Riassunto chimica sulle moli, Summaries of Mathematics

Download Riassunto chimica sulle moli and more Summaries Mathematics in PDF only on Docsity! Chimica riassunto 5 ENERGIA: è la capacità di esercitare un lavoro ( 1 kJ= 105 J) L’energia di legame è una misura dell’intesità del legame covalente Nel corso di una reazione chimica vengono rotti alcuni legami e ne vengono formati di nuovi. Bisogna investire energia per rompere i legami nei reagenti, mentre ne viene liberata quando i legami si formano dando luogo ai prodotti. Il bilancio tra energia che viene investita ed energia che viene liberata rappresenta l’energia di reazione L’energia non può venire né creata né distrutta L’energia può venire scambiata con l’ambiente sotto forma di calore, luce, energia meccanica o energia elettrica. L’energia interna (E oU) È la somma delle energie di tutte le singole particelle che costituiscono il sistema in esame La variazione di energia È relazionata alla variazione di temperatura I radicali specie chimiche aventi un numero dispari di elettroni di valenza( molto reattivi) Corpo umano tendono a formare dei legami con le biomolecole modificandone la struttura e intaccandone quindi la funzione meccanismi di difesa: Vitamine A,C o E possono legarsi con i radicali senza provocare conseguenze negative (antiossidanti) Scissione omolitica dei legami covalenti può avvenire anche in seguito ha un apporto di energia luminosa ( fotolisi)  es: fotolisi di freon  gruppo degli idrocarburi alogenati comeCCl3F  fluidi refrigeranti Combustione: metodo per riscaldare. Reazione chimica in cui i due agenti(un combustibile e un comburente) si combinano producendo nuove sostanze E liberando calore Esperimento di calorimetria: Calore specifico: Quantità di calore che bisogna fornire a 1 g di una sostanza per cosarne la variazione di temperatura di 1°C  H2O = 4.186 J/g xC° Formazione di un legame chimico: implica il raggiungimento di uno stato di maggiore stabilità( meno energetico). Per rompere un legame si necessita di energia mentre quando si forma un legame viene liberata energia. 2NaNO2 (s)+2HCl(aq)→N2O3 (g)+2NaCl(aq)+H2O(l) L’equilibrio è il seguente: N2O3 (g) ⇌ NO (g) + NO2 (g) [N2O3] = n/V = 2 mol/5L = 0,4 M [NO] = n/V = 1 mol/5L = 0,2 M [NO2] = n/V = 1,5 mol/5L = 0,3 M K = [NO] · [NO2] / [N2O3] = 0,2 · 0,3 / 0,4 = 0,15 n(NaNO2) = m/MM = 6,9 g / 69 g/mol = 0,1 mol che reagiscono con HCl per formare N2O3 che si aggiunge alla miscela precedentemente all’equilibrio. Dall’equazione chimica bilanciata si osserva il rapporto stechiometrico n(NaNO2)/n(N2O3) = 2/1, quindi n(N2O3) = n(NaNO2)/2 = 0,05 mol. [N2O3] in aggiunta = n/V = 0,05 mol/5L = 0,01 M N2O3 ⇌ NO NO2 Inizio Variazion e Eq. 2mol/5L + 0,05 mol - x (2,05 mol – x)/5L 1mol/5L +x (1mol + x)/5L 1,5mol/5L +x (1,5mol + x)/5L K = [NO] · [NO2] / [N2O3] = (1mol + x)/5L · (1,5mol + x)/5L / (2,05 mol – x)/5L = 0,15 (1mol + x) · (1,5mol + x) / (2,05 mol – x) = 0,15 · 5L (1 + x) · (1,5 + x) / (2,05 – x) = 0,75 Mediante l’uso della formula risolutiva ((-3,25+(3,25 2 +4·0,0375) 0,5 )/2) si determina x=1,15·10 -2 . n(N2O3)= 2,05 mol – x = 2,038 molm(N2O3) = 154,9 g n(NO)= 1 mol + x = 1,01 molm(NO) = 30,3 g n(NO2)= 1,5 mol + x = 1,51 molm(NO2) = 69,5 2. n(CH3COOH)=45g/60g/mol=0,75molin1L Ka = 10 -4,76 = 1,74 · 10 -5 Ka = x 2 /(0,75-x) x = [H3O + ] = 0,012 M 3. Ka = x 2 /(0,25-x) x = [H3O + ] = 0,0036 M 4. CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O pH = -log0,012 = 1,9 pH = -log0,0036 = 2,44 a)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ∆H°r =) ≈ - 1308 kJ/ 4 moli di ammoniaca = -327 kJ/mol ammoniaca b) n (NH3) = pV/RT = 3 atm 6 L / [0.0821 atm L/K mol 293 K] = 0,748 mol∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJH° reaz = n ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJH° reaz = 0,748 mol (- 327 kJ/mol) = - 244 kJ = - 2,44 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ 5 J = -q q = mc ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT = 2000 g 4,186 J/°C g ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT = 2,44 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ 5 J ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT=Tfinale –Tiniziale ≈29°C T finale = T iniziale + ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT = 15 °C + 29 °C = 44 °C 1. Un campione di 50,0 mL di una soluzione acquosa di idrossido di sodio 0,50 M e uno di 50,0 mL di una soluzione acquosa di acido nitrico 0,50 M, entrambi inizialmente a 18,5 °C, sono mescolati in un calorimetro il cui contenitore ha una capacità termica di 75,0 J/K. La temperatura della miscela sale a 21,3 °C. 1. a) La reazione considerata è una reazione di neutralizzazione. Formulane l’equazione. 2. b) Qual è la variazione di entalpia correlata alla reazione considerata? 3. c) Qual è la variazione di entalpia molare correlata alla neutralizzazione dell’acido nitrico? a) NaOH (aq) + HNO3 (aq)NaNO3 (aq) + H2O (l) Si approssimi il calore specifico del contenuto con quello dell’acqua. b) q = qcalorimetro + qcontenuto = CΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT + mcΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT = 75,0 J/°C (21,3-18,5)°C + 100 g 4,186 J/°C g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ (21,3-18,5)°C = 1,38 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ 3 J = 1,38 kJ = -ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJH c) Il valore ricavato è correlato alla reazione di 50,0 mL di una soluzione di acido nitrico 0,50 M. n(HNO3) = c V = 0,50 M 0,0500 L = 0,0250 mol∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJHreaz,molare = - 1,38 kJ / 0,0250 mol = -55,2 kJ/mol 1. In un esperimento di fotochimica, la formaldeide (H2CO) viene eccitata da un laser. Quando la lunghezza d’onda è minore di 329,73 nm si rileva la presenza di due frammenti, HCO e H. Formula un’equazione chimica che descriva la trasformazione e calcola l’energia del legame C-H nella formaldeide in kJ/mol. Energia correlata alla rottura di un legame: Efotone = hν = hc/λ = 6,626 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ -34 Js 3 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ 8 m/s / (3,2973 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ -7 m) = 6,03 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ -19 J Energia molare: E = Efotone N∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ A = 6,03 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ -19 J 6,022 10∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ 23 mol -1 = 363040 J/mol ≈ 363 kJ/mol 1. Una lattina d'alluminio (c = 0,902 Jg -1°C -1) pesa 38,5 g e contiene 33 mL di birra (d 1 g/mL, c = 4,10 Jg -1 °C -1 ). Quanto calore deve cedere la lattina per passare da 25°C a 5°C ? Quanto ghiaccio deve fondere (∆H°fus H2O(s) = 6,00 kJ/mol) per assorbire questo calore? q = qlattina + qbirra = m(lattina) c(lattina) ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT + m(birra) c(birra) ΔT = 1000 g ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJT = 38,5 g 0,9020 ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ Jg -1 °C -1 20 °C + 33 g 4,10 J∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ g -1 °C -1 20 °C ≈ 3400 J da cedere per raffreddare la ∙ 4,186 J/°C g ∙ 75°C = 313,8 kJ lattina con la birra n(H2O, solida) = q / ∆H°fus H2O(s) = 3,4 kJ / 6,00 kJ/mol = 0,57 mol = 10,26 g