Esame di chimica generale e inorganica - Soluzioni

Roma 22/03/2000 Soluzioni e svolgimento della prova per l'esame di chimica generale ed inorganica e laboratorio di chimica generale ed inorganica : 4-09-1996 1.a) Semireazioni: 4H+ + MnO4 2- + 2e MnO2 + 2H2O 1? H2O2 O2 + 2H+ + 2e 1? Reazione totale: K2MnO4 + H2O2 + 2H+ O2 + MnO2 + 2K+ + 2H2O b) g di MnO2 = 70 ? 1.40 = 0.98 100 n°moli MnO2 = 0.98 = 8.23 10-3 P.M. MnO2 Essendo le moli di MnO2 uguali a quelle di O2 come si vede dalla reazione scritta sopra, possiamo direttamente ricavare il volume di ossigeno dall' equazione di stato dei gas: PV=nRT V=nRT/P Vdi O2= 8.23 10-3RT/P= 0.2L= 200mL 2. Fe + 4Fe2O3 3Fe3O4 Reazione bilanciata!! ?G°REAZIONE = 3 (-1015) - 4 (-742) = -77Kj mole-1 Essendo il ?G° della reazione considerata minore di zero, possiamo dire che la reazione è favorita rispetto alla formazione di Fe3O4. 3. H2 + I2 2HI Concentrazioni all' equilibrio: 0.40; 0.40; 0.40 Kc = (0.40)2/ (0.40)2 = 1 Essendo le moli finali di HI 0.46 possiamo possiamo subito calcolarne la variazione: moli HI = 0.46 - 0.40 =0.06 Essendo la concentrazione di HI il doppio rispetto a H2 e I2 possiamo dire che la variazione di moli per queste due specie è di 0.03 moli in meno: moli H2 = 0.40 - 0.03 = 0.37 moli I2 = 0.40 - 0.03 = 0.37 Alla variazione di moli di H2 però dobbiamo aggiungere un'altra incognita che rappresenta le moli aggiunte e la chiamiamo Y. Perciò l'equazione della Kc diventa del tipo: Kc = (0.46)2/(0.37+ y) 0.37 Andando a sostituire otteniamo: (0.37 + y) 0.37 1 = 0.2116 y = 0.2116 - 0.1369/0.37 = 0.18moli 4. NH3+ H2O NH4+ + OH- pOH = 14 - pH = 3 [OH-] = 10-3 0.1 = 10-4 A questo punto avremo le seguenti concentrazioni: 0.01; X; 10-4; 10-4 perciò possiamo trovare la X così 0.01 - X = 10-4 X = 0.01 - 10-4 = 9.9 10-3moli. 5. [Ag+] = 0.1 M E°destra = 0.059/1 log 0.1 = -0.059 V Avendo nel semielemento di sinistra due sali in soluzione dobbiamo considerare le due reazioni di dissociazione: AgCl Ag+ + Cl- KCl K+ + Cl- In soluzione quindi avremo una concentrazione di ioni Cl- che corrisponde a 0.01+X. L'espressione del prodotto di solubilità è: Ks = s (0.01+ X) Andando a sostituire otteniamo: 1.6 10-10 = s (0.01) La X può essere trascurata in quanto molto piccola rispetto a 0.01. s = 1.6 10-10/0.01 = 1.6 10-8 questo valore corrisponde alla concentrazione di ioni Ag+ nel semielemento di sinistra. E°sinistra = 0.059/1 log 1.6 10-8 = - 0.45 V FEM1 = -0.059 - (- 0.45) = 0.39 V Per calcolare la 2° FEM eseguiamo lo stesso procedimento variando però la concentrazione di KCl da 0.01 a 0.1. Ks = s (0.1 + x) 1.6 10-10 = s 0.1 s = 1.6 10-10/0.1 = 1.6 10-9 E°sinistra = 0.059/1 log 1.6 10-9 = - 0.46 V FEM2 = -0.059 - (- 0.46) = 0.401 V ?FEM = 0.401 - 0.391 = 0.01 V.