Formulari, i passaggi chiave del metodo per ogni argomento e 14 esercizi, con le soluzioni complete in fondo.
12 g di CH4 e 16 g di O2 reagiscono secondo CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Quale massa m di H2O si può formare?
Nella reazione 2Na + Cl2 → 2NaCl, 6 g di Na reagiscono completamente (gli altri reagenti in eccesso) e si raccolgono 12,96 g di NaCl. Trova la resa percentuale Y.
Ti servono 1000 mL di soluzione 0,4 mol/L e hai una soluzione madre 1,5 mol/L. Quale volume V1 di soluzione madre ti serve?
300 mL di una soluzione 0,2 mol/L vengono mescolati con 100 mL di una soluzione 0,6 mol/L della stessa sostanza. Trova la concentrazione c della miscela (i volumi sono additivi).
Quale volume V occupano 400 g di CO₂ a 650 kPa e 40 °C? Trattalo come gas ideale.
Trova la densità ρ di He a 700 kPa e 50 °C, trattandolo come gas ideale.
Un blocco di ferro da 150 g (c = 0,449 J/(g·°C)) a 180 °C viene immerso in 250 g di acqua (c = 4,18 J/(g·°C)) a 17 °C in un recipiente isolato. Trova la temperatura finale Tf.
Usa le entalpie standard di formazione per trovare il calore q liberato quando 25 g di C2H5OH (M = 46,07 g/mol) bruciano completamente: C2H5OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Dai q come numero positivo.
0,5 mol/L di H₂ e 0,5 mol/L di I₂ vengono messi in un recipiente e reagiscono: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, con Kc = 25. Trova la concentrazione all’equilibrio [H2].
PCl₅ si decompone: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, con Kc = 0,01 alla temperatura di reazione. Un recipiente contiene all’inizio solo 0,4 mol/L di PCl₅. Trova la concentrazione all’equilibrio [PCl5].
Trova il pH pH di una soluzione 0,1 mol/L di acido formico (Ka = 0,00018).
Un tampone contiene 0,1 mol/L di acido acetico e 0,8 mol/L del suo sale sodico. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Trova il pH pH del tampone.
Una reazione con legge cinetica −rA = k·CA² ha k = 0,05 L/(mol·min) e parte da 1,5 mol/L. Trova la concentrazione CA dopo 30 min.
Due esperimenti misurano la velocità iniziale di A → prodotti. Con CA0 = 0,25 mol/L la velocità è 0,008 mol/(L·s); con CA0 = 0,75 mol/L è 0,216 mol/(L·s). Trova l’ordine di reazione n rispetto ad A.
Risposta: m = 9,01 g
Stechiometria: un'equazione bilanciata conta particelle, non grammi. Converti la massa in moli con n = m/M, usa i coefficienti dell'equazione come rapporto molare, poi torna alla massa con m = n·M. Con due reagenti, il reagente limitante è quello che si esaurisce per primo e fissa quanto prodotto si forma.
Risposta: Y = 84,97 %
Stechiometria: un'equazione bilanciata conta particelle, non grammi. Converti la massa in moli con n = m/M, usa i coefficienti dell'equazione come rapporto molare, poi torna alla massa con m = n·M. Con due reagenti, il reagente limitante è quello che si esaurisce per primo e fissa quanto prodotto si forma.
Risposta: V1 = 266,7 mL
Molarità: concentrazione c = n/V in mol/L, con n = m/M. Diluendo si aggiunge solvente ma non soluto, quindi il numero di moli resta lo stesso: c₁·V₁ = c₂·V₂. Quando si mescolano due soluzioni dello stesso soluto, le moli si sommano e così anche i volumi.
Risposta: c = 0,3 mol/L
Molarità: concentrazione c = n/V in mol/L, con n = m/M. Diluendo si aggiunge solvente ma non soluto, quindi il numero di moli resta lo stesso: c₁·V₁ = c₂·V₂. Quando si mescolano due soluzioni dello stesso soluto, le moli si sommano e così anche i volumi.
Risposta: V = 36,4 L
Legge dei gas ideali: PV = nRT, con n = m/M.
Risposta: ρ = 1,043 kg/m³
Densità di un gas ideale: ρ = PM/(RT).
Risposta: Tf = 26,87 °C
Calore ed entalpia: riscaldare una sostanza richiede q = m·c·ΔT. In un calorimetro il calore ceduto dal corpo caldo è uguale al calore assorbito da quello freddo. La variazione di entalpia di una reazione si ricava dalle entalpie di formazione: ΔH° = ΣΔH°f(prodotti) − ΣΔH°f(reagenti), ciascuna moltiplicata per il proprio coefficiente.
Risposta: q = 741,6 kJ
Calore ed entalpia: riscaldare una sostanza richiede q = m·c·ΔT. In un calorimetro il calore ceduto dal corpo caldo è uguale al calore assorbito da quello freddo. La variazione di entalpia di una reazione si ricava dalle entalpie di formazione: ΔH° = ΣΔH°f(prodotti) − ΣΔH°f(reagenti), ciascuna moltiplicata per il proprio coefficiente.
Risposta: [H2] = 0,1429 mol/L
Equilibrio chimico: per aA + bB ⇌ cC + dD, la costante di equilibrio è Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con le concentrazioni all’equilibrio. Una tabella ICE (Iniziale, Variazione, Equilibrio) collega le quantità iniziali a quelle all’equilibrio tramite un’unica incognita x, moltiplicata per i coefficienti.
Risposta: [PCl5] = 0,3416 mol/L
Equilibrio chimico: per aA + bB ⇌ cC + dD, la costante di equilibrio è Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con le concentrazioni all’equilibrio. Una tabella ICE (Iniziale, Variazione, Equilibrio) collega le quantità iniziali a quelle all’equilibrio tramite un’unica incognita x, moltiplicata per i coefficienti.
Risposta: pH = 2,382
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] e pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Acidi e basi forti si ionizzano completamente. Un acido debole solo in parte: Ka = x²/(c − x), dove x = [H₃O⁺]. Un tampone di un acido debole e della sua base coniugata segue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
HA ⇌ H⁺ + A⁻: si ionizzano x mol/L di acido.
Risposta: pH = 5,648
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] e pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Acidi e basi forti si ionizzano completamente. Un acido debole solo in parte: Ka = x²/(c − x), dove x = [H₃O⁺]. Un tampone di un acido debole e della sua base coniugata segue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Risposta: CA = 0,4615 mol/L
Velocità di reazione: per una reazione del primo ordine −dC/dt = kC, quindi C = C₀·e−kt e il tempo di dimezzamento ln 2/k non dipende dalla concentrazione. Per una reazione del secondo ordine 1/C = 1/C₀ + kt. La costante cinetica aumenta con la temperatura secondo Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
Risposta: n = 3
Metodo delle velocità iniziali: per r = k·Cⁿ, confrontando due prove che differiscono solo per la concentrazione iniziale si elimina k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Raddoppiando C la velocità raddoppia per il primo ordine e quadruplica per il secondo ordine.
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