Quiz di “Stechiometria e bilanciamento di reazioni” – Nazionali Categoria A

Per determinare quale delle seguenti soluzioni di acetone in etanolo contiene la maggiore quantità di acetone espressa in grammi di acetone per 100 mL di soluzione, dobbiamo calcolare la concentrazione in diverse unità e confrontarle:

A) 12% (m/m) – La concentrazione in peso su peso, che rappresenta la quantità di soluto (acetone) in grammi rispetto al peso totale della soluzione in grammi.

B) 12% (m/V) – La concentrazione in peso per volume, che rappresenta la quantità di soluto (acetone) in grammi rispetto al volume totale della soluzione in millilitri.

C) 12% (V/V) – La concentrazione in volume su volume, che rappresenta il volume di soluto (acetone) rispetto al volume totale della soluzione in millilitri.

D) 12 Kg/m³ – La concentrazione in chilogrammi per metro cubo, che rappresenta la quantità di soluto (acetone) in chilogrammi rispetto al volume totale della soluzione in metri cubi.

La soluzione più concentrata avrà la maggior massa di acetone nel minor volume di soluzione.

Ora vediamo le opzioni:

A) 12% (m/m): Questa opzione rappresenta la concentrazione in peso su peso. Significa che ci sono 12 grammi di acetone per ogni 100 grammi di soluzione. Tuttavia, 100 g di soluzione possono avere un volume maggiore di 100 mL a causa della densità diversa dei soluti. Quindi, non è necessariamente la soluzione più concentrata in termini di volume.

B) 12% (m/V): Questa opzione rappresenta la concentrazione in peso per volume. Significa che ci sono 12 grammi di acetone in 100 mL di soluzione. Questa è la concentrazione che tiene conto del volume, ed è la più probabile candidata a essere la più concentrata.

C) 12% (V/V): Questa opzione rappresenta la concentrazione in volume su volume, quindi non tiene conto della massa. Non è una misura diretta della concentrazione di acetone in grammi.

D) 12 Kg/m³: Questa opzione rappresenta la concentrazione in chilogrammi per metro cubo, che è una unità di misura molto diversa da grammi per 100 mL. Non è una misura comune per la concentrazione di soluzioni.

Quindi, la soluzione più concentrata in termini di quantità di acetone in grammi per 100 mL di soluzione è l’opzione B) 12% (m/V), che rappresenta 12 grammi di acetone in 100 mL di soluzione. La risposta corretta è quindi B) 12% (m/V).

La concentrazione di NaClO nella candeggina commerciale è 0,405 M. Per esprimere questa concentrazione in percentuale massa/volume (% m/v) di Cl₂,
consideriamo la reazione bilanciata:

(NaClO + 2 HCl → NaCl + Cl₂ + H₂O)

Le moli di (Cl₂) sono uguali a quelle di (NaClO), quindi in 100 mL ci sono 0,0405 moli di Cl₂. Calcolando la massa di Cl₂ con massa molare 70,9 g/mol,
otteniamo 2,87%. La risposta corretta è quindi l’opzione B 2,87%.

In breve, la percentuale massa/volume di Cl₂ è calcolata considerando la reazione chimica bilanciata e la relazione tra le moli di NaClO e Cl₂, risultando in 2,87%.

La reazione di decomposizione del clorato di potassio (KClO₃) è rappresentata come segue:

2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂

Questo significa che ogni molecola di KClO₃ produce tre molecole di O₂ durante la decomposizione. Per calcolare la quantità di O₂ prodotta da una data quantità di KClO₃, possiamo seguire i seguenti passaggi:

1. Calcolare le moli di KClO₃ fornite: 30,63 g / 122,55 g/mol = 0,25 mol. Questo è fatto dividendo la massa fornita per la massa molare di KClO₃.
2. Utilizzare il rapporto stechiometrico della reazione per determinare quante moli di O₂ sono prodotte: 0,25 mol × 3 = 0,75 mol. Ogni mol di KClO₃ produce 3 moli di O₂.
3. Calcolare la massa di O₂ prodotta: 0,75 mol × 16 g/mol = 12 g. Questo è fatto moltiplicando le moli di O₂ per la massa molare dell’ossigeno (O₂).

Quindi, la quantità di O₂ prodotta dalla decomposizione di 30,63 g di KClO₃ è 12 g, e la risposta corretta è la D) 12 g.