QUIZ BREVE - NAZIONALI CATEGORIA B

Per calcolare la quantità di azoto (N₂) contenuta in 5,30 m³ di aria a una temperatura di 304 K e una pressione di 1,01 x 10⁵ Pa, possiamo utilizzare l'equazione dell'equazione dei gas ideali:

n = PV/RT

Dove:

• n è la quantità di sostanza (in moli) del gas.
• P è la pressione (in pascal).
• V è il volume del gas (in metri cubi).
• R è la costante dei gas (0,0821 L⋅atm/(mol⋅K) o 8,314 J/(mol⋅K)).
• T è la temperatura assoluta (in kelvin).

Dalla composizione dell'aria, sappiamo che il 79% dell'aria è costituito da azoto (N₂), quindi possiamo calcolare le moli di azoto nell'aria totale:

n = PV/RT = (1 * 5300)/(0,0821 * 304) = 212,4 mol

Ora, poiché il 79% dell'aria è azoto, calcoliamo le moli di N₂:

Moli di N₂ = 79% di 212,4 mol = 0,79 * 212,4 mol = 167,8 mol

Ogni mole di azoto (N₂) ha una massa molare di circa 28 g/mol. Quindi, la massa di azoto nell'aria è:

Massa di N₂ = Moli di N₂ * Massa molare di N₂ = 167,8 mol * 28 g/mol = 4698,4 g

Per ottenere il risultato in chilogrammi, convertiamo la massa in grammi in chilogrammi:

Massa di N₂ = 4698,4 g / 1000 g/kg = 4,6984 kg

Quindi, la quantità di azoto (N₂) contenuta in 5,30 m³ di aria a 304 K e 1,01 x 10⁵ Pa è di circa 4,70 kg, che corrisponde alla risposta D.

Per calcolare la composizione percentuale del campione, consideriamo che la percentuale di sodio (Na) nella miscela è del 42,0% in massa (m/m). Dovremo quindi calcolare la percentuale di ciascun componente (NaCl e Na₂CO₃) nella miscela.

1. Calcoliamo la percentuale di sodio (Na) in ciascuna delle due sostanze:

- Nel cloruro di sodio (NaCl), la percentuale di sodio è data da:
Percentuale di sodio in NaCl = (Massa dell'atomo di sodio) / (Massa dell'atomo di sodio + Massa dell'atomo di cloro)
≈ 23 g / (23 g + 35.45 g) ≈ 39.35%

- Nel carbonato di sodio (Na₂CO₃), la percentuale di sodio è data da:
Percentuale di sodio in Na₂CO₃ = (2 * Massa dell'atomo di sodio) / (2 * Massa dell'atomo di sodio + Massa dell'atomo di carbonio + 3 * Massa dell'atomo di ossigeno)
≈ (2 * 23 g) / (2 * 23 g + 12 g + 3 * 16 g) ≈ 43.40%

2. Ora, chiamiamo x la percentuale di Na₂CO₃ nella miscela. La percentuale di NaCl sarà quindi (1 - x).

3. Poiché la percentuale di sodio nella miscela è del 42,0%, possiamo scrivere l'equazione:

x * 43.40% (percentuale di sodio in Na₂CO₃) + (1 - x) * 39.35% (percentuale di sodio in NaCl) = 42.0%

4. Risolviamo l'equazione per x:

x * 43.40 + (1 - x) * 39.35 = 42.0
43.40x + 39.35 - 39.35x = 42.0
4.05x = 2.65
x ≈ 2.65 / 4.05 ≈ 0.654

Quindi, la percentuale di Na₂CO₃ nella miscela è circa 65.4%, mentre la percentuale di NaCl è (1 - 0.654) ≈ 34.6%.

La risposta corretta è quindi C) 67.4% Na₂CO₃ e 32.6% NaCl.

La massa molare di una sostanza è la massa di una mole di quella sostanza ed è espressa in grammi per mole (g/mol). Per calcolare la massa molare della sostanza contenuta nel recipiente, dobbiamo utilizzare l'equazione dell'equazione di stato dei gas ideali, che lega la pressione (P), il volume (V), il numero di moli (n), la costante dei gas (R) e la temperatura (T):

PV = nRT

Dalla domanda, abbiamo le seguenti informazioni:

• Pressione (P) = 1,0 × 10⁵ Pa
• Volume (V) = 87 L
• Temperatura (T) = 78 °C = 78 + 273 = 351 K
• Massa contenuta nel recipiente = 131,2 g

Prima di procedere, dobbiamo convertire la pressione da pascal (Pa) ad atmosfere (atm) utilizzando il valore approssimativo di 1 atm ≈ 1,013 × 10⁵ Pa.

P = 1,0 × 10⁵ Pa ÷ (1,013 × 10⁵ Pa/atm) ≈ 0,987 atm

Ora possiamo utilizzare l'equazione dell'equazione di stato dei gas ideali per calcolare il numero di moli (n):

n = PV / RT

n = (0,987 atm × 87 L) / (0,0821 L·atm/(mol·K) × 351 K)

n ≈ 2,98 mol

Ora che sappiamo che ci sono circa 2,98 moli della sostanza nel recipiente, possiamo calcolare la massa molare (M) utilizzando la massa contenuta nel recipiente:

M = Massa / Numero di moli

M = 131,2 g / 2,98 mol ≈ 44 g/mol

Quindi, la massa molare della sostanza contenuta nel recipiente è di circa 44 g/mol, che è la risposta A).

La formula per calcolare la frequenza (ν) di un'onda elettromagnetica è data da ν = c/λ, dove:

- c è la velocità della luce nel vuoto (3 * 10⁸ m/s)
- λ è la lunghezza d'onda della radiazione (242 nm = 242 * 10^-9 m).

Applicando questi valori, otteniamo:

ν = 3 * 10⁸ / 242 * 10^-9 ≈ 1.24 * 10¹⁵ Hz

L'energia di un fotone è data dalla formula E = h ν, dove:

- h è la costante di Planck (6.63 * 10^-34 J·s)
- ν è la frequenza calcolata precedentemente.

Applicando questi valori, otteniamo:

E = 6.63 * 10^-34 ⁣ 1.24 * 10¹⁵ ≈ 8.214 * 10^-19 J

Per trovare l'energia necessaria per dissociare una molecola (considerando N = 6.022 * 10²³ molecole, che è la costante di Avogadro), moltiplichiamo l'energia di un fotone per il numero di Avogadro:

N ⁣ E = 6.022 * 10²³ ⁣ 8.214 * 10^-19 ≈ 495 kJ/mol

Pertanto, la risposta corretta è la A) 495 kJ/mol.

Il legame a idrogeno si forma quando un atomo di idrogeno è legato ad un atomo molto elettronegativo come azoto (N), ossigeno (O) o fluoro (F), e questo atomo molto elettronegativo è anche legato ad un altro atomo molto elettronegativo. Quindi, il legame a idrogeno richiede gruppi NH o OH all'interno di una molecola.

Nel contesto della domanda, possiamo escludere le molecole che non contengono gruppi NH o OH. Questo significa che le molecole 1 (alogenuro alchilico), 2 (etere), 4 (ammina terziaria) e 5 (estere) sono escluse poiché mancano di tali gruppi.

D'altra parte, nella molecola 3 (ammina secondaria), è presente un gruppo NH, mentre nella molecola 6 (acido sofonico) è presente un gruppo OH. Pertanto, le molecole 3 e 6 sono le uniche che soddisfano i requisiti per la formazione di legami a idrogeno. Di conseguenza, la risposta corretta è C).