Esercizi Teorici

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luckberbere

2017-01-21 10:15

Salve,

In allegato 5 esercizi teorici di cui non dispongo le soluzioni.

(Il 2 non lo ho postato perchè sono sicuro sia giusto.)

per quanto riguarda gli altri ho dei seri dubbi sul 3 e sul 4.

Soprattutto sul 4 alle risposte a e b..

Qualcuno può dirmi che ne pensa?

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LuiCap

2017-01-21 20:25

La risposta al Quesito 5 è corretta.

Ai Quesiti 3 e 4 io avrei risposto così:

solubilità e eq gas_1.jpg
solubilità e eq gas_1.jpg
solubilità e eq gas_2.jpg
solubilità e eq gas_2.jpg

luckberbere

2017-01-22 09:42

Grazie mille,

avrei però due domande...

La prima è: il primo è giusto?!?!?

La seconda: nei punti a e b del quesito quattro, concordo pienamente con quello che hai scritto a livello intuitivo, tuttavia essendo Kp=Kc non dipendenti dalle sostanze solide, come può spostarsi l'equilibrio andando a modificare la quantità di solidi?

LuiCap

2017-01-24 12:05

Scusa il ritardo.

Quesiti 1

a) CF4 - Io avrei aggiunto che la molecola è apolare essendo un tetraedro regolare, nonostante che i singoli legami siano fortemente polarizzati.

b) PF3 - Non è un tetraedro regolare con angoli di 109° perché il doppietto libero sul fosforo schiaccia la figura geometrica; è una piramide a base triangolare con angoli di circa 96°, quindi è polare.

c) BF3 - Molecola planare apolare, nonostante che i singoli legami siano fortemente polarizzati.

d) CH3NH2 - La parte del -CH3 è apolare (tetraedro regolare), la parte dell'-NH2 è polare (tetraedro schiacciato).

Quesito 5

Ho provato a fare un calcolo:

equilibrio gassoso in fase eterogenea.xls
equilibrio gassoso in fase eterogenea.xls

Anche se in modo quasi impercettibile, dopo l'aggiunta di un'ulteriore mole di A(s) le quantità di C(s) e di D(g) aumentano.

Nascor

2017-03-28 22:29

Essendo lo stesso corso di chimica posto qui i miei dubbi su questi due esercizi teorici di cui allego testo e mia risoluzione di due esercizi. Nel primo ka1 =4,2x10^-7 ka2=4.4x10^-11 riferiti al H2CO3. Sull'esercizio delle titolazioni invece non riesco bene a catalogare quale si HIn. E In.  Il quesito recita: parlare degli indicatori colorimetrici di pH e dire qual è il rapporto [HIn]/[In-] in una soluzione contenente 0.2 l NH4 0.1M e 0.2 l NH4Cl 0.1 M sapendo che k In = 1.5x10^-10 Kb=1.8x10^-5 La risoluzione del quesito della titolazione é soltanto uno dei due allegati quello scritto meglio Nella quale c'è una rappresentazione alquanto approsimativa di una buretta ( da notare la goccia ahaha ). So che il grafico non è richiesto ma vorrei sapere se il procedimento sia corretto. Per la prima parte teorica riferita agli indicatori mi rifaccio a questo link http://www.chimica-online.it/download/acidi_basi/indicatori_di_pH.htm

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Nascor

2017-03-29 11:05

Non riesco a modificare quindi allego qua l esercizio svolto correttamente delLa titolazione. Nessuno dei due allegati va bene solo questo. Allora il fatto però è questo: cosa significa che il rapporto tra hIn e In é minore di 10?

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received_1780295498652845.jpeg

LuiCap

2017-03-29 12:24

Insisti a chiamarla titolazione, ma non è affatto una titolazione :-(

Hai una soluzione contenente la base debole NH3 e il suo acido coniugato nello stesso volume finale di 0,4 L: questa è una soluzione tampone di cui si può facilmente calcolare il pH. Questa soluzione è incolore.

L'esercizio ti chiede in pratica quale sarà il colore assunto dalla soluzione tampone quando si addiziona un indicatore HIn avente KIn = 1,5·10^-10.

HIn a pH 9,26_1.jpg
HIn a pH 9,26_1.jpg
HIn a pH 9,26_2.jpg
HIn a pH 9,26_2.jpg

La stessa soluzione tampone si può preparare anche mescolando un eccesso di NH3 con un difetto di HCl in modo tale che, dopo reazione completa, [NH3] = [NH4+].

HIn a pH 9,26_3.jpg
HIn a pH 9,26_3.jpg

Titolazione NH3 + HCl_.pdf
Titolazione NH3 + HCl_.pdf

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Nascor

2017-03-29 12:47

Sì è vero è un errore mio pensare che fosse una titolazione perché prima pensavo lo fosse dopo quando l ho capito l ho sempre identificato dentro l argomento "Titolazione". Mi scusi. Comunque per l altro esercizio quello delle solubilità è corretto ?

LuiCap

2017-03-29 13:42

Se il tuo prof vede come hai scritto le formule degli ioni e dei composti non ti corregge neanche l'esercizio :-@

Le spiegazioni che hai dato sono tutto sommato corrette, a parte quella con KOH.

Sono però molto scarse.

CaCO3+KCl.jpg
CaCO3+KCl.jpg
CaCO3+CaCl2.jpg
CaCO3+CaCl2.jpg

CaCO3+HCl_.jpg
CaCO3+HCl_.jpg
CaCO3+KOH.jpg
CaCO3+KOH.jpg

Solubilità CaCO3 in funzione del pH.xls
Solubilità CaCO3 in funzione del pH.xls

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Nascor

2017-03-29 20:37

 Nel quesito 2 oltre a b) e d) aumentando la pressione si aumenta la concentrazione di AB2 se si aumenta il volume invece i reagenti.

Invece del quesito 4 pur avendo letto la teoria di ordine di reazione e velocità di reazione non ho capito minimamente il modo in cui si determina processo lento o veloce.

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LuiCap

2017-03-30 10:12

Quesito 2

Cosa significa questa frase? Qual è la domanda che poni?

"Nel quesito 2 oltre a b) e d) aumentando la pressione si aumenta la concentrazione di AB2 se si aumenta il volume invece i reagenti."

Quesito 4

Devi trattare le reazioni chimiche come le equazioni algebriche:

reagenti processo totale = reagenti processo lento + reagenti processo veloce

e

prodotti processo totale = prodotti processo lento + prodotti processo veloce

H2O2+Br-.jpg
H2O2+Br-.jpg

In un primo tempo l'acqua ossigenata in ambiente acido si riduce ad acqua ossidando lo ione bromuro ad acido ipobromoso; questa redox ha una bassa velocità di reazione.

In seguito l'acido ipobromoso in ambiente acido si riduce e si ossida contemporaneamente a bromo elementare; questa redox ha un'alta velocità di reazione.

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Nascor

2017-04-02 10:04

In questo esercizio ho pensato che il cloro reagendo in soluzione acquosa formi due sali come il cloruro di potassio e l ipoclorito di potasSio dunque il pH risultante sarà neutro.

Nella seconda richiesta invece ho inventato un po.. cioe ho ripensato alla formula della temperatura crioscopia ΔT = m (molalita) K (costante crioscopica ) i ( ioni dissociati dagli elettroliti)  essendo gli ioni dissociati dagli elettroliti nei prodottti maggiore di quella dei reagenti il  ΔT aumentava e di conseguenza la temperatura crioscopica diminuiva.

Grazie mille!

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LuiCap

2017-04-02 11:25

La reazione che avviene è:

Cl2 + 2 KOH --> KCl + KClO + H2O

Nella soluzione che si forma è presente la base debole ClO- che reagisce con acqua secondo la seguente reazione di idrolisi basica:

ClO- + H2O --> HClO + OH-

Di conseguenza il pH della soluzione finale è basico; il calcolo approssimativo è:

[OH-] = radq (Kb · Cb)

[OH-] = radq (10^-14/3,7·10^-8 · 1,7·10^-9) = 2,1·10^-8 mol/L

pH = 7,7

Nella soluzione iniziale sono presenti un tot di molecole di Cl2 e 3,4·10^-9 mol/L di ioni K+ e 3,4·10^-9 mol/L di ioni OH-.

Nella soluzione finale rimangono un tot di molecole di Cl2 minori di quelle iniziali, 3,4·10^-9 mol/L di ioni K+, 1,7·10^-9 mol/L di ioni Cl- e 1,7·10^-9 mol/L di ioni ClO-, perciò il numero complessivo di particelle che abbassano la tensione di vapore della soluzione è minore di quella iniziale.

La temperatura di gelo è maggiore di quella iniziale e il ΔT crioscopico minore.

Mi correggo, ho dormito, sorry :-(

Il Cl2 è un soluto volatile, quindi non influenza l'abbassamento della tensione di vapore della soluzione, perciò il numero totale di ioni presenti in soluzione rimane lo stesso, così come la temperatura di gelo e il ΔT crioscopico.

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Nascor

2017-04-02 12:56

La ringrazio infinitamente. Spero di essere stato ammesso all orale e di passare questo esame con tutto il cuore e devo ringraziare di cuore lei e tutto il forum perche la mia preparazione è stata aiutata moltissimo dalle vostre spiegazioni dato che il libro degli esercizi fornito risulta insufficiente per l'esame che poi il prof ci propina. Comunque In una titolazione acido debole base forte ho tracciato il grafico come quello allegato. Ho detto che ovviamente dovbiamo avere il ka della acido debole in questione per poter calcolare il pH iniziale. Poi ho detto che preso un indicatore colorimetrico con un certo kin essendo una titolazione acido debole base forte HIn sarà una base debole dunque HIN.  + OH ------> In -   + H2O dunque il pto di equivalenza si troverà quando KIn = kw/H+ ((HIn /IN -)=1) quando il rapporto della parentesi sara compreso tra 0.1 e 10 la sostanza è incolore quando è maggiore di 10 assumera un colore basico e minore di 0.1 un colore acido. 

Ho fatto un grafico dell indicatore simile a quello che ha svolto Luicap Per intenderci

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LuiCap

2017-04-02 15:04

La curva di titolazione di un acido debole 0,1 M con Ka = 10^-3 con base forte 0,1 M è corretta.

Al p.e.:

A- + H2O <--> HA + OH-

[OH-] = = radq (Kw/Ka · Cb)

[OH-] = = radq (10^-14/10^-3 · 0,1) = 1·10^-6 mol/L

pOH = 6

pH = 8

L'indicatore acido-base che si deve scegliere per questa titolazione deve avere:

pKIn = pH al p.e. = 8

Perciò l'indicatore dovrà essere un acido debole con KIn = 10^-8, in modo tale che il suo punto di viraggio coincida con il pH al p.e.:

HIn <--> H+ + In-

[HIn]/[In-] = [H+]/KIn = 1

10^-8/KIn = 1 perciò KIn = 10^-8

L'intervallo di viraggio di questo indicatore sarà pKIn ± 1; questo significa che:

a pH = 7 il rapporto [HIn]/[In-] ≥ 10 e il colore che appare sarà quello acido

a pH = 9 il rapporto [HIn]/[In-] ≤ 0,1 e il colore che appare sarà quello basico

Tra pH 7 e pH 9 l'indicatore assumerà tutte le gradazioni di colore comprese tra il colore acido e il colore basico.

Esempi

Rosso cresolo giallo pH 7,2 - pH 8,8 rosso

punto di viraggio = (7,2 + 8,8)/2 = 8,0

KIn = 10^-8

Al pH al p.e. della titolazione avremo:

[HIn]/[In-] = [H+] al p.e./KIn = 10^-8/10^-8 = 1 e il colore che appare sarà arancio

Fenolftaleina incolore pH 8,2 - pH 9,8 rosa intenso

punto di viraggio = (8,2 + 9,8)/2 = 9,0

KIn = 10^-9

Al pH al p.e. della titolazione avremo:

[HIn]/[In-] = [H+] al p.e./KIn = 10^-8/10^-9 = 10 e il colore che appare sarà incolore; per vedere una debole colorazione rosa si deve superare di pochissimo il pH al p.e.

Tutto questo discorso è sbagliato :-(

Poi ho detto che preso un indicatore colorimetrico con un certo kin essendo una titolazione acido debole base forte HIn sarà una base debole dunque HIN. + OH ------> In - + H2O dunque il pto di equivalenza si troverà quando KIn = kw/H+ ((HIn /IN -)=1) quando il rapporto della parentesi sara compreso tra 0.1 e 10 la sostanza è incolore quando è maggiore di 10 assumera un colore basico e minore di 0.1 un colore acido.

Curva di titolazione acido debole con base forte.pdf
Curva di titolazione acido debole con base forte.pdf

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Nascor

2017-04-02 15:41

Mi scusi ma l indicatore che deve avere un kIn uguale ad H e il pH =8 quindi la soluzione è basica Perché HIn é un acido debole? Non è una base debole? Cioé la mia concentrazione di H e riferita a quella della soluzione non quella iniziale

LuiCap

2017-04-02 16:35

Immaginavo questa tua perplessità ;-)

Secondo me non hai ben chiara la funzione di un indicatore.

Esso serve ad evidenziare il pH di una soluzione di per sé incolore. Quale è il pH che devi evidenziare? Quello al p.e. della titolazione di un acido debole con base forte che è uguale a 8 che corrisponde a un pOH di 6.

Il problema non è di calcolare il pH della soluzione dell'indicatore, ma di stabilire quale deve essere la Kb dell'indicatore affinché il rapporto tra la specie dissociata e quella non dissociata dell'indicatore sia uguale a 1 al pH = 8 (pOH = 6) che c'è al punto equivalente.

Se vuoi considerare l'indicatore come una debole base organica, il suo equilibrio di dissociazione in acqua è:

InOH <--> In+ + OH-

KInOH = [In+][OH-]/[InOH]

KInOH/[OH-] = [In+]/[InOH]

Per avere [In+]/[InOH] = 1

KInOH/[OH-] = 1

KInOH = 1 · 10^-6 = 10^-6

InOH è una base debole di colore b (colore basico)

In+ è l'acido coniugato alla base debole InOH di colore a (colore acido)

Se [In+]/[InOH] = 1 il colore che vediamo è intermedio fra quello acido e quello basico.

Se [In+]/[InOH] ≥ 10 il colore che vediamo è quello acido

Se [In+]/[InOH] ≤ 0,1 il colore che vediamo è quello basico

La fenolftaleina è un debole acido organico:

https://it.wikipedia.org/wiki/Fenolftaleina

in grado di rilevare pH compresi tra 8,2 e 9,8

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Nascor

2017-04-02 19:25

Ho capito l indicatore é una base o acido debolissimo quindi tu devi valutare se utilizzare un indicatore Colorimetrico rispetto ad un altro per poter valutare il pH della soluzione attraverso la sua colorazione dopo aver immesso l indicatore. La scelta dell indicatore che sia un acido o una base deve essere compiuta dopo aver esaminato il kIn e la concentrazione di H della soluzione. Poi se è un acido o una base bisogna valutarlo come è ma basta che si consideri nel giusto modo HIn /I n con tutte le premesse che abbiamo fatto.

LuiCap

2017-04-02 19:49

Detto così va già meglio ;-)

Ecco qualche appunto mio per stabilire come varia la curva di titolazione di un acido debole monoprotico con base forte in funzione della sua concentrazione iniziale e della sua Ka:

Curva di titolazione acido debole monoprotico con base forte.pdf
Curva di titolazione acido debole monoprotico con base forte.pdf

Riassumendo quanto ho già scritto su come si effettua la scelta dell'indicatore acido-base più adatto a rilevare il pH al p.e., ricordati che:

- se conosci il pH al p.e., deve essere scelto un indicatore avente pKa(HIn) = pH al p.e. ± 1 oppure pKb(InOH) = pOH al p.e. ± 1

- se conosci la pKa(HIn) o la pKb(InOH), esso può essere utilizzato per rilevare un pH al p.e = pKa(HIn) ± 1 oppure un pOH al p.e. = pKb(InOH) ± 1

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Nascor

2017-04-03 16:53

Allora in questo esercizioche innanzitutto riscrivo il rame reagisce con HNO3 in soluzione acquosa perdare Cu(NO3)2 le reazioni possibili sono

1 si legge

23Cu + 8HNO3 -----> 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O

E0 Cu2+ + 2e- <---> Cu. +0,34 si legge. Individuare la reazione termodinamica favoritacon la relativa spiegazione.

Ho pensato che Eo = 0,96 V ha potere ossidante maggiore dunque rispwtto adEo=0.78 V ossida quindi il rame come descrive la seconda reazione.

Il secondo quesito che vi propongo é un mio dubbio sulla distillazione per le soluzione che hanno deviazioni negative dalla legge di raoult. La mia soluzione ha una frazione molare xa= 0.7 e xb = 0,3 quindi stiamo a sinistra del punto massimo che equivale alla temperatura azetropica ( ovvero ad un composto AB che non è un vero composto chimico ma che ha la stessa composizione di distilato e residuo ). Se io opero una distillazione di questa soluzione ( frazione molare xa= 0.7 e xb = 0,3) come devo raffigurarlo in figura? Io lo rappresenterei con una linea verticale dentro l'orecchio sinistro bifasico liquido più vapore ( rappresentante la vaporizzazione del fluido ) ed una linea orizzontale verso il massimo ovvero verso destra rappresentante la successiva condensazione che si effettua in un generico processo di distillazione. Ho detto giusto? In allegato grafico e spiegazione del silvestroni.

S70403-184136.jpg
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LuiCap

2017-04-03 19:20

Redox

E° = 0,96 V rappresenta il potenziale di riduzione standard dell'HNO3 quando si riduce a NO

E° = 0,78 V rappresenta il potenziale di riduzione standard dell'HNO3 quando si riduce a NO2

E° = 0,34 V rappresenta il potenziale di riduzione standard dello ione Cu2+ quando si riduce a Cu

Ne deriva che l'HNO3 si comporta sempre da ossidante nei confronti di Cu.

La differenza di potenziale 1

ΔE°(1) = 0,96 - 0,34 = 0,62 V

è maggiore della differenza di potenziale 2

ΔE°(2) = 0,78 - 0,34 = 0,44 V

La variazione di energia libera per la reazione 1

3 Cu + 8 HNO3 --> 3 Cu(NO3)2 + 2 No + 4 H2O

ΔG(1) = -nFE = -6 mol e- ·96485 C/mol · 0,62 J/C = -3,6·10^5 J

è maggiore di quella per la reazione 2

Cu + 4 HNO3 --> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

ΔG(2) = -nFE = -2 mol e- ·96485 C/mol · 0,44 J/C = -8,5·10^4 J

Questo significa che la reazione 1 è termodinamicamente più favorita della reazione 2.

Azeotropo di massimo

Il diagramma è il seguente:

azeotropo di massimo.jpg
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Una soluzione di composizione xA=0,7 e xB=0,3 bolle alla TEB=punto a che si ricava quando si incontra la curva del liquido nella lente sinistra; alla stessa temperatura la composizione del vapore in equilibrio con questo liquido si ricava tracciando un segmento parallelo alle ascisse fino ad incontrare la curva del vapore (punto b). Quindi è un segmento che va verso sinistra e non verso destra :-(

Questo vapore ha una composizione xA=0,88 e xB=0,12, perciò il distillato si è arricchito del componente più volatile A, mentre il residuo si è arricchito del componente meno volatile che è l'azeotropo.

Proseguendo a distillare la temperatura di ebollizione della soluzione aumenta fino ad arrivare alla temperatura di ebollizione dell'azeotropo, cioè di una soluzione A+B a temperatura di ebollizione costante.

In altri termini, partendo dalla soluzione xA=0,7 e xB=0,3 si può ottenere come distillato una piccola quantità di A puro e come residuo l'azeotropo xA=0,4 e xB=0,6, ma mai il componente B puro.

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