QUIZ DI "CHIMICA GENERALE - ARGOMENTI VARI" - NAZIONALI CATEGORIA C

La scelta di composti con pesi molecolari più elevati come standard primari è associata principalmente alla minimizzazione degli errori di pesata. Quando si pesa una quantità di materia, gli errori relativi si riducono man mano che la massa della sostanza pesata aumenta.

Quando si utilizzano composti con pesi molecolari più alti come standard primari, anche una piccola imprecisione nella pesata corrisponde a un numero inferiore di moli di sostanza. Poiché la relazione tra la massa e il numero di moli è inversamente proporzionale, quantità minori di errori relativi sono introdotte nell'analisi poiché la stessa imprecisione di pesata corrisponde a una frazione più piccola della massa totale della sostanza pesata.

In altre parole, se si considera lo stesso errore di pesata relativo su una sostanza con un peso molecolare più elevato rispetto a una con peso molecolare più basso, l'errore relativo sulla quantità di sostanza misurata sarà minore nel caso del composto con peso molecolare più alto. Questo rende i composti con pesi molecolari più elevati preferibili come standard primari poiché minimizzano gli errori relativi introdotti durante le operazioni di pesatura.

La risposta corretta è la B (bromo). Per comprendere meglio il motivo di questa risposta, puoi seguire questi passaggi:

Iniziamo con il fatto che l'alogenuro di bario è indicato come BaX₂, il che significa che per ogni atomo di bario (Ba), ci sono due atomi di alogeno (X). Questo è ciò che suggerisce la notazione chimica.

La domanda ci informa che l'alogenuro di bario contiene il 46,21% (m/m) di bario. Questo significa che in 100 grammi di alogenuro di bario, ci sono 46,21 grammi di bario.

Ora, dobbiamo calcolare le moli di bario in 100 grammi di alogenuro di bario. Per farlo, possiamo utilizzare la massa molare del bario (Ba), che è di circa 137,33 g/mol:

Moli di bario = (Massa di bario) / (Massa molare del bario) Moli di bario = 46,21 g / 137,33 g/mol ≈ 0,3364 mol di bario.

Poiché la formula BaX₂ suggerisce che per ogni atomo di bario (Ba) ci siano due atomi di alogeno (X), il numero di moli di alogeno sarà il doppio di quello del bario:

Moli di alogeno = 2 x Moli di bario = 2 x 0,3364 mol ≈ 0,6728 mol di alogeno.

Ora, dobbiamo determinare la massa molare dell'alogeno (X). La domanda ci fornisce la percentuale di bario nella formula chimica dell'alogenuro di bario, il che significa che il rimanente 100% è costituito dall'alogeno.

Massa percentuale dell'alogeno = 100% - Massa percentuale dell'alogeno = 53,79%.

Ora possiamo calcolare la massa molare dell'alogeno (X) utilizzando la massa dell'alogenuro di bario e il numero di moli dell'alogeno:

Massa dell'alogeno = (100% - Massa percentuale dell'alogeno) / 100% x Massa dell'alogenuro di bario Massa dell'alogeno = (100% - 53,79%) / 100% x 100 g ≈ 46,21 g.

Ora possiamo calcolare la massa molare dell'alogeno:

Massa molare dell'alogeno = Massa dell'alogeno / Moli di alogeno Massa molare dell'alogeno = 46,21 g / 0,6728 mol ≈ 68,70 g/mol.Ora sappiamo che la massa molare dell'alogeno è di circa 68,70 g/mol. Questo valore è più vicino alla massa molare del bromo (Br), che è di circa 79,9 g/mol, rispetto a quelle degli altri alogeni (cloro, fluoro e iodio). Pertanto, la risposta corretta è il bromo (risposta B).

Per calcolare il potenziale di cella (E_cella) e determinare se la reazione è spontanea o meno, dobbiamo considerare le semireazioni di ossidazione e riduzione.

1. Calcolo del Potenziale Standard di Cella (ΔE°):
ΔE° = E°_Ag - E°_Fe
Dove E°_Ag e E°_Fe sono i potenziali standard di riduzione per l'argento e il ferro rispettivamente.
Nel caso fornito: ΔE° = 0,799 V - 0,77 V = 0,029 V

2. Calcolo del Potenziale di Cella (E_cella):
E_cella = E° + (0,059/n) log([Ag⁺]/[Fe³⁺][Fe²⁺])
Dove n è il numero di elettroni coinvolti nella reazione. In questo caso, poiché la semireazione di ossidazione coinvolge la specie Fe²⁺, il numero di elettroni è 1.
Per l'ossidazione (Fe²⁺ a Fe³⁺): E_Fe = E°_Fe + (0,059/1) log([Fe³⁺]/[Fe²⁺])
Per la riduzione (Ag⁺ a Ag): E_Ag = E°_Ag + (0,059/1) log([Ag⁺])
E_cella = E_Ag - E_Fe
Sostituendo i valori noti: E_cella = 0,763 V - 0,85 V = -0,088 V

3. Valutazione della Spontaneità:
- Se ΔE < 0, la reazione è spontanea.
- Se ΔE > 0, la reazione è non spontanea.
Nel caso fornito, ΔE = -0,088 V, quindi la reazione è spontanea.

Quindi, la risposta corretta è D) E_cella = -0,09 V (spontanea).