Tutorato Ing. Biomedica – Lez.1

Tutoraggio Ing. Biomedica – Lez.2
(14.10.2014)
Esercizio 1.
Il metanolo, CH3OH, che è usato come combustibile nelle
macchine da corsa e nelle celle a combustibile, si può
produrre facendo reagire monossido di carbonio e idrogeno.
CO(g) + H2(g) → CH3OH(l)
Si supponga di far reagire una miscela di 356 g di CO e 65.0 g
di H2.
(a) Quale massa di metanolo viene prodotta?
(b) Quale massa di reagente in eccesso rimane non reagito
dopo che il reagente limitante è stato consumato.
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Esercizio 2.
Il solfuro di sodio, Na2S, viene utilizzato nell’industria
conciaria per rimuovere i peli dalle pelli. Il solfuro di sodio si
prepara secondo la reazione
Na2SO4(s) + C(s) → Na2S(s) + CO(g)
Se si mescolano 15 g di Na2SO4 e 7.5 g di C qual è il reagente
limitante? Quale massa di Na2S si ottiene?
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Esercizio 3.
Il dicloruro di dizolfo, S2Cl2, viene utilizzato nella
vulcanizzazione della gomma. Esso si può ottenere trattando
lo zolfo fuso con cloro gassoso:
S8(l) + Cl2(g) → S2Cl2(l)
Se si fanno reagire 32.0 g di zolfo, S8, con 71.0 g di Cl2:
(a) Qual è il reagente limitante?
(b) Qual è la resa teorica di S2Cl2?
(c) Quale massa del reagente in eccesso avanza al termine
della reazione?
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Esercizio 4.
Si supponga di preparare in laboratorio l’aspirina, secondo la
seguente reazione
C7H6O3(s) + C4H6O3(l) → C9H8O4(s) + CH3CO2H(l)
Se la quantità di partenza di acido salicilico, C7H6O3
(reagente limitante), è 14.4 g e si ottengono 6.26 g di
aspirina, qual è la resa percentuale di questa reazione?
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Esercizio 5.
Il carburo di alluminio, Al4C3, reagisce con l’acqua per dare
metano CH4.
Al4C3(s) + H2O(l) → Al(OH)3(s) + CH4(g)
(a) Se vengono decomposti 125 g di carburo di alluminio,
qual è la resa teorica in metano?
(b) Se si ottengono solo 13.6 g di metano, qual è la resa
percentuale per questo gas?
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Esercizio 6.
Dati gli elementi con
Z = 11
Z = 16
(a) darne la configurazione elettronica
(b) individuare l’elemento
Esercizio 7.
Scrivere la configurazione elettronica del Neon e specificare
a quale classe di elementi appartiene
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Soluzione Esercizio 1. (1)
CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(l)
Massa molare CO: 12.01 g·mol-1 + 16.00 g·mol-1 = 28.01 g·mol-1
moli CO: 356 g / 28.01 g·mol-1 = 12.7 mol di CO
Massa molare H2: 2·1.01 g·mol-1 = 2.02 g·mol-1
moli H2 : 65 g / 2.02 g·mol-1 = 32.2 mol di H2
Massa molare CH3OH: 12.01 g·mol-1 + (4·1.01 g·mol-1) +
16.00 g·mol-1 = 32.05 g·mol-1
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Soluzione Esercizio 1. (2)
CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(l) Equazione bilanciata
moli iniziali
12.7
32.2
0
Rapporto tra i coefficienti stechiometrici (Rcs) di H2 e CO: 2/1 = 2
Rapporto tra le moli effettive dei reagenti (Rme) di H2 e CO:
32.2/12.7 = 2.53
Rme > Rcs (R = mol H2/mol CO)
Solo CO viene consumato completamente!
CO è il reagente limitante, H2 quello in eccesso
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Soluzione Esercizio 1. (3)
Equazione bilanciata
CO(g)
+
2 H2(g)
→
moli iniziali
moli reagite
moli finali
12.7
12.7
0
32.2
2 · 12.7 = 25.4
32.2 – 25.4 = 6.8
CH3OH(l)
0
0
12.7
Risposta (a)
grammi CH3OH: 32.05 g·mol-1 · 12.7 mol (moli ottenute) = 407 g
Risposta (b)
grammi H2: 2.02 g·mol-1 · 6.8 mol (moli in eccesso) = 13.8 g
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Soluzione Esercizio 2.
Na2SO4(s) + 4 C(s) → Na2S(s) + 4 CO(g)
Reagente limitante: Na2SO4
Massa di Na2S = 8.2 g
Soluzione Esercizio 3.
S8(l) + 4 Cl2(g) → 4 S2Cl2(l)
Reagente limitante: S8
Resa teorica S2Cl2 = 67.5 g
Massa reagente in eccesso (Cl2) = 35.5 g
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Soluzione Esercizio 4.(1)
C7H6O3(s) + C4H6O3(l) → C9H8O4(s) + CH3CO2H(l)
Massa molare aspirina (C9H8O4) = 180.16 g·mol-1
Massa molare acido salicilico (C7H6O3) = 138.1 g·mol-1
moli acido salicilico (reagente limitante) = moli aspirina
moli acido salicilico: 14.4 g / 138.1 g·mol-1 =
0.104 mol di acido salicilico
resa teorica aspirina (C9H8O4) : 0.104 mol · 180.16 g·mol-1 =
18.8 g aspirina (C9H8O4)
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Soluzione Esercizio 4.(2)
Calcolo della resa percentuale
r=
𝑸𝒆
𝑸𝒕
· 100
Qe = quantità di prodotto effettivamente ottenuta = 6.26 g
Qt = resa teorica = 18.8 g
Resa percentuale = 33.3%
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Soluzione Esercizio 5.
Al4C3(s) + 12 H2O(l) → 4 Al(OH)3(s) + 3 CH4(g)
Risposta (a): 41.8 g
Risposta (b): 32.5 %
Esercizio 6.
Z = 11, Elemento = Sodio, simbolo = Na
c.e. = 1s22s22p63s1
Z = 16, Elemento = Zolfo, simbolo = S
c.e. = (Ne) 3s23p4
Esercizio 7.
Neon, Z = 10, Simbolo = Ne, c.e. = 1s22s22p6, gas nobili
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