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Dr. Davide Tessaro FONDAMENTI DI CHIMICA Prima Prova in Itinere AA 2016/17 IMPORTANTE: indicare per esteso, in maniera ordinata, il procedimento seguito per arrivare al risultato. Non limitarsi a dare la soluzione. 1) Una bombola contiene 12,0 mol di un gas misurati a 28,0 atm e a 20°C, ed è dotata di una valvola di sicurezza che permette di dare sfogo verso l’esterno al gas se la sua pressione supera le 40,0 atm. Nel caso in cui la bombola venga scaldata a 190°C, calcolare se la valvola di sicurezza entra in funzione e, se sì, quante moli di gas vengono espulse. [3 punti ] V (bombola) 12,0 * 0,0820 * 293 / 28,0 = 10,3 L p finale 12,0 * 0,0820 * 463 / 10,3 = 44,2 atm La valvola di sicurezza entra in funzione, sfogando le 4,20 atm in eccesso n eccesso 4,20 * 10,6 / (0,0820 * 463) = 1,14 mol 2) Il carburo di magnesio (MgC2) può reagire con acqua a dare acetilene (C2H2) e idrossido di magnesio. A partire da 125 g di carburo di magnesio, sono stati ottenuti 33,6 g di acetilene: calcolare la resa percentuale della reazione. [3 punti ] MgC2 + 2 H2O → C2H2 + Mg(OH)2 MM (MgC2) 24,3 + 12,0 * 2 = 48,3 g/mol n (MgC2) 125 / 48,3 = 2,59 mol n (C2H2)teor 2,59 mol MM (C2H2) 12,0 * 2 + 2 * 1,01 = 26,0 g/mol m (C2H2)teor 2,59 * 26,0 = 67,3 g resa 33,6 / 67,3 = 49,9 % 3) Determinare la forma e l’ibridazione dell’atomo centrale delle seguenti molecole: COF2, PO33-, C3H5+ (per quest’ultima descrivere geometria ed ibridazione solo del C al centro della molecola). [3 punti ] O

O P

C F

F

trigonale planare, sp2

O

O

piramide trigonale, sp3

H H

H

C

H

H

C

H

C

C

C

C

H

H

H

H

trigonale planare, sp2

4) Stabillire se le du ue formule di struttur a seguenti individuan no o no lo sttesso comp posto: F

H C

H

F

C

F C

F

H

C H [3 puunti ]

Come evidenziatoo anche dallla teoria dell legame di valenza, no on vi è liberaa rotazione sul doppio legame tra i due C (si perderebbe la sovrrapposizion ne tra gli orb bitali p dei ddue carbonii). Di consegguenza, le due d strutturee individuanno due moleecole diversse. 5) Stabillire quale massa m di an nidride carb bonica vien ne prodotta a per scaldaare 10,0 g di d acqua di 10,0°C C tramite laa combustiione del’etaano (C2H6, g); g consideerare liquidda l’acqua prodotta p dalla rreazione. [3 punti ] C2H6 ((g) + 7/2 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) ΔcH° ((C2H6) 2 * (-393,5) + 3 * ((-285,9) – (--84,7) = -1˙560 kJ/mool 10,0 * 10,0 * 4,18 = 418 J q 0,418 / 1˙560 n (C2H6) 1 = 0,2268 mmol n (CO2) 2 * 0,26 68 = 0,536 m mmol m (CO O2) 0,536 * 44,0 = 23,,6 mg 6) Spiegaare quandoo l’entalpia a di formaziione di una a sostanza chimica c è uuguale a zerro. [3 punti ] Quanddo si tratta di d un elemen nto nel suo stato standaard. 7) Interp pretare il leegame dello o ione B22- ttramite il modello m deg gli orbitali molecolarii. [3 punti ]

O.L L.: (6-2)/2 = 2 C’èè un doppio legame traa i due ato omi di boro

8) Metteere in ordin ne di volum me decrescen nte i seguen nti ioni: Sr2+, I-, Kr, B Br- [3 puntti ] 2 Bisognna guardaree la configurrazione eletttronica: Sr2+ , Kr e Br- sono isoeletttronici ([Ar]44s23d104p6), mentre I- è dello stratoo successivo o ([Xe]); qu uest’ultimo ssarà, dunqu ue, il più

grande. Per gli altri, il volume dipenderà dalla carica nucleare: più questa sarà elevata, più la nube elettronica sarà contratta. Di conseguenza, l’ordine decrescente sarà: I-, Br-, Kr, Sr2+. 9) Una sostanza contiene un elemento incognito E insieme ad idrogeno ed ossigeno. Sapendo che: • la massa molare della sostanza è 178,0 Da • ci sono in tutto 11 atomi in ogni molecola della sostanza • l’elemento E rappresenta il 35,96 % della massa ed il 18,18 % degli atomi della sostanza …stabilire la formula molecolare della sostanza e l’identità di E. [3 punti ] Atomi (E) 0,1818 * 11 = 2,00 Massa (E) 0,3596 * 178,0 = 64,0 MA (E) 64,0 / 2 = 32,0, che corrisponde allo zolfo (S) Dunque, la sostanza ha formula del tipo HxS2Oy. x * 1,01 + y * 16,0 = 114,0 MM (HxS2Oy) x * 1,01 + 64,0 + y * 16,0 = 178,0 Bilancio atomi x + 2 + y = 11 x+y=9 Combinando le due equazioni: x * 1,01 + (9 – x) * 16 = 114,0 x * 1,01 + 144 – x * 16 = 114,0 15 * x = 30 x=2 y=7 La sostanza ha formula H2S2O7. 10) Lo zinco ha massa atomica uguale a 65,38 g/mol. Dire, giustificando la risposta, se questo implica che tutti, alcuni, o nessun atomo di zinco ha tale massa. [3 punti ] Poiché un atomo di un qualsiasi elemento ha una MA che è sempre vicina all’intero (vedi slides di lezione), nessun atomo di Zn avrà una massa di 65,38 g/mol. Tale numero rappresenterà la media pesata delle masse atomiche degli isotopi naturali dello zinco.