4. 100 g esatti di una certa soluzione contengono 10 g di NaCl. La densità della soluzione è di 1.071 g/ml. Qual'è la molalità e la molarità di NaCl? d = 1,071 g/ml m=? M=? Consideriamo esattamente 100 g di soluzione che contengono 10 g di NaCl Il volume sarà : d m 100 ;V 93,37ml V 1,071 10 moli soluto 58,5 m 0 ,189 molale Kg solvente 90 10 3 10 moli soluto 58,5 M 0,183 Molare V ( soluzione ) 93,37 10 3 5. Il punto di ebollizione di una soluzione di 0.402 g di naftalene C10H8, in 26.6 g di cloroformio è di 0.455°C più elevato del cloroformio puro. Qual'è la costante di innalzamento del punto di ebollizione molale del cloroformio? Soluto C10H8 0,402 g Solvente CHCl3 26,6 g ΔT = 0,455 °C ΔT = Kb·m Kb ΔT ; m m moli soluto Kg solvente 0,402 m 128 3 0,118 moli 26,6 10 Kb ΔT 0,455 C 3,85 m 0,118 mole 6. La pressione di vapore di una soluzione acquosa diluita è di 23.45 mm a 25°C, mentre la pressione di vapore dell'acqua pura a questa temperatura è 23.76 mm. Si calcoli la concentrazione molale del soluto e si usi per l'acqua il valore di Kb riportato nella tabella per prevedere il punto di ebollizione della soluzione P1 = 23,45 mm P°1 = 23,76 mm T= 25 °C ΔP1= P°1 –P1 = 0,31 mm P1 = P°1 χ1 ΔP1 = P°1 χ2 P1 P1 χ 1 n1 ΔP1 P1 χ 2 n 2 ΔP1 P1 n2 n1 n 2 Possiamo considerare n1 = 1000/18 = 55,55 (soluzione diluita) n 2 n1 ΔP1 55,55 0,31 0,734 moli P1 23,45 ΔT K b m 0,51 0,734 0,374 C 1 Tf = 100 + ΔT = 100,374 °C 7. Quale peso di glicole etilenico, C2H6O2, deve essere contenuto in ogni 1000 g di soluzione acquosa per abbassare il punto di congelamento a -10°C? ΔT= -10 °C Kf= 1,86 °C/mole ΔT = Kf m ; m = moli/Peso solvente (Kg) ΔT 10 m 5,37 molale K f 1,86 moli g Pm g = Pm·moli=(2·12 + 6·1+2·16) 5,37 = 332,94 g 8. Se si sciolgono 120 mg si zolfo in 20.0 g di naftalene, la soluzione risultante congela a una temperatura di 1.28°C più bassa del naftalene puro. Qual è il peso molecolare dello zolfo? Kf = 6,8 °C/molale ; Kf = Kc S 120 mg Naftalene 20,0 g ΔT = 1,28 °C ΔT = Kf m m ΔT 1,28 0,188 molale Kf 6,8 m moli Kg solvente moli = m · Kg(solvente) = 0,188 ·20·10-3 = 0,00376 moli g moli ; Pm g 120 103 Pm 32 moli 0,00376 9. La costante di abbassamento del punto di congelamento del cloruro mercurico, HgCl2, è 34.3. Per una soluzione di 0.849 g di cloruro mercuroso (formula empirica HgCl) in 50 g di HgCl2, l'abbassamento del punto di congelamento è 1.24°C. Qual'è il peso molecolare del cloruro mercuroso in questa soluzione? Qual è la sua formula molecolare? HgCl2 Kf = 34,3 °C/molale 0,849 g di HgCl in 50 g di HgCl2 ΔT = 1,240 °C ΔT = Kf m m ΔT 1,24 0,036 molale K f 34,3 m moli Kg solvente moli = m ·Kg(solv.) = 0,036·0,05 = 0,0018 moli moli g ; Pm Pm g 0,849 471,67 moli 0,0018 Formula empirica Pm = 200,5+35,5 = 236 471,67 1,998 2 236 Formula molecolare : Hg2Cl2 10. Dieci litri di aria secca furono fatti gorgogliare lentamente attraverso acqua liquida a 20°C, e la perdita di peso osservata del liquido fu di 0.172 g. Ammettendo che nell'esperimento si siano formati 10 litri di vapore acqueo saturo, si calcoli la pressione di vapore dell'acqua a 20°C. V = 10 litri Peso liquido evaporato = 0,172 g L’ acqua passata in fase vapore si comporta come un gas ideale, quindi si può applicare l’equazione dei gas ideali: PV = nRT 0,172 0,082 (273 20) nRT 18 Pvapore 0,0229 atm V 10 In mm di Hg Pvapore = 760 · 0,0229 = 17,44 mm 11. L'etanolo e il metanolo formano una soluzione che è quasi ideale. La pressione di vapore dell'etanolo è 44.5 mm e quella del metanolo è 88.7 a 20°C. (a) Si calcolino le frazioni molari del metanolo e dell'etanolo in una soluzione ottenuta mescolando 60 g di etanolo con 40 g di metanolo. (b) Si calcolino le pressioni parziali e la pressione di vapore totale di questa soluzione e la frazione molare di etanolo nel vapore. Etanolo C2H6O 60 g; Pm= 46 Metanolo CH4O 40 g; Pm = 32 P°E = 44,5 mm P°M = 88,7 mm A 20 °C 60 1,304 moli 43 40 nM 1,25 moli 32 nE nT = nE + nM = 1,304 + 1,25 = 2,554 moli 1,304 0,51 2,554 1,25 χM 0,49 2,554 χE PE = P°E χE = 44,5· 0,51 = 22,695 mm PM = P°M χM = 88,7· 0,49 = 43,463 mm PT = PE + PM = 22,695 + 43,463 = 66,158 mm Per le frazione nella fase vapore applichiamo la legge di Dalton: χ EV χ MV PE 22,695 0,343 PT 66,158 PE M PT 43,463 0,657 66,158 Binomio di Van’t Hoff i) f) BbAa n° n°(1-α) = bB + aA b n° α a n°α Il numero di moli totali all’equilibrio sono: Nt = nBbAa + nB + nA = n°(1-α) + b n° α + a n°α = n° [1-α ( b + a -1 ) ] = n° [1 + α (υ – 1) ] = n° i con υ = a + b ; i = 1 + α ( υ – 1) (binomio di Van’t Hoff) Un elettrolita debole di formula B3A si dissocia negli ioni B+ e A3- secondo l’equilibrio B3A = 3 B+ + A3Calcolare il grado di dissociazione sapendo che avendo sciolto 0,10 moli di composto in 0,50 l di una soluzione le moli di A3- sono 0,02. Concentrazione dell’elettrolita: Ci = 0,1/0,5 = 0,20 M [A3-] = 0,02/0,5 = 0,04 M i) f) B3A = Ci Ci(1-α) 3 B+ 3Ciα + A3Ciα [A3-] = 0,04 M = Ciα ; α = 0,04/Ci = 0,04/0,20 = 0,20 Calcolare la pressione osmotica a 25 °C di una soluzione ottenuta sciogliendo 0,60 g di acido acetico e 0,82 g di acetato di sodio in 360 ml di acqua. La densità della soluzione è 1,06 g/ml e il grado di dissociazione dell’ acido acetico è α = 6,2 10-4 CH3COONa > CH3COO- + Na+ CH3COOH = CH3COO- + H+