Esercizio di termochimica

[Erich]

Buongiorno,
sto risolvendo vecchie simulazioni dell'esame di chimica del mio professore, le quali sono senza soluzione. Vorrei chiedere se poteste suggerirmi scorciatoie o strade diverse per affrontare i due problemi ed eventualmente correggere gli errori.
Grazie in anticipo


1. Considerare la reazione di decomposizione termica del carbonato di calcio (solido) in ossido di calcio (solido) e anidride carbonica (gas).
    Se si decompongono 0.77 kg di carbonato di calcio:
  a)quale è la variazione di entalpia (a 25°C e 1 atm) ?
  b)quale è la variazione di energia interna (a 25°C e 1 atm) ?

TENTATIVO DI SOLUZIONE

CaCO3 (s) - CaO (s) + CO2 (g)

massa carbonato = 0.77kg = 0.77 *10^-3 g
moli carbonato = massa / massa molare = 0.77*10^-3 / 100 = 7.7*10^-6 mol

constatando che la reazione è bilanciata, quindi il rapporto delle moli è 1:1

"delta" = D
DH = DH prodotti - DH reagenti =
     = n*DH° - n*DH1° - n*DH2° =
     = 7.7*10^-6 (-1207 + 635.1 + 393.5) = -1.37*10^-3 kJ = -1.37 J

a pressione costante:
DU = DH +nRT = -1.37 + 7.7*10^-6 * 8.3 * 298 = -1.35 J


2. Una soluzione di ipoclorito di sodio, preparata a 25°C addizionando abbastanza acqua per ottenere 2L di soluzione, ha un pH di 10.5.
   a) Sapendo che la Kb dello ione ipoclorito è 3,3*10^-7, calcolando quanti grammi di ipoclorito di sodio sono stati aggiunti all'acqua .
   b) Scrivere il nome e la formula dell'acido coniugato dello ione ipoclorito
   c) Calcolare a Ka dell'acido individuato al punto (b)


TENTATIVO DI SOLUZIONE

NaClO

pOH = 14 - pH = 3.5

pOH = 3.5 = - Log(√(Kb * n/V)) = -Log(√(3.3*10^-7 * n/2))

10^-3.5 = √(3.3*10^-7 * n/2)

n= 10^-7 * 2 / 3.3*10^-7 =0.6 mol

m = n*MM = 0.6 * 74.44 = 44.664 g

{il punto B e conseguentemente il C, mi hanno creato un po' di problemi}

Na(+) + ClO(-)
NaOH + HClO 
idrossido di sodio + acido ipocloroso

Ka = Kw / Kb = 3*10^-8

Grazie comunque.
Cordiali saluti

[LuiCap]

Nel primo esercizio hai sbagliato il segno algebrico del ΔH di reazione:

ΔH = 7,69·10^-6 mol · [(-635,09 - 393,51) - (-1207,1)] kJ/mol = 1,37·10^-3 kJ

Hai sbagliato anche la formula per il calcolo della variazione di energia interna a pressione costante:

ΔH = ΔU +Δn(RT)
da cui:
ΔU = ΔH - Δn(RT)
ΔU = 1,37 J - 7,69·10^-6 mol · 8,3145 J K^-1 mol^-1 ·298 K = 1,35 J

Il secondo esercizio è corretto.
La specie basica è lo ione ipoclorito; per identificare l'acido coniugato è sufficiente aggiungere un protone.
ClO- + H2O HClO + OH-
base debole.........acido debole coniugato