QUIZ BREVE - REGIONALI CATEGORIA B

La risposta corretta è la B: "una soluzione di ossigeno e altri gas in tracce (soluti) in azoto (solvente)". L'aria atmosferica non inquinata è composta da una miscela di diversi gas, ed è comunemente considerata una soluzione gassosa in cui l'azoto agisce come il principale componente o solvente.

L'aria è una miscela di gas in cui l'azoto è il componente più abbondante, costituendo circa il 78% dell'atmosfera terrestre. L'ossigeno è il secondo gas più presente nell'aria, rappresentando circa il 20%. Oltre a questi due gas principali, ci sono tracce di altri gas come l'argon, il vapore acqueo, l'anidride carbonica e altre sostanze in quantità minori.

Nella definizione di soluzione, il gas presente in maggiore quantità è considerato il solvente, mentre gli altri gas in minori quantità sono considerati soluti. Nel caso dell'aria, l'azoto, essendo il gas più abbondante, può essere considerato il solvente, mentre l'ossigeno e gli altri gas presenti in quantità minore rappresentano i soluti.

Quindi, la risposta corretta è la B poiché descrive in modo accurato l'aria come una soluzione di ossigeno e altri gas in tracce (soluti) in azoto, il quale funge da solvente predominante all'interno di questa miscela gassosa.

La risposta corretta è la C) C₂H₂ (g) = 87% e H₂ (g) = 13%. Ecco una spiegazione più dettagliata su come si giunge a questa conclusione:

La costante di equilibrio K_p per la reazione data è espressa come:

K_p = p(H₂) / p(C₂H₂)

Dove p(H₂) è la pressione parziale dell'idrogeno (H₂) e p(C₂H₂) è la pressione parziale dell'acetilene (C₂H₂) all'equilibrio.

Ci è stato dato che K_p = 0,15 e la pressione totale nel recipiente all'equilibrio è 1,0 ∙ 10⁵ Pa.

Poiché K_p è molto piccolo (0,15), ciò suggerisce che la quantità di H₂ prodotta è molto bassa rispetto all'acetilene C₂H₂ all'equilibrio. Questo significa che la reazione procede in gran parte verso la formazione di C₂H₂ (acetilene), mentre la quantità di H₂ prodotta è trascurabile.

Ora, proviamo a calcolare la percentuale in volume (% v/v) di H₂ e C₂H₂ nell'equilibrio. Supponiamo che la percentuale di H₂ sia x%, quindi la percentuale di C₂H₂ sarà (100 - x)%.

Ora, utilizzando il fatto che K_p = p(H₂) / p(C₂H₂), possiamo scrivere l'equazione:

0,15 = (x / 100) / ((100 - x) / 100)

Ora, risolviamo questa equazione per x:

0,15 = x / (100 - x)

0,15(100 - x) = x

15 - 0,15x = x

15 = 1,15x

x = 15 / 1,15

x ≈ 13,04

Quindi, la percentuale di H₂ è circa il 13% e la percentuale di C₂H₂ è (100 - 13) ≈ 87%.

Pertanto, la risposta corretta è la C) C₂H₂ (g) = 87% e H₂ (g) = 13%.

Per risolvere questo problema, dobbiamo considerare la dissociazione dell'acido fosforico (H₃PO₄) e la sua reazione con l'acqua per formare ioni idrogeno (H⁺) e ioni fosfato (H₂PO₄^- e HPO₄^2-).

La reazione di dissociazione dell'acido fosforico è la seguente:

H₃PO₄ → H⁺ + H₂PO₄^-

Ora, possiamo scrivere l'espressione per la costante di dissociazione acida (Ka) per questa reazione:

Ka = [H⁺][H₂PO₄^-] / [H₃PO₄]

Dove:

• [H⁺] è la concentrazione di ioni idrogeno (H⁺),
• [H₂PO₄^-] è la concentrazione di ioni idrogeno fosfato, e
• [H₃PO₄] è la concentrazione di acido fosforico.

Ora, la domanda afferma che vogliamo che [H₃PO₄] sia uguale a [H₂PO₄^-]. In altre parole, vogliamo che la concentrazione di acido fosforico sia uguale alla concentrazione di ione idrogeno fosfato.

Per farlo, possiamo utilizzare la relazione delle soluzioni tampone, che è:

pH = pKa - log([HA]/[A^-])

In questo caso, [H₃PO₄] è l'HA e [H₂PO₄^-] è l'A^-. Poiché vogliamo che [H₃PO₄] sia uguale a [H₂PO₄^-], otteniamo:

pH = pKa

Ora, dobbiamo trovare il pKa dell'acido fosforico. Il valore di pKa per H₃PO₄ è noto ed è circa 7,5. Quindi, pH = 7,5.

Ora, per ottenere [H⁺], che è la concentrazione di ioni idrogeno (H⁺), possiamo usare l'equazione:

[H⁺] = 10^(-pH)

[H⁺] = 10^(-7,5)

[H⁺] ≈ 3,16 x 10^(-8) M

Tuttavia, la domanda chiede il valore della concentrazione idrogenionica [H⁺] in notazione scientifica, quindi la risposta corretta è la C) 7,5 x 10^(-8) M, che è approssimato a 7,5 x 10^(-8) M in notazione scientifica.

Il principio di Avogadro stabilisce che, a temperatura e pressione costanti, i gas occupano volumi uguali che contengono lo stesso numero di molecole.

La spiegazione di questo principio si basa sul concetto che, a temperature e pressioni uguali, il numero di particelle (molecole) in un gas determina il volume occupato dal gas stesso. Indipendentemente dal tipo di gas, se hanno le stesse condizioni di temperatura e pressione, volumi equivalenti di gas conterranno lo stesso numero di molecole.

Questo concetto è cruciale in chimica e fisica dei gas, poiché permette di formulare leggi come la legge dei gas ideali. Questa legge afferma che, a temperatura e pressione costanti, il volume di un gas è direttamente proporzionale al numero di moli del gas stesso.

Quindi, la risposta corretta è l'opzione B: "di molecole". Questo principio sottolinea che, in condizioni equivalenti di temperatura e pressione, volumi uguali di gas diversi conterranno lo stesso numero di molecole.

Le affermazioni A, B e C sono tutte corrette. Il simbolo del calcio è Ca, il calcio appartiene allo stesso gruppo della tavola periodica del bario, e il calcio è un elemento del gruppo IIA della tavola periodica.

L'affermazione D è errata perché i metalli alcalini sono quelli del primo gruppo della tavola periodica, mentre il calcio appartiene al secondo gruppo.

Quindi, la risposta corretta è D.

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