ESERCIZI ESTIVI chimica analitica biochimica 4°F TE ANNO 2014-2015 ACIDI-BASI, IDROLISI SALI, TAMPONI Esercizio 1 Per preparare una soluzione 0,1 N di acido solforico (MM = 98,08 g·mol-1) quale volume di soluzione di acido solforico al 96% in peso, d = 1,84 g/mL occorre diluire a 1 litro ? Esercizio 2 Calcola quanti millilitri di una soluzione 0,268 M di HNO3 si devono aggiungere a 500 mL di una soluzione 0,500 M dello stesso acido, per ottenere una soluzione 0,440 M. Esercizio 3 L’acido nitroso è un acido debole e la sua costante di dissociazione è 4,5*10-4 moli/litro. Qual è il pH di una soluzione 2*10-1 M. Quale è la % di acido dissociato ? Esercizio 4 Si abbia una soluzione di acido monoprotico 0,05 M in cui l’acido è dissociato per il 6%. Calcolare il pH di tale soluzione, la costante di dissociazione dell’acido ed in quale volume di soluzione sono contenute 5*10-4 moli di ioni H3O+. Esercizio 5 Calcolare il pH di una soluzione ottenuta sciogliendo 250 mg di KCN in 100 ml di soluzione sapendo che la costante di dissociazione dell’acido coniugato HCN è Ka = 7,2*10-10 moli/litro. Quale è il grado di idrolisi del sale ? Esercizio 6 Calcolare il pH di una soluzione di cloruro di ammonio (NH4Cl) che contiene 5,8 g di sale in un litro di soluzione conoscendo la costante della base coniugata NH3 (Kb = 1,8*10-5 mol/litro) Esercizio 7 In 100 ml di una soluzione sono contenute 0,003 moli di acido acetico e 0,0025 moli di acetato di sodio. Qual è il pH della soluzione ? Esercizio 8 1 A 50 ml di acido acetico 0,1 M vengono aggiunti 120 mg di NaOH. Calcolare il pH della soluzione ottenuta sapendo che la Ka è uguale a 2*10-5 moli/litro. (Si assuma che l’aggiunta di base non vari il volume della soluzione). Esercizio 9 In 100 ml di una soluzione acquosa sono contenute 0,003 moli di acido acetico e 0,0025 moli di acetato di sodio. Qual è il pH della soluzione ? Esercizio 10 A 50 ml di acido acetico 0,1 M vengono aggiunti 120 mg di NaOH. Calcolare il pH della soluzione ottenuta sapendo che la Ka è uguale a 2*10-5 (l’aggiunta della base non vari il volume della soluzione). Esercizio 11 A 250 ml di una soluzione 0,05 M di acido acetico e 0,04 M di acetato di sodio vengono aggiunti 15 ml di una soluzione di idrossido di sodio 0,1 M. Qual è il pH della soluzione prima dell’aggiunta della base e dopo la sua aggiunta ? (Ka = 2*10-5 moli/l). Esercizio 12 Calcolare il pH di una soluzione ottenuta aggiungendo a 0,5 litri di ammoniaca in 10 g di HCl (KNH3 = 1,8*10-5 moli/litro). Esercizio 13 Calcolare quanti ml di una soluzione 0,10 M di acido acetico occorrono per neutralizzare analiticamente 50 ml di idrossido di sodio 0,12 M e calcolare il pH della soluzione così ottenuta (Ka dell’acido acetico = 1,8*10-5). Esercizio 14 Calcola il pH di una soluzione di ipoclorito di sodio 0,25 M. La Ka dell’acido ipocloroso è 3*10-8. Esercizio 15 Qual è la concentrazione molare di formiato di sodio (HCOONa) di una soluzione che ha pH 8,0 ? Ka acido formico HCOOH = 1,8*10-4 ? Esercizio 16 Calcola il pH di una soluzione di lattato di potassio 0,1 M. La Ka dell’acido lattico è 1,37*10-4. Calcola il pH al punto di equivalenza della titolazione di 220 ml di una soluzione di idrato di ammonio 0,10 M con HCl 0,05 M. Si consideri Kb idrato di ammonio = 1,7*10-4 2 Esercizio 17 Si mescolano 100 ml di una soluzione di acido benzoico 0,1 M con 50 ml di soluzione di NaOH 0,18 M. Quanto vale il pH finale della soluzione ? Ka acido benzoico = 6,28*10-5 ? Esercizio 18 Calcola il pH di una soluzione 0,2 M di bicarbonato di sodio (NaHCO3) . Ka1 H2CO3 = 4,45*10-7 , Ka2 = 4,69*10-11 Esercizio 19 Calcola il pH di una soluzione 0,2 M di carbonato di sodio (Na2CO3). Per l’acido carbonico abbiamo : Ka1 H2CO3 = 4,45*10-7 , Ka2 = 4,69*10-11 Esercizio 20 Calcola quanti grammi di Ca3(PO4)2 si ottengono da 200 g di Ca(OH)2 e acido fosforico in eccesso secondo la reazione (da bilanciare): Ca(OH)2+ H3PO4 ↔ Ca3(PO4)2 + H2O Esercizio 21 Si miscelano 25 g di HNO3 al 65% con 400 ml di una soluzione 1,8 M di NaOH. La soluzione viene portata a volume finale di 2 litri. Calcolare il pH finale. Esercizio 22 Si titolano 25 mL di una soluzione 0,080 M di carbonato di sodio con una soluzione 0,10 M di HCl. Calcola i valori approssimati di pH: a. prima di iniziare la titolazione; b. quando sono stati aggiunti 22 mL della soluzione titolante. (per H2CO3: Ka1 = 6*10-7; Ka2 = 10-10) Esercizio 23 Preparo una soluzione tampone con 500 ml di acido acetico 0,1M e 300 ml di acetato di sodio 0,1 M. calcolare : Preparo poi una nuova soluzione tampone con 500 ml di acido acetico 0,1 M e 500 ml di acetato di sodio 0,2 M. Determinare quale delle due soluzioni ha miglior potere tamponante calcolando per le due soluzioni : a) il pH della soluzione tampone 3 b) come varia il pH se aggiungo 50 ml di HCl 0,1M c) come varia il pH se aggiungo 50 ml di NaOH 0,1 M. 4 COMPOSTI DI COORDINAZIONE Esercizio 1 Trovare la solubilità di AgCl e di AgI in NH3 0,1 M (KsAgCl = 1,2*10-10, KsAgI = 8,3*10-17 Kf diamminoargento(I) = 1,72*107) Esercizio 2 Mescoliamo 80 ml di una soluzione acquosa di solfato di zinco (II) 0,02 M tamponata a pH = 8,00 con 70 ml di ammoniaca 0,1 M. Si forma il complesso tetraamminozinco(II). Calcolare le concentrazioni molari di tutte le specie in soluzione. Kf complesso = 1*109 Kb ammoniaca = 2*10-5 5 ELETTROLISI-PILE Esercizio 1 Trovare il poteziale di una pila a concentrazione costituita da due semicelle con soluzione di AgNO3 0,5 M e AgNO3 2 M. E0 Ag+/Ag = 0,7996 V. Esercizio 2 Per depositare elettroliticamente con una corrente di 0,350 A tutto il rame contenuto in 100 ml di soluzione acquosa, sono occorsi 12 minuti e 45 secondi. Trovare: la molarità della soluzione di rame. la quantità in g di ossigeno sviluppato all'anodo, A partire dalla molarità del rame calcolato al punto A quanto rame si deposita al catodo sempre nello stesso tempo e con la stessa corrente se efficienza catodica = 60%. Esercizio 3 Spiegare che cos’è la pila Daniell e come funziona Esercizio 4 Trovare il potenziale redox presentato da un elettrodo inerte immerso in soluzioni costituite da : Cr2O72- (0,10 M), Cr3+ (0,25 M) a pH = 1,5. E0 Cr2O72-, H+/ Cr3+ = 1,33 V Esercizio 5 Trovare la f.e.m. della seguente pila Ag, AgCl | Cl- (2*10-2 M) || Cl- (1,5*10-2 M) | Hg2Cl2, Hg E0 Ag+/Ag = 0,7996 V E0 Hg22+/Hg = 0,792 V KsAgCl = 1,2*10-10 KsHg2Cl2 = 1,3*10-18 Esercizio 6 Spiegare il principio di funzionamento di un elettrodo a calomelano saturo ed esprimere il valore del potenziale di elettrodo ad esso relativo. 6 Esercizio 7 E’ possibile ossidare quantitativamente una soluzione di ioduro ferroso (1,0*10-2 M) con I2. Trovare la concentrazione dello ione Fe3+ all’equilibrio. E0 Fe3+/Fe2+ = 0,771 V E0 I2/I- = 0,536 V Esercizio 8 Per elettrolisi di una soluzione di bicarbonato di sodio si ha sviluppo di idrogeno al catodo e di ossigeno all’anodo. Calcolare i volumi di idrogeno e di ossigeno che si ottengono in condizioni normali in un’ora di elettrolisi con una corrente applicata costante di 10 Ampere. Esercizio 9 Trovare il pH di una soluzione di acido acetico sapendo che un elettrodo a idrogeno (Pressione H2 0 1,0 atm) immerso in questa soluzione presenta un potenziale di -0,171 V. 7