QUIZ DI "GAS E PROPRIETA' COLLIGATIVE" - REGIONALI CATEGORIA B

La percentuale volumetrica di argon (Ar) nell'aria è 0,93%. Questo significa che in un volume di 100 litri di aria, 0,93 litri sono costituiti da Ar.

Se consideriamo 2 metri cubi di aria, ovvero 2000 litri, la quantità di Ar è di 2000 litri * 0,93% = 18,6 litri.

Dalla legge dei gas ideali, la quantità di gas in un volume V a una temperatura T e a una pressione P è data da:

n = PV/RT
dove:

* n è il numero di moli di gas

* P è la pressione

* V è il volume

* R è la costante dei gas ideali

* T è la temperatura

Sostituendo i valori dati nell'esercizio, otteniamo:
n = 1,013 * 10⁵ Pa * 2000 litri / 0,0821 L·atm/mol·K * 273,15 K
n = 89,23 mol
La massa di Ar è quindi data dal prodotto della sua massa molare, pari a 39,95 g/mol, dal numero di moli:

massa = 39,95 g/mol * 89,23 mol = 33,2 g.

Quindi, la risposta corretta è **B**.

*****

La domanda riguarda il calcolo del volume di CO₂ liberato durante la decomposizione di 300 g di CaCO₃, data la reazione chimica: CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g), e la pressione del gas a 30 °C.

1. Calcolo delle moli di CaCO₃:
- La massa molare di CaCO₃ è 40 + 12 + 48 = 100 g/mol.
- Le moli di CaCO₃ sono 300 g / 100 g/mol = 3,0 mol.

2. Determinazione delle moli di CO₂ liberate:
- Poiché la reazione è 1:1 tra CaCO₃ e CO₂, le moli di CO₂ liberate sono anch'esse 3,0 mol.

3. Conversione della pressione a atm:
- La pressione data è 202,6 kPa. Per convertirla in atm, dividiamo per la costante 101,3 kPa/atm: 202,6 kPa / 101,3 kPa/atm = 2,0 atm.

4. Applicazione della legge dei gas ideali:
- La legge dei gas ideali è PV = nRT, dove P è la pressione, V è il volume, n è il numero di moli, R è la costante dei gas (0,0821 L·atm/(mol·K)), e T è la temperatura in kelvin.
- Risolviamo per V: V = (3 * 0,0821 * 303) / 2,0 = 37,3 L.

Quindi, la risposta corretta è A) 37,0 L.

Per comprendere la soluzione del problema, è necessario considerare le leggi dei gas ideali e la definizione di molecole e atomi nei diversi gas.

1. Numero di Moli: Una mole di qualsiasi sostanza contiene il numero di entità particellari noto come il numero di Avogadro, che è 6.022 × 10²³. Quindi, due moli di argon (2 mol) contengono due volte questo numero, mentre una mole di azoto molecolare (1 mol) contiene una volta questo numero.

2. Numero di Atomi: In una mole di argon (2 mol), ci sono 2 × 6.022 × 10²³ atomi di argon. In una mole di azoto molecolare (1mol), ci sono 6.022 × 10²³ molecole di N₂, e ciascuna molecola contiene due atomi di azoto.

Ora, consideriamo le opzioni:

• A) lo stesso numero di atomi: Questa affermazione è vera. Due moli di argon contengono lo stesso numero di atomi di una mole di azoto molecolare.
• B) lo stesso volume: Questa affermazione è falsa. Il volume occupato da una mole di gas dipende dalla sua natura chimica e dalla temperatura e pressione. Le moli di gas avranno volumi diversi se non sono alla stessa temperatura e pressione.
• C) lo stesso numero di molecole: Questa affermazione è falsa. Due moli di argon contengono due volte il numero di Avogadro rispetto a una mole di azoto molecolare.
• D) lo stesso punto di liquefazione: Questa affermazione è falsa. Il punto di liquefazione dipende dalla natura chimica del gas e dalle condizioni di temperatura e pressione.

Quindi, la risposta corretta è A) lo stesso numero di atomi.