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Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 8)

Ru5+ + Ba → Ru2+ + Ba2+

Ba si ossida a Ba2+ cedendo 2 elettroni

Ru5+ si riduce a Ru2+ acquistando 3 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Ba → Ba2+ + 2e

Semi-reazione di riduzione:

Ru5+ + 3e → Ru2+

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

Ba → Ba2+ + 2e) x3

Ru5+ + 3e → Ru2+ ) x2

3Ba + 2Ru5+ + 6e → 3Ba2+ + 2Ru2+ + 6e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

3Ba + 2Ru5+ → 3Ba2+ + 2Ru2+

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 7)

Zn2+ + Hg+ → Zn + Hg2+

Hg+ si ossida a Hg2+ cedendo 1 elettrone

Zn2+ si riduce a Zn0 acquistando 2 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Hg+ → Hg2+ + e

Semi-reazione di riduzione:

Zn2+ + 2e → Zn

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

Hg+ → Hg2+ + e) x2

Zn2+ + 2e → Zn) x1

2Hg+ + Zn2+ + 2e → 2Hg2+ + Zn+ 2e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

2Hg+ + Zn2+→ 2Hg2+ + Zn

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 6)

S2- + Te4+ → S6+ + Te2-

S2- si ossida a S6+ cedendo 8 elettroni.

Te4+ si riduce a Te2- acquistando 6 elettroni.

Semi-reazione di ossidazione:

S2- → S6+ + 8e

Semi-reazione di riduzione:

Te4+ + 6e → Te2-

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

S2- → S6+ + 8e) x6

Te4+ + 6e → Te2-) x8

Si possono dividere i fattori di moltiplicazione per il massimo comune divisore che in questo caso è 2.

S2- → S6+ + 8e) x3

Te4+ + 6e → Te2-) x4

3S2- + 4Te4+ + 24e → 3S6+ + 4Te2- + 24e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

3S2- + 4Te4+→ 3S6+ + 4Te2-

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 5)

Po6+ + Sb3+ → Po2+ + Sb5+

Sb3+ si ossida a Sb5+ cedendo 2 elettroni

Po6+ si riduce a Po2+ acquistando 4 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Sb3+ → Sb5+ + 2e

Semi-reazione di riduzione:

Po6+ + 4e → Po2+

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

Sb3+ → Sb5+ + 2e) x4

Po6+ + 4e → Po2+) x2

Si possono dividere i fattori di moltiplicazione per il massimo comune divisore che in questo caso è 2.

Sb3+ → Sb5+ + 2e) x2

Po6+ + 4e → Po2+) x1

2Sb3+ + Po6+ + 4e → 2Sb5+ + Po2+ + 4e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

2Sb3+ + Po6+ → 2Sb5+ + Po2+

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 4)

Mg + Au3+ → Mg2+ + Au

Mg0 si ossida a Mg2+ cedendo 2 elettroni

Au3+ si riduce a Au0 acquistando 3 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Mg → Mg2+ + 2e

Semi-reazione di riduzione:

Au3+ + 3e → Au

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

Mg → Mg2+ + 2e) x3

Au3+ + 3e → Au) x2

3Mg + 2Au3+ + 6e → 3Mg2+ + 2Au+ 6e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

3Mg + 2Au3+→ 3Mg2+ + 2Au

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 3)

Mn7+ + Cu+ → Mn2+ + Cu2+

Cu+ si ossida a Cu2+ cedendo 1 elettrone

Mn7+ si riduce a Mn2+ acquistando 5 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Cu+ → Cu2+ + e

Semi-reazione di riduzione:

Mn7+ + 5e → Mn2+

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni:

Cu+ → Cu2+ + e) x5

Mn7+ + 5e → Mn2+ ) x1

5Cu+ + Mn7+ + 5e → 5Cu2+ + Mn2+ + 5e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

5Cu+ + Mn7+→ 5Cu2+ + Mn2+

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 2)

Ca + Cr3+ → Ca2+ + Cr

Ca si ossida a Ca2+ cedendo 2 elettroni

Cr3+ si riduce a Cr0 acquistando 3 elettroni

Semi-reazione di ossidazione:

Ca → Ca2+ + 2e

Semi-reazione di riduzione:

Cr3+ + 3e → Cr

Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni

Ca → Ca2+ + 2e) x3

Cr3+ + 3e → Cr ) x2

3Ca + 2Cr3+ + 6e → 3Ca2+ + 2Cr+ 6e

Si procede infine ad elidere gli elettroni:

3Ca + 2Cr3+ → 3Ca2+ + 2Cr

Risoluzione bilanciamento redox semplici (Esercizio 1)

Al + Fe3+ → Al3+ + Fe2+

Al si ossida ad Al3+ cedendo 3 elettroni

    Fe3+ si riduce a Fe2+ acquistando 1 elettrone

    Semi-reazione di ossidazione:

    Al → Al3+ + 3e

    Semi-reazione di riduzione:

    Fe3+ + e → Fe2+

    Applico il prodotto incrociato e poi sommo le due semi-reazioni

    Al → Al3+ + 3e) x1

    Fe3+ + e → Fe2+ ) x3

    Al + 3Fe3+ + 3e → Al3+ + 3Fe2+ + 3e

    Si procede infine ad elidere gli elettroni:

    Al + 3Fe3+  Al3+ + 3Fe2+

    DUREZZA DELL’ACQUA

    La durezza dell’acqua è espressa come la somma degli ioni Ca2+ e Mg2+ la cui presenza è legata a sali disciolti in acqua.

    La durezza calcica esprime la concentrazione in mg/L di CaCO3 equivalenti al numero di ioni Ca2+. Per passare dalle moli di Ca2+ a quelle di CaCO3 occorre ricordare la seguente relazione:

    n moli CaCO3 = n moli Ca2+

    La durezza magnesiaca esprime la concentrazione in mg/L di CaCO3 equivalenti al numero di ioni Mg2+. Per passare dalle moli di Mg2+ a quelle di CaCO3 occorre ricordare la seguente relazione:

    n moli CaCO3 = n moli Mg2+

    La durezza totale è data dalla somma della durezza calcica e magnesiaca.

    La durezza temporanea esprime la concentrazione in mg/L di CaCO3 equivalenti al numero di ioni HCO3.

    La conversione dei bicarbonati in carbonati avviene a seguito dell’ebollizione dell’acqua che porta alla seguente reazione:

    Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

    Da tale reazione si ha la formazione di un precipitato costituito da CaCO3 che può essere rimosso per filtrazione. Occorre prestare attenzione alla stechiometria della reazione secondo cui per due moli di bicarbonato si forma una mole di carbonato di calcio.

    n moli CaCO3 = 1/2 n moli HCO3

    La durezza permanente esprime la concentrazione in mg/L di CaCO3 dei sali di calcio e di magnesio che non precipitano all’ebollizione.

    n moli CaCO3 = n moli Mg2+ + n moli Ca2+

    La durezza totale è data dalla somma della durezza temporanea e permanente.

    La durezza dell’acqua può essere determinata in gradi francesi (°F), gradi tedeschi (°T) e gradi inglesi (°I).

    Per il calcolo in gradi francesi e inglesi, occorre convertire il numero di moli di Ca2+ e Mg2+ e HCO3 in equivalenti di CaCO3.

    Poi occorre ricordare la seguente relazione:

    1 °F = 10 mg/L di CaCO3

    1 °I = 1 mg di CaCO3 in 70 ml di acqua

    Per il calcolo in gradi tedeschi, occorre convertire il numero di moli di Ca2+ e Mg2+ e HCO3 in equivalenti di CaO.

    Poi occorre ricordare la seguente relazione:

    1 °T = 10 mg/L di CaO.

    Le analisi svolte su un’acqua incognita hanno rilevato le seguenti concentrazioni:

    Ca2+= 75 mg/L

    Mg2+ = 40 mg/L

    HCO3 = 80 mg/L

    Determinare la durezza temporanea, permanente e totale in gradi francesi.

    [Ca^{2+}]= \frac{0,075\; g/L }{40,08\;g/mol }\;= 1,87\cdot 10^{-3} mol/L

    [Mg^{2+}]= \frac{0,040\; g/L }{24,31\;g/mol }\;= 1,65\cdot 10^{-3} mol/L

    [Mg^{2+}]+[Ca^{2+}]= 1,87\cdot 10^{-3} + 1,65\cdot 10^{-3} = 3,52\cdot 10^{-3} mol/L

    [CaCO_{3}] = 3,52\cdot 10^{-3} mol/L

    [CaCO_{3}]=  3,52\cdot 10^{-3} mol/L\;\cdot\;100,09\;g/mol = 0,352\;g/L

    Durezza totale = 352 mg/L = 35,2 °F

    [HCO_{3}^{-}] = \frac{0,080\; g/L }{61,02\;g/mol }\;= 1,31\cdot 10^{-3} mol/L

    La conversione dei bicarbonati in carbonati avviene a seguito dell’ebollizione dell’acqua che porta alla seguente reazione:

    Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

    Pertanto:

    n moli CaCO3 = 1/2 n moli HCO3

    [CaCO_{3}]=  6,51\cdot 10^{-4} mol/L\;\cdot\;100,09\;g/mol = 6,50\cdot 10^{-2} \;g/L

    Durezza termporanea = 65 mg/L = 6,5 °F

    Durezza permanente = Durezza totale – Durezza temporanea = 28,7 °F

    Le analisi svolte su un’acqua incognita hanno rilevato le seguenti concentrazioni:

    Ca2+= 100 mg/L

    Mg2+ = 60 mg/L

    HCO3 = 120 mg/L

    Determinare la durezza calcica, magnesiaca, totale, temporanea e permanente.

    [Ca^{2+}]= \frac{0,100\; g/L }{40,08\;g/mol }\;= 2,50\cdot 10^{-3} mol/L

    [CaCO_{3}] = 2,50\cdot 10^{-3} mol/L\;\cdot\;100,09\;g/mol = 0,250\;g/L

    Durezza calcica = 250 mg/L = 25,0 °F

    [Mg^{2+}]= \frac{0,060\; g/L }{24,31\;g/mol }\;= 2,47\cdot 10^{-3} mol/L

    [CaCO_{3}] = 2,47\cdot 10^{-3} mol/L\;\cdot\;100,09\;g/mol = 0,247\;g/L

    Durezza magnesiaca = 247 mg/L = 24,7 °F

    Durezza totale = Durezza calcia + Durezza magnesiaca = 49,7 °F

    [HCO_{3}^{-}] = \frac{0,120\; g/L }{61,02\;g/mol }\;= 1,97\cdot 10^{-3} mol/L

    [CaCO_{3}]=  9,85\cdot 10^{-4} mol/L\;\cdot\;100,09\;g/mol = 9,85\cdot 10^{-2} \;g/L

    Durezza temporanea = 98,5 mg/L = 9,9 °F

    Durezza permanente = Durezza totale – Durezza temporanea = 39,8 °F

    COMPOSTI BINARI, TERNARI, QUATERNARI

    I composti binari sono quei composti formati da due elementi diversi, indipendentemente dal numero di atomi presenti per ciascun elemento.

    Alcuni esempi di composti binari sono:

    CaO – formato da Carbonio e Ossigeno.

    H2S – formato da Idrogeno e Zolfo.

    Fe4C3 – formato da Ferro e Carbonio.

    AlCl3 – formato da Alluminio e Cloro.

    Cl2O7 – formato da Cloro e Ossigeno.

    I composti binari possono essere classificati in:

    • Ossidi
    • Anidridi
    • Idruri
    • Idracidi
    • Sali binari
    • Perossidi

    I composti ternari sono quei composti formati da tre elementi diversi, indipendentemente dal numero di atomi presenti per ciascun elemento.

    Alcuni esempi di composti ternari sono:

    Mg(OH)2 – formato da Magnesio, Ossigeno e Idrogeno.

    H2SO4 – formato da Idrogeno, Zolfo e Ossigeno.

    CaCO3 – formato da Calcio, Carbonio e Ossigeno.

    I composti ternari possono essere classificati in:

    • Idrossidi
    • Ossiacidi
    • Sali ternari

    I composti quaternari sono quei composti formati da quattro elementi diversi, indipendentemente dal numero di atomi presenti per ciascun elemento.

    Alcuni esempi di composti quaternari sono:

    Mg(HCO3)2 – formato da Magnesio, Idrogeno, Carbonio e Ossigeno.

    NaH2PO4 – formato da Sodio, Idrogeno, Fosforo e Ossigeno.

    Un esempio di composti quaternari sono i sali acidi ottenuti da ossiacidi in cui vi è una sostituzione parziale degli idrogeni con un metallo.

    PER RIASSUMERE:

    • I composti binari sono formati da due elementi diversi.
    • I composti ternari sono formati da tre elementi diversi.
    • I composti quaternari sono formati da quattro elementi diversi.