Soluzioni e svolgimento della prova per l'esame di chimica generale

chimica

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 1C

H₂O₂ O₂ + 2H⁺ + 2e

1C

Reazione totale:

K₂MnO₄ + H₂O₂ + 2H⁺ O₂ + MnO₂ + 2K⁺ + 2H₂O

b)

g di MnO₂ = 70 C = 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

Fe + 4Fe₂O₃ 3Fe₃O₄ Reazione bilanciata!!

DG^°_REAZIONE = 3 (-1015) - 4 (-742) = -77Kj mole^-1

Essendo il DG^° della reazione considerata minore di zero, possiamo dire che la reazione è favorita rispetto alla formazione di Fe₃O₄.

H₂ + I₂ 2HI

Concentrazioni all' equilibrio:

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

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.

[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

DFEM = 0.401 - 0.391 = 0.01 V.