Ingegneria


 

Prova scritta d'esame Ingegneria a Napoli!

    

 

        Prova scritta di Chimica a Ingegneria Gestionale a Napoli del 17-03-10

              

1) In un recipiente di volume V, alla temperatura T, è presente una miscela gassosa costituita da CH4 e H2S. Tra essi avviene la seguente reazione:

                                     CH4 + H2S → CS2 + H2

Sapendo che la pressione iniziale vale 3 atm, mentre la pressione finale vale 4 atm, 

e H2S è il reagente in difetto, si calcoli la composizione della miscela iniziale.

 

a stesse V e T , c'è proporzionalità tra n e p => puoi fare tabella anche con p:

              

    1CH4 + 2H2S → 1CS2 +  4H2

          x    +    y

pi  _|__3 atm__|_____--_____--    

 

pf  x - y/2     dif.          y/2       2y

    |_______4 atm____________|

 

hai 2 equazioni

trovate x e y ovvero le p parziali iniziali , trovi anche le frazioni molari con legge Dalton

 

 

 


 

 

2) Lo iodio reagisce in ambiente acido secondo la seguente reazione:

                I2 → I- + IO3- 

Si calcoli la massa di I2 da solubilizzare in 800 ml di acqua, per avere una concentrazione 0,100 M di ioni IO3- .

 

Dismutazione lo iodio si ox da 0 a +5 ( 5e-)

e contemporaneamente si riduce a -1 (1e-)

quindi moltiplichi per 1 e per 5, poi a sx metti 3 affinché siano 6 I anche a sx.

bilancio cariche: a sx 0 cariche, a dx 6 cariche -, e quindi metti a dx 6H+ e poi 3H2O a sx:

3I2 +3H2O→ 5I- + 1IO3- + 6H+

per ottenere 0,1 M IO3-, devi partire da 0,3 M di I2 ∙ 0,8 L = n I2 ∙ PM I2 = g

 

 

 

 

 

 

 Solubilità = concentrazione max nella soluzione satura:

3)Un volume pari a 500ml di una soluzione di CaCl2 0,4 M ha una densità di 1,118 g/ml. Determinare la massa di acqua che deve essere allontanata per ottenere 1,5 g di corpo di fondo, sapendo che la solubilità di  CaClin acqua è pari al 23% in peso, rispetto alla massa totale di soluzione.

0,4 n CaCl2 in 1 L soluzione => 0,2 n CaCl2 in 500 ml soluzione

Dalla densità 1 L soluzione corrisponde a 1118 g soluzione =>

500 ml soluzione = 1118/2 =559 g soluzione

cioè abbiamo 0,2 n PM111=22,2g CaCl2 in 559 g soluzione

 

si vuole che 1,5 g CaCl2 precipitino

22,2 -1,5 = 20,7 g vogliamo che rimangano sciolti

la solubilità 23% peso ci dice che al max 23 g di CaCl2 possono stare disciolti in 100 g soluzione =>

23 g di CaCl2 : 100g soluzione = 20,7 g di CaCl2 : g soluzione

 

g soluzione = 90 g da che ne erano 559 g soluzione => dobbiamo togliere 559-90=

469 g H2O

 

 

 



 

4) Una soluzione acquosa  5,8∙10-3 m di NaOH ha lo stesso abbassamento crioscopico di una soluzione acquosa 0,0100 M di un acido debole HX.

Si calcolino il pH della soluzione dell'acido, 

e il valore della costante di dissociazione acida di HX

( assumere, per semplicità, in questo esercizio, che molarità = molalità )

 

 

Questo è un confronto tra un soluto elettrolita forte,

cioè che si dissocia completamente in ioni in soluzione (la base forte NaOH),

ed un soluto elettrolita debole (l'acido debole HX),

ai fini del loro comportamento riguardo una proprietà colligativa

( qui l'abbassamento crioscopico );

ovvero le proprietà colligative delle soluzioni sono così dette

( dal greco còlligo = io raccolgo ), perché dipendono solo dal numero

( inteso come molalità, frazione molare, molarità...) delle particelle di soluto

che si possono “raccogliere”.

 

Ovvero per la base forte NaOH, visto che si dissocia completamente

secondo la reazione 1NaOH  --->   1Na+  +  1OH-,

il n° totale di ioni che si possono “raccogliere”, sarà = m ∙ y(2) 

ove y è l'indice di Van t'Off, cioè il n° di ioni in cui il soluto elettrolita forte

si dissocia [se fosse stato Ca(OH)2 → 1Ca2+ 2OHy = 3...]

 

Mentre per l'acido debole HX, si ha un n° totale di particelle all'equilibrio

( visto che si dissocia secondo una “freccia doppia”)...

 

Cioè;

per NaOH:  ΔTcr =  Kcr ∙ m ∙ y = Kcr ∙ 5,8∙10-3 m∙ 2  = Kcr ∙ 0,0116m

tale  ΔTcr deve coincidere con quello della soluz. 0,01 m di HX

ovvero,

dato che Kcr sempre quella è, NaOH e HX hanno in comune la m totale 0,0116,

che nel caso di NaOH è una “m ionica”, mentre per HX è una  “m tot all'equilibrio”:

 

 

infatti, per HX, acido debole, si ha il seguente equilibrio di dissociazione:

 

_________HX___+____H2O__<=>__X-__+__H3O+

 

Mi=mi___0,01___________________--_______--

 

Meq=meq_0,01-x__________________x_______x

 

m tot equilibrio = 0,01-x+x+x = 0,01+x = 0,0116

 

da cui x = 0,0016 = [H3O+]eq  quindi pH = -log 0,0016 = 2,79.

 

Ka di HA = 0,00162 / 0,01-0,0016  =....

 

 

 

 

 

 

5) COCl2 è posto in un recipiente del volume di 5 litri e la temperatura è portata a 800°C.

Quando si è stabilito l'equilibrio della reazione:

                                      COCl2  <=> CO + Cl2

la pressione totale nel recipiente è 5,40 atm, e si sono formati 5,20 g di Cl2.

Calcolare la massa iniziale di COCl2 e la costante di equilibrio.

 

 

 

 

____1COCl2  <=> 1CO + 1Cl2

pi  ___pi?_________--____--

 

peq _pi-x___________x____x la trovi dai 5,20g /PM Cl2 = n le metti nella PV=nRT

      |_____Ptot eq= 5,4atm___|                                           e trovi la x= p eq  Cl2

 

trovi pi e Kp...   


 

  21/03/10                                                                                             Prof.Antonella Mazzone

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