35,87 l

6 Esercizio 3 Una miscela di H 2, He e CO contenuta in un recipiente da litri esercita una pressione di 715 torr alla temperatura di 30.5 C. Calcolare le pressioni parziali dei gas sapendo che la composizione in volume della miscela è H %; He 35.9 %; CO 41.3 %. P=715 mmhg/760mmhg=0.94 atm T= ,15=303,65 K Risoluzione breve: Per i gas le percentuali in volume coincidono con quelle molari: X H 2 = X He = X CO= Pertanto per la legge di Dalton sulle pressioni parziali: P H 2 = X H 2 * Ptot= 0.228*0.94=0.21 atm P He= X He * Ptot=0.359*0.94=0.337 atm P CO= X CO * Ptot=0.413*0.94=0.388 atm

7 Esercizio 3 Una miscela di H 2, He e CO contenuta in un recipiente da litri esercita una pressione di 715 torr alla temperatura di 30.5 C. Calcolare le pressioni parziali dei gas sapendo che la composizione in volume della miscela è H %; He 35.9 %; CO 41.3 %. P=715 mmhg/760mmhg=0.94 atm T= ,15=303,65 K Risoluzione estesa: le percentuali sono in volume Vtot = l ntot=pv/rt=0.94*10.55/0.0821*303.15=0.40 mol V H 2 = Vtot=2,41 l V He = 0.359Vtot= 3,78 l V CO= Vtot= 4,36 l n H 2 = PV H2 /RT= 0.94*2,41/0.0821*303.15=0.091 mol X H 2 = 0.091/0.4=0.228 n He = PV He /RT= 0.94*3,78/0.0821*303.15=0.142 mol X He = 0.142/0.4= n CO = PV CO /RT= 0.94*4,36/0.0821*303.15=0.164 mol X CO =0.164/0.4=0.410 P H 2 = X H 2 * Ptot= 0.228*0.94=0.21 atm P He= X He * Ptot=0.355*0.94=0.334 atm P CO= X CO * Ptot=0.410*0.94=0.385 atm

8 Correzione Parziale del 24/01/2014 Compito B

9 Esercizio 1 Si fanno reagire 5.00 g di C 2 H 5 OH con 2.40 lt di O 2, misurati alla pressione di 1.00 atm e alla temperatura di 298 K, secondo la seguente reazione chimica da bilanciare: C 2 H 5 OH (l) + O 2 (g) CO 2(g) + H 2 O (l) Determinare la massa di H 2 O che si forma dalla reazione Bilanciamento: C 2 H 5 OH (l) + 3O 2 (g) 2CO 2(g) + 3H 2 O (l) Determinazione del reagente limitante: PM C 2 H 5 OH= =46 g/mol m C 2 H 5 OH= 5 g n C 2 H 5 OH= 5 g/46 g/mol= mol n O 2 = PV/RT=1,00*2,40/0.0821*298=0.098 mol Ipotesi 1: reagisce tutto C 2 H 5 OH: 1:3=0.108: X, X=0,324 mol= moli di O 2 necessarie Ma moli di O 2 disponibili sono in quantità minore: ossigeno è il reagente limitante! Risoluzione: reagisce tutto O 2 3:3= 0.098: nh 2 O nh 2 O =0.098 mol PM H 2 O =18 g/mol m H 2 O = 18 g/mol*0.098=1,764 g

10 Esercizio grammi di cloruro di cromo(iii) al 85 % in peso vengono fatti reagire con 22.3 grammi di KBiO 3 in ambiente acido, secondo la reazione: CrCl 3 + KBiO 3 + HCl K 2 Cr 2 O 7 + BiCl 3 + KCl + H 2 O Calcolare quanti grammi di cloruro di Bismuto(III) si formano se la resa della reazione è del 78 %. Bilanciamento redox ioni formali Semireazioni: 2 Cr e Cr +6 2 X 1 Bi +5 +2e Bi +3 X 3 2Cr+ 3Bi Cr 2 + 3Bi 2CrCl 3 + 3KBiO 3 + HCl K 2 Cr 2 O 7 + 3BiCl 3 + KCl + H 2 O 2CrCl 3 + 3KBiO 3 +4 HCl K 2 Cr 2 O 7 + 3BiCl 3 + KCl + 2H 2 O

11 Esercizio grammi di cloruro di cromo(iii) al 85 % in peso vengono fatti reagire con 22.3 grammi di KBiO 3 in ambiente acido, secondo la reazione: Calcolare quanti grammi di cloruro di Bismuto(III) si formano se la resa della reazione è del 78 %. 2CrCl 3 + 3KBiO 3 +4 HCl K 2 Cr 2 O 7 + 3BiCl 3 + KCl + 2H 2 O Grammi effettivi di cloruro di cromo(iii) = 0.85 X 31,7=26,95 g n CrCl 3 =26,95 g/ PM CrCl 3 = 26,95/123 =0,22 mol di cloruro di cromo(iii) n KBiO 3 =22,3 g/ PM KBiO 3 = 22,3/296 = 0.08 mol di KBiO 3 Reagente limitante? Ipotesi 1: cloruro di cromo(iii) reagisce completamente: n KBiO 3 necessarie? 2:3=0.22: X X=0.22 *3/2=0.44 moli non disponibili! Allora è KBiO 3 il reagente limitante 3: 3= 0.08: X X= 0.08 mol mbicl 3 =0.08*315,35=25,228 g teorici mbicl 3 =25,228* 0.78=19,68 g effettivi

12 Esercizio 3 Calcolare il volume in litri di aria (composizione %: 79% N 2, 21% O 2 ), misurato in condizioni standard, necessaria per bruciare 452 g di gasolio diesel (C 16 H 34 ). C 16 H 34 (l) + O 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (g) Bilanciamento: 2C 16 H 34 (l) +49 O 2 (g) 32CO 2 (g) + 34H 2 O (g) Condizioni standard: 298 K, 1 atm NON c.n (273,15 K, 1 atm)!! n C 16 H 34 = 452 g/pm C 16 H 34 =452/192=2,0 mol n C 16 H 34 : n O 2 = 2: 49 n O 2 = 49 mol V O 2 = nrt/p= 49*0.0821*298,15/1=1199,4 l V O 2 : Vtot= 1199,4: X= 21: 100 Vtot=1199,4/0.21=5711,4 l