QUIZ BREVE - NAZIONALI CATEGORIA A

Per determinare il valore della concentrazione molare di B all'equilibrio, in modo che [C] sia uguale a [A] nella reazione di equilibrio A (g) + B (g) → C (g), possiamo utilizzare l'equazione della costante di equilibrio (K_c) e l'informazione data.

L'equazione della costante di equilibrio K_c per questa reazione è:

K_c = [C] / ([A] * [B])

Sappiamo che vogliamo che [C] sia uguale a [A], quindi possiamo scrivere:

[C] = [A]

Ora possiamo sostituire questa relazione nell'equazione della costante di equilibrio:

K_c = [A] / ([A] * [B])

Ora, semplificando:

K_c = 1 / [B]

Vogliamo trovare il valore di [B] che soddisfa questa equazione. Quindi, isoliamo [B]:

[B] = 1 / K_c

Ora, possiamo calcolare il valore di [B] utilizzando la costante K_c data:

[B] = 1 / 0,877 ≈ 1,14 M

Quindi, la concentrazione molare di B all'equilibrio, in modo che [C] sia uguale a [A], è circa 1,14 M. La risposta corretta è la (C), 1,14 M.

L'atomo di cloro ha la seguente configurazione elettronica negli orbitali atomici 3s² 3p⁵. Per formare quattro legami (due sigma e un doppio legame π), l'atomo di cloro deve ibridare quattro orbitali. Poiché abbiamo solo tre orbitali p disponibili, l'atomo di cloro dovrà anche coinvolgere un orbitale d per ottenere quattro orbitali ibridi.

Quindi, l'ibridazione coinvolge un orbitale s, tre orbitali p (3px, 3py, 3pz) e un orbitale d. Questa combinazione di orbitali dà luogo a cinque orbitali ibridi sp³d.

La risposta corretta è quindi C) sp³, che indica la formazione di cinque orbitali ibridi da un orbitale s, tre orbitali p e un orbitale d, utilizzati dall'atomo di cloro nello ione clorito per formare i legami sigma e il doppio legame π nella molecola.

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Per determinare la concentrazione di Fe³⁺ in soluzione quando inizia la precipitazione di Mg(OH)₂, dobbiamo considerare la reazione di precipitazione del Mg(OH)₂ e come questa influenza la concentrazione di Fe³⁺ in soluzione. La reazione di precipitazione del Mg(OH)₂ è la seguente: Mg²⁺ + 2OH⁻ → Mg(OH)₂ (s) La costante di equilibrio K_ps per questa reazione è data da: K_ps = [Mg²⁺][OH⁻]² All'inizio, sia MgCl₂ che FeCl₃ sono presenti in soluzione con una concentrazione di 0,025 M ciascuno. Quando aggiungiamo lentamente NaOH, esso reagirà con il Mg²⁺ formando il precipitato di Mg(OH)₂ fino a quando tutto il Mg²⁺ sarà stato precipitato. La reazione è: Mg²⁺ + 2OH⁻ → Mg(OH)₂ (s) Inizialmente, la concentrazione di OH⁻ è 0,010 M, mentre la concentrazione di Mg²⁺ è 0,025 M. La concentrazione di OH⁻ diminuirà mentre reagisce con il Mg²⁺ per formare il precipitato. Poiché la reazione avviene in rapporto 1:1 tra Mg²⁺ e OH⁻, la concentrazione di Mg²⁺ diminuirà alla stessa velocità della concentrazione di OH⁻. Quando la concentrazione di OH⁻ raggiunge un valore che fa sì che il prodotto delle concentrazioni di Mg²⁺ e OH⁻ sia uguale o superiore a Ksp, si raggiungerà l'equilibrio e il Mg(OH)₂ inizierà a precipitare. Quindi, possiamo scrivere: K_ps = [Mg²⁺][OH⁻]² K_ps = [0,025 - x][0,010 - x]² Dove "x" rappresenta la variazione nella concentrazione di Mg²⁺ e OH⁻ dovuta alla precipitazione. Poiché il K_ps per il Mg(OH)₂ è molto piccolo, possiamo presumere che la variazione "x" sia molto piccola rispetto a 0,025. Quindi, possiamo approssimare la concentrazione di Mg²⁺ in equilibrio a 0,025 - x e la concentrazione di OH⁻ in equilibrio a 0,010 - x. Ora, possiamo risolvere per "x": K_ps = (0,025 - x)(0,010 - x)² 4,3 ∙ 10⁻²⁴ = (0,025 - x)(0,010 - x)² Poiché K_ps è molto piccolo (4,3 ∙ 10⁻²⁴), l'equazione può essere semplificata assumendo che la variazione "x" sia molto piccola. Pertanto, possiamo trascurare "x" nel termine "(0,010 - x)²" poiché sarà trascurabile rispetto a 0,010. L'equazione diventa: 4,3 ∙ 10⁻²⁴ ≈ 0,025 x (0,010)² Ora possiamo risolvere l'equazione: 4,3 ∙ 10⁻²⁴ ≈ (2,5 ∙ 10⁻⁶)x x ≈ (4,3 ∙ 10⁻²⁴) / (2,5 ∙ 10⁻⁶) x ≈ 1,72 ∙ 10⁻¹⁸ M Ora, sappiamo che la variazione nella concentrazione di Mg²⁺ è uguale alla variazione nella concentrazione di Fe³⁺ poiché la reazione coinvolge il Mg²⁺ e non il Fe³⁺. Quindi, la concentrazione di Fe³⁺ in soluzione quando inizia la precipitazione di Mg(OH)₂ è di circa 1,72 ∙ 10⁻¹⁸ M. La risposta corretta è quindi B) 4,3 ∙ 10⁻²⁴ M.   *****  

La risposta esatta è la B) 12%, e la spiegazione è la seguente:

Dalla legge dei gas si ricavano le moli totali finali in un litro (P_tot = 1 atm):n = PV/RT = (1 ∙1)/(0,0821 ∙1170) = 0,0104 mol = 10,4 mmol (q + x)

Le moli di I monoatomico all’equilibrio in un litro (P_p = 0,21 ∙105/1,013 ∙105 = 0,208 atm) sono: n = PV/RT = (0,208 ∙1)/(0,0821 ∙1170) = 0,002165 mol = 2,165 mmol (2x). Da cui si ricava x (mmoli di I₂ dissociate): x = 2,165/2 = 1,083 mmol.

Ora si può ricavare q (mmoli di I₂ iniziali): q + x = 10,4 q = 10,4 – x = 10,4 – 1,083 = 9,317 mmol

Il grado di dissociazione è: x/q = 1,083/9,317 ≈ 11,6%.

La risposta esatta è la D, "13,9%". Ecco una spiegazione più dettagliata:

- Soluzione di NaOH con una concentrazione di 4 M (moli per litro).

- Densità della soluzione: 1,15 g/mL.

Per calcolare la percentuale in massa (m/m) di NaOH, segui questi passaggi:

1. Calcola la massa molare di NaOH:

- La massa molare di NaOH è data dalla somma delle masse atomiche degli atomi che compongono la molecola di NaOH. Quindi:

Massa molare di NaOH = Massa dell'atomo di Na + Massa dell'atomo di O + Massa dell'atomo di H

Massa molare di NaOH = 23 g/mol + 16 g/mol + 1 g/mol = 40 g/mol

2. Calcola la massa di NaOH in un litro di soluzione a 4 M:

- Poiché la concentrazione è 4 M, ci sono 4 moli di NaOH in un litro di soluzione.

- La massa di NaOH in un litro è data dalla massa molare moltiplicata per la concentrazione:

Massa di NaOH in un litro = 4 M x 40 g/mol = 160 g

3. Calcola la massa di un litro di soluzione:

- La densità della soluzione è data come 1,15 g/mL. Quindi, la massa di un litro di soluzione è:

Massa di un litro di soluzione = Densità x Volume = 1,15 g/mL x 1000 mL = 1150 g

4. Calcola la percentuale in massa (m/m) di NaOH:

- La percentuale in massa è la massa di NaOH divisa per la massa di un litro di soluzione, moltiplicata per 100:

% m/m = (Massa di NaOH / Massa di un litro di soluzione) x 100

% m/m = (160 g / 1150 g) x 100 ≈ 13,9%

Quindi, la percentuale in massa di NaOH in questa soluzione è di circa 13,9%, come calcolato. La risposta corretta è la D, "13,9%".