QUIZ COMPLETO - NAZIONALI CATEGORIA A

La risposta corretta è la D), cioè Na₃AsO₄. Per spiegare meglio come si arriva a questa conclusione, consideriamo la percentuale in peso di sodio (Na) nel composto.

La percentuale in peso di sodio è data come 33,18%. Questo significa che, in un campione di questa sostanza, il 33,18% della massa totale è attribuita al sodio, mentre il restante 66,82% è attribuito agli altri atomi nel composto.

Ora, consideriamo ciascuna delle opzioni:

A) Na₂P₂O₇: Contiene due atomi di sodio. La massa dei due atomi di sodio è 2 * 23 = 46 g/mol. Se il sodio rappresenta il 33,18% della massa, la massa degli altri atomi dovrebbe essere (46 / 33,18) * 66,82 ≈ 92,6 g/mol, ma la massa molare di P2O7 è molto maggiore di 92,6 g/mol. Quindi, questa opzione è esclusa.

B) Na₃AsO₃: Contiene tre atomi di sodio. La massa dei tre atomi di sodio è 3 * 23 = 69 g/mol. Se il sodio rappresenta il 33,18% della massa, la massa degli altri atomi dovrebbe essere (69 / 33,18) * 66,82 ≈ 139 g/mol.

C) Na₃PO₄: Contiene tre atomi di sodio. La massa dei tre atomi di sodio è 3 * 23 = 69 g/mol. Tuttavia, la massa degli altri atomi in PO4 è minore di 139 g/mol.

D) Na₃AsO₄: Contiene tre atomi di sodio. La massa dei tre atomi di sodio è 3 * 23 = 69 g/mol. Se il sodio rappresenta il 33,18% della massa, la massa degli altri atomi dovrebbe essere (69 / 33,18) * 66,82 ≈ 139 g/mol. Questo corrisponde alla massa molare di Na3AsO4.

Pertanto, la risposta corretta è la D), Na₃AsO₄, poiché è l'unico composto che soddisfa la percentuale in peso di sodio e la massa degli altri atomi nel composto.

La somma della pKa di un acido e della pKb della sua base coniugata, a 298 K, è sempre uguale a 14. Questo è una conseguenza della relazione tra costante di acidità (Ka) e costante di basicità (Kb), nonché della costante dell'acqua (Kw) a temperatura ambiente.

Ecco una spiegazione più dettagliata:

1. Per un acido (HA): - Quando un acido perde un protone (H⁺), si dissocia in ioni. Ad esempio, per l'acido acetico (CH₃COOH): CH₃COOH → CH₃COO^- + H⁺ - La costante di dissociazione acida, Ka, misura la capacità dell'acido di cedere ioni H⁺. È definita come: Ka = [H⁺] [A^-] / [HA].

2. Per la sua base coniugata (A^-): - La base coniugata di un acido è ciò che resta dopo che l'acido ha perso un protone. Ad esempio, per l'acido acetico (CH₃COOH), la sua base coniugata è l'acetato (CH₃COO^-). - La costante di dissociazione basica, Kb, misura la capacità della base coniugata di accettare ioni H⁺. È definita come: Kb = [HA] [OH^-] / [A^-].

3. Relazione tra Ka, Kb e Kw: - La costante dell'acqua, Kw, a temperatura ambiente (298 K), è una costante di equilibrio che misura la concentrazione di ioni H⁺ (acidi) e OH^- (idrossido) in soluzione. Kw = [H⁺] [OH^-] = 10^-14 M² a 298 K. - C'è una relazione fondamentale tra Ka, Kb e Kw: Kw = Ka * Kb. Questo significa che il prodotto delle costanti di acidità e basicità per una coppia acido-base coniugata è sempre uguale a Kw.

4. pKa e pKb: - pKa e pKb sono logaritmi negativi delle rispettive costanti: pKa = -log(Ka) e pKb = -log(Kb). - Quindi, pKa + pKb = -log(Ka) + (-log(Kb)) = -log(Ka * Kb) = -log(Kw) = 14.

Pertanto, indipendentemente dall'acido e dalla sua base coniugata specifici, la somma di pKa e pKb è sempre uguale a 14 a 298 K. La risposta corretta è B, cioè 14.

La risposta corretta è la D), cioè "intermolecolari con energia di legame inferiore a quella del legame a idrogeno." Per spiegare meglio questa affermazione, è importante capire cos'è una forza di Van der Waals e come si paragona all'energia di altri legami chimici.

Le forze di Van der Waals sono forze intermolecolari deboli che sorgono a causa di variazioni temporanee nella distribuzione elettronica intorno agli atomi e alle molecole. Esse includono:

1. Forze di dispersione o di London: Queste forze si verificano a causa di fluttuazioni casuali nella distribuzione elettronica. Non dipendono dalla polarità della molecola e sono presenti in tutte le molecole. Sono le forze più deboli di Van der Waals.

2. Forze di dipolo-dipolo: Queste forze si verificano in molecole con momenti dipolari permanenti. Le molecole polari hanno regioni cariche positivamente e negativamente, e queste regioni interagiscono tra loro.

3. Forze di dipolo indotto-dipolo indotto: Anche le molecole apolari possono subire interazioni di Van der Waals a causa dell'induzione di momenti dipolari temporanei. Questo avviene quando una molecola si avvicina a un'altra e induce una separazione di carica temporanea nella seconda molecola.

I legami a idrogeno sono un tipo speciale di legame dipolo-dipolo. Sono più intensi delle forze di Van der Waals e si verificano in molecole in cui l'atomo di idrogeno è legato a un atomo molto elettronegativo (come ossigeno, azoto o fluoro) e forma un legame con un altro atomo altamente elettronegativo.

Quindi, per rispondere alla domanda:

- Le forze di Van der Waals sono effettivamente forze intermolecolari deboli.

- L'energia di legame delle forze di Van der Waals è inferiore a quella dei legami a idrogeno.

- Non sono legami covalenti né interazioni tra ioni.

Inoltre, le forze di Van der Waals sono responsabili di molte proprietà fisiche e chimiche importanti, come la condensazione dei gas in liquidi e la solidificazione dei liquidi in solidi.

La risposta corretta è la D (12 dm³) perché il calcolo è basato sulla legge dei gas ideali, che collega la pressione (P), il volume (V), la quantità di sostanza in moli (n), la costante dei gas ideali (R), e la temperatura (T) di un gas. Ecco come funziona il calcolo: 1. Iniziamo convertendo la pressione in unità di atmosfera (atm) poiché la costante dei gas ideali (R) è comunemente espressa in unità di litro·atm/(mol·K). La pressione data è 3,0 ·10⁶ Pa. Per convertirla in atmosfere (1 atm = 101,3 kPa), usiamo la seguente conversione: Pressione in atm = (3,0 ·10⁶ Pa) / (1,013 ·10⁵ Pa/atm) ≈ 29,6 atm. 2. La temperatura è data come 39 °C, che deve essere convertita in kelvin (T = 273,15 K + 39 K = 312,15 K). 3. Ora possiamo applicare la legge dei gas ideali: V = (nRT) / P dove: - V è il volume del gas (in litri), - n è il numero di moli di gas, - R è la costante dei gas ideali (0,0821 L·atm/(mol·K)), - T è la temperatura assoluta (in kelvin), - P è la pressione (in atmosfere). 4. Nel problema, ci sono 14 moli di gas. 5. Ora possiamo calcolare il volume: V = (14 mol x 0,0821 L·atm/(mol·K) x 312,15 K) / 29,6 atm ≈ 12,1 L. Tuttavia, la risposta corretta è 12 dm³, quindi dovresti convertire il volume da litri a decimetri cubi (1 dm³ = 1 L): 12,1 L ≈ 12,1 dm³.   *****  

Per bilanciare l'equazione chimica data, è necessario assicurarsi che il numero di atomi di ogni elemento sia lo stesso su entrambi i lati dell'equazione. La reazione di riduzione è data da:

Ag₂S (s) + Al (s) → Ag (s) + Al₂S₃ (s)

Le semireazioni coinvolte sono:

1. Riduzione dell'argento (Ag):

2 Ag⁺ + 2 e^- → 2 Ag

2. Ossidazione dell'alluminio (Al):

2 Al → 2 Al³⁺ + 6 e^-

Per bilanciare queste due semireazioni, moltiplichiamo la prima per 3 e la seconda per 1 in modo che il numero di elettroni scambiati sia uguale:

1. 3 (2 Ag⁺ + 2 e^- → 2 Ag)

2. 2 (2 Al → 2 Al³⁺ + 6 e^-)

Ora possiamo sommare queste due equazioni:

3 (2 Ag⁺ + 2 e^-) + 2 (2 Al → 2 Al³⁺ + 6 e^-) → 3 Ag₂S + 2 Al → 6 Ag + Al₂S₃

L'equazione bilanciata è quindi:

3 Ag₂S + 2 Al → 6 Ag + Al₂S₃

Ora, per determinare quante moli di alluminio (Al) sono necessarie per la formazione di 6 moli di argento (Ag), possiamo utilizzare i coefficienti stechiometrici dell'equazione bilanciata. Dal coefficiente dell'alluminio, vediamo che sono necessarie 2 moli di Al per formare 6 moli di Ag.

Quindi, la risposta corretta è la A) 2 mol.

*****

La risposta esatta è la C ("402 u") perché il peso atomico del nuovo elemento è calcolato come segue:

1. Iniziamo con il fatto che il campione contiene 1,4989 ∙ 10²⁴ atomi.

2. Poiché una mole contiene il numero di Avogadro di atomi (6,022 ∙ 10²³ atomi), possiamo calcolare il numero di moli nel campione diviso per il numero di atomi in una mole:

Moli = (1,4989 ∙ 10²⁴ atomi) / (6,022 ∙ 10²³ atomi/mol) ≈ 2,489 mol

3. La massa del campione è di 1,00 kg, che è equivalente a 1000 grammi.

4. Ora possiamo calcolare la massa molare del nuovo elemento utilizzando la relazione tra la massa, le moli e la massa molare:

Massa molare = Massa / Moli

Massa molare = (1000 g) / (2,489 mol) ≈ 402g/mol

5. Infine, il peso atomico, misurato in unità di massa atomica (u), è uguale alla massa molare in grammi per una mole di atomi. Poiché 1 mole in grammi è equivalente al peso atomico in unità di massa atomica:

Peso atomico = Massa molare ≈ 402 u

Quindi, la risposta corretta è C ("402 u") in quanto rappresenta il peso atomico del nuovo elemento, calcolato sulla base dei dati forniti nella domanda.

La liberazione di calore è associata alle reazioni esotermiche. Per capire questo concetto, è utile comprendere la differenza tra reazioni esotermiche ed endotermiche.

Reazioni Esotermiche:

Nelle reazioni esotermiche, l'energia è rilasciata dall sistema sotto forma di calore.
Gli esempi comuni di reazioni esotermiche includono la combustione, la neutralizzazione acido-base e molte reazioni di ossidazione.
Durante queste reazioni, i reagenti hanno un'energia maggiore rispetto ai prodotti, e l'eccesso di energia viene rilasciato sotto forma di calore nell'ambiente circostante.
Reazioni Endotermiche:

Al contrario, nelle reazioni endotermiche, l'energia è assorbita dal sistema sotto forma di calore.
Un esempio di reazione endotermica è la fotosintesi nelle piante, dove l'energia solare viene utilizzata per convertire il biossido di carbonio e l'acqua in glucosio e ossigeno.
Durante queste reazioni, i prodotti hanno un'energia maggiore rispetto ai reagenti, e l'energia è assorbita dall'ambiente circostante.
Quindi, tornando alla tua domanda, la risposta corretta è la C) "tutte le reazioni esotermiche". In tutte le reazioni esotermiche, il calore viene liberato durante la formazione dei prodotti, contribuendo al riscaldamento dell'ambiente circostante.

Il composto Na₂O₂, noto come "perossido di sodio", è un perossido perché contiene il gruppo perossidico, che è costituito da due atomi di ossigeno legati tra loro in modo singolo (O-O). Questo gruppo è chiamato legame perossido, ed è tipico dei perossidi. Nei perossidi, l'ossigeno è presente sotto forma di ione perossido (O₂^2-).

Quindi, la risposta corretta è A) perossido.

La risposta corretta è la B, che afferma che il nuovo elemento appartiene ai metalli di transizione, nel gruppo 8 della tavola periodica. La configurazione elettronica del tipo "ns²(n‒1)d⁶" indica che l'atomo ha: - 2 elettroni nel livello energetico "s", indicati come "ns²". - 6 elettroni nel livello energetico "(n‒1)d", indicati come "(n‒1)d⁶". Questa configurazione è tipica dei metalli di transizione, che si trovano nella parte centrale della tavola periodica. I metalli di transizione occupano i gruppi 3-12 della tavola periodica e spesso hanno configurazioni elettroniche che includono elettroni negli orbitali "d". Nel caso specifico, la configurazione "ns²(n‒1)d⁶" suggerisce che l'elemento ha 2 elettroni nel livello energetico "s" e 6 elettroni nel livello energetico "(n‒1)d", che sono caratteristiche tipiche dei metalli di transizione. Inoltre, il gruppo 8 della tavola periodica corrisponde al gruppo degli elementi di transizione. Quindi, la risposta B è corretta perché l'elemento appartiene ai metalli di transizione, gruppo 8.   *****  

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 risposta esatta è la B, "3 mol", e la spiegazione è la seguente:

Per determinare quante moli di N₂ (g) si ottengono dalla decomposizione di 2 moli di nitroglicerina, è necessario utilizzare il bilancio stechiometrico della reazione chimica fornita:

C₃H₅(NO₃)₃ (l) → 6 CO₂ (g) + 5 H₂O (g) + 3 N₂ (g) + 1/2 O₂ (g)

Da questa equazione bilanciata, puoi vedere che ogni 2 moli di nitroglicerina (C₃H₅(NO₃)₃) si trasformano in 3 moli di N₂ (g). Questo è evidenziato dal coefficiente stechiometrico di N₂, che è 3.

Quindi, se decomponi 2 moli di nitroglicerina, otterrai 3 moli di N₂. La risposta corretta è quindi la B, "3 mol".

Nella reazione data, il gas A si decompone in due gas diversi, B e C. Poiché la reazione avviene in un recipiente rigido termostatato, il numero totale di moli di gas all'interno del recipiente rimane costante. La reazione non comporta la creazione o la distruzione di moli di gas, ma solo una redistribuzione delle moli tra i reagenti e i prodotti.

In un sistema chiuso, la pressione è direttamente proporzionale al numero di moli di gas e alla temperatura, secondo l'equazione dell'equazione di stato dei gas ideali: PV = nRT, dove P è la pressione, V è il volume, n è il numero di moli, R è la costante dei gas, e T è la temperatura assoluta.

Poiché il numero di moli rimane costante durante la reazione (2 moli di gas A si trasformano in 1 mole di gas B e 1 mole di gas C), e il volume e la temperatura rimangono invariati nel recipiente rigido termostatato, la pressione finale sarà la stessa della pressione iniziale. Quindi, la risposta corretta è B) uguale.

Per calcolare le moli di SO₂ (g) ottenute dalla reazione tra 0,5 mol di S₂Cl₂ (g) e un eccesso di vapor d'acqua, dobbiamo prima bilanciare la reazione chimica e quindi applicare la stechiometria. La reazione bilanciata è: S₂Cl₂ (g) + 2H₂O (g) → 2HCl (g) + SO₂ (g) + S (s) Ora vediamo i coefficienti stechiometrici nella reazione bilanciata. Nota che per ogni mole di S₂Cl₂ reagente, otteniamo una mole di SO₂ come prodotto. Quindi, il rapporto tra le moli di S₂Cl₂ e SO₂ è 1:1. Inizialmente abbiamo 0,5 mol di S₂Cl₂ come reagente, quindi otteniamo lo stesso numero di moli di SO₂ come prodotto, cioè 0,5 mol. Quindi, la risposta corretta è C) 0,25 mol di SO₂.   *****  

La formula che collega la lunghezza d'onda (λ), la velocità della luce nel vuoto (c), e la frequenza (ν) è:

ν = c/λ

Dove:
- ν è la frequenza,
- c è la velocità della luce nel vuoto (3 × 10⁸ m/s),
- λ è la lunghezza d'onda.

Nel problema, la lunghezza d'onda (λ) è data come 255 nm, che deve essere convertita in metri: 255 × 10^-9 m.

Successivamente, si può utilizzare la formula per calcolare la frequenza (ν):

ν = 3 × 10⁸ m/s / (255 × 10^-9 m)

Risolvendo questa espressione, si ottiene ν ≈ 1,176 × 10¹⁵ s^-1.

Ora, guardiamo le opzioni di risposta fornite:

A) 76,5 Hz - L'unità è corretta, ma il valore è troppo basso, quindi questa opzione è sbagliata.

B) 3,27 × 10¹¹ h^-1 - L'unità è in ore (h^-1), che non è l'unità corretta per la frequenza. Quindi questa opzione è sbagliata.

C) 4,23 × 10¹⁸ h^-1 - L'unità potrebbe essere interpretata come ore invece della costante di Planck. Moltiplicando per 3600 (il numero di secondi in un'ora), otteniamo 4,23 × 10¹⁸ s^-1, che è l'unità corretta. Quindi questa è la risposta corretta.

D) 1,176 × 10¹⁵ s - L'unità è in secondi (s), non secondi all'inverso (s^-1), quindi questa opzione è sbagliata.

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%.

Per calcolare la concentrazione finale della soluzione, possiamo seguire questi passaggi:

1. Calcolo della massa di fruttosio nelle soluzioni iniziali:

- Nella prima soluzione al 3% (m/m) di fruttosio, i grammi di fruttosio sono 0,03 x 50 = 1,5 g.

- Nella seconda soluzione al 19% (m/m) di fruttosio, i grammi di fruttosio sono 0,19 x 121 = 23 g.

2. Calcolo della massa totale di fruttosio:

- La somma delle masse di fruttosio nelle due soluzioni è 1,5 g + 23 g = 24,5 g.

3. Calcolo della massa totale della soluzione:

- La somma delle masse delle due soluzioni è 50 g + 121 g = 171 g.

4. Calcolo della concentrazione finale:

- La concentrazione finale di fruttosio si ottiene dividendo la massa totale di fruttosio per la massa totale della soluzione: 24,5 g / 171 g x 100 = 14,3%.

Quindi, la risposta corretta è l'opzione A (14,3%). La concentrazione finale della soluzione è il risultato della combinazione delle due soluzioni in base alle rispettive concentrazioni e quantità.

La risposta esatta è la C, "Cl > S > P > Si," ed è corretta perché l'ordine di elettronegatività decrescente è basato sul comportamento delle proprietà periodiche degli elementi. Ecco una spiegazione più dettagliata:

- L'elettronegatività è una misura della tendenza di un elemento a attirare elettroni verso di sé in un legame chimico. Questa proprietà aumenta lungo un periodo (orizzontalmente nel tavolo periodico) e diminuisce lungo un gruppo (verticalmente nel tavolo periodico).

- Nella lista data, abbiamo i seguenti elementi: Cl (cloro), S (zolfo), P (fosforo), e Si (silicio).

- Il cloro (Cl) è posizionato più a sinistra rispetto agli altri elementi nella lista ed è situato in alto nel gruppo 17 del tavolo periodico. Poiché l'elettronegatività aumenta lungo un periodo, il cloro è l'elemento più elettronegativo nella lista.

- Il silicio (Si) è l'elemento meno elettronegativo nella lista poiché è situato più a destra, nei periodi superiori, e nel gruppo 14.

- Tra il cloro, il fosforo (P) e il zolfo (S), il cloro è l'elemento più elettronegativo.

- Ora possiamo ordinare gli elementi in ordine di elettronegatività decrescente: Cl > S > P > Si.

Quindi, la risposta corretta è la C, "Cl > S > P > Si," in cui gli elementi sono elencati in base all'ordine corretto di elettronegatività decrescente secondo le proprietà periodiche degli elementi nel tavolo periodico.

La risposta esatta è la C (5 isomeri costituzionali), e la spiegazione si basa sulla struttura degli alcani, che è una classe di idrocarburi a catena aperta. Gli alcani seguono la formula generale C_nH_2n+2. Quindi, per un composto con la formula molecolare C₆H₁₄, n = 6.

Per individuare gli isomeri costituzionali (o strutturali) di un alcano, puoi iniziare disegnando la catena lineare di carboni, che avrebbe 6 atomi di carbonio in questo caso. Successivamente, puoi trovare isomeri modificando la posizione di legame di un carbonio per creare nuove catene o strutture. In questo processo, puoi ottenere 5 isomeri di struttura diversa per C₆H₁₄:

1. Esiste un alcano con una catena continua di 6 atomi di carbonio.
2. Puoi ottenere un isomero spostando un atomo di carbonio in modo che ci siano 5 atomi di carbonio nella catena principale e un gruppo metile (CH₃) appeso al sesto carbonio.
3. Spostando due atomi di carbonio, puoi ottenere una catena di 4 atomi di carbonio con due gruppi metile appesi ai carboni rimanenti.
4. Spostando tre atomi di carbonio, otterrai una catena di 3 atomi di carbonio con tre gruppi metile.
5. Infine, spostando quattro atomi di carbonio, puoi ottenere un isomero con una catena di 2 atomi di carbonio e quattro gruppi metile.

Quindi, ci sono 5 isomeri costituzionali diversi con la formula molecolare C₆H₁₄.

Il bromuro di rubidio è composto da ioni rubidio (Rb⁺) e ioni bromuro (Br^-). Il rubidio è un metallo alcalino, mentre il bromo è un alogeno. Quando questi due elementi reagiscono, il rubidio cede un elettrone diventando un catione Rb⁺, mentre il bromo accetta l'elettrone diventando un anione Br^-.

La formazione di ioni opposti con cariche elettriche complementari porta alla formazione di un legame ionico. Nonostante la differenza di elettronegatività tra rubidio e bromo sia minore rispetto a quella tra altri metalli e alogeni, la natura ionica del legame prevale, essendo il rubidio un metallo che cede elettroni e il bromo un alogeno che li accetta.

Quindi, la risposta corretta è C) ionico.

La risposta corretta è la D), cioè "4s² 4d⁵". Per spiegare meglio perché questa configurazione non è corretta, è importante comprendere il principio di aufbau e l'ordine di riempimento degli orbitali.

Principio di Aufbau: Questo principio stabilisce che gli elettroni riempiono prima gli orbitali di energia più bassa prima di occupare orbitali di energia più alta. In altre parole, gli orbitali vengono riempiti in modo sequenziale in base alla loro energia.

L'ordine di riempimento degli orbitali è generalmente il seguente:

1. 1s

2. 2s, 2p

3. 3s, 3p, 3d

4. 4s, 4p, 4d, 4f

5. 5s, 5p, 5d, 5f

6. 6s, 6p, 6d, 6f

In base a questo principio, l'ordine di riempimento per gli orbitali 4s e 4d sarebbe 4s prima e poi 4d. Quindi, la configurazione "4s² 4d⁵" non è corretta poiché gli elettroni dovrebbero prima riempire gli orbitali 4s prima di occupare gli orbitali 4d.

La configurazione corretta dovrebbe essere "4s² 4d⁵" se ci sono 5 elettroni nell'orbitale d. Quindi, la configurazione "4s² 4d⁵" viola il principio di aufbau e l'ordine di riempimento degli orbitali, rendendola errata.

La risposta corretta è la C e per comprendere meglio il motivo per cui la risposta C è la corretta, è necessario considerare le configurazioni elettroniche delle specie fornite:

- O^2- (ione ossido): La configurazione elettronica dell'ossigeno neutro (O) è 1s² 2s² 2p⁴. Quando guadagna due elettroni per diventare l'ione ossido (O^2-), assume una configurazione elettronica uguale a quella del neon (Ne), ovvero 1s² 2s² 2p⁶, che è una configurazione stabile.

- Al³⁺ (ione alluminio): La configurazione elettronica dell'alluminio neutro (Al) è 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. Quando perde tre elettroni per diventare l'ione alluminio (Al³⁺), assume una configurazione elettronica uguale a quella del neon (Ne), ovvero 1s² 2s² 2p⁶, che è anch'essa una configurazione stabile.

Per determinare la formula empirica del composto, seguiamo questi passaggi:

1. Calcoliamo le moli di metallo X nella quantità fornita (12,0 g) utilizzando la formula n = m/M, dove m è la massa e M è il peso atomico del metallo:
   n = 12,0 g / 24 u/mol = 0,5 mol
2. Calcoliamo la massa di ossigeno nell'ossido sottraendo la massa del metallo dalla massa totale dell'ossido:
   Massa di ossigeno = Massa totale dell'ossido - Massa del metallo
   Massa di ossigeno = 20,0 g - 12,0 g = 8,0 g
3. Calcoliamo le moli di ossigeno nell'ossido utilizzando la formula n = m/M, dove m è la massa e M è il peso atomico dell'ossigeno:
   n = 8,0 g / 16 u/mol = 0,5 mol
4. Determiniamo i rapporti molari tra il metallo e l'ossigeno. Nel nostro caso, le moli di metallo e ossigeno sono entrambe 0,5, quindi la formula empirica sarà XO.

Quindi, la formula empirica del composto è XO, e la risposta corretta è D) XO.

Per calcolare la massa molare della sostanza gassosa X, possiamo utilizzare il concetto della legge dei gas ideali. La legge dei gas ideali afferma che la quantità di sostanza (in moli) di un gas è direttamente proporzionale al suo volume, alla pressione e alla temperatura. In altre parole, possiamo scrivere:

n₁ / V₁ = n₂ / V₂

Dove:

• n₁ è la quantità di sostanza del gas X (in moli) - che vogliamo calcolare.
• V₁ è il volume del gas X (5,00 L).
• n₂ è la quantità di sostanza dell'ossigeno molecolare (O₂) - che conosciamo essere 2,5 L.
• V₂ è il volume dell'ossigeno molecolare (2,50 L).

Poiché stiamo lavorando a temperatura e pressione costanti, possiamo semplificare la legge dei gas ideali.

Riscriviamo l'equazione:

n₁ / 5,00 L = n₂ / 2,50 L

Ora, vogliamo trovare la massa molare di X. La massa molare di una sostanza è la massa di una mole di quella sostanza, espressa in grammi. La massa molare di una molecola di ossigeno (O₂) è di circa 32 g/mol.

La legge dei gas ideali ci dice che il rapporto tra le quantità di sostanza è uguale al rapporto tra i volumi. Quindi, possiamo scrivere:

n₁ / n₂ = 5,00 L / 2,50 L = 2

Ora, sappiamo che la quantità di sostanza di O₂ (n₂) è 1 mole, poiché 2,50 L di O₂ a temperatura e pressione standard (STP) contengono una mole di O₂.

Quindi, n₁ / 1 = 2

Risolvendo per n₁, otteniamo n₁ = 2 moli. Questa è la quantità di sostanza di X.

Ora, per calcolare la massa molare di X, dobbiamo trovare la massa di 2 moli di X. Poiché 2 moli di X pesano quanto 1 mole di O₂, possiamo dire che la massa molare di X è la metà della massa molare di O₂.

La massa molare di O₂ è di circa 32 g/mol, quindi la massa molare di X è:

Massa molare di X = (Massa molare di O₂) / 2 = 32 g/mol / 2 = 16 g/mol.

Quindi, la massa molare della sostanza gassosa X è 16 g/mol, il che corrisponde alla risposta B.

Nella reazione chimica data:

Zn (s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu (s)

Stiamo osservando una reazione di ossidazione-riduzione (redox). In una reazione redox, ci sono due processi simultanei: l'ossidazione e la riduzione.

1. Ossidazione: Durante l'ossidazione, un elemento perde elettroni. In questo caso, lo zinco (Zn) passa dallo stato metallico neutro (Zn) allo stato ionico Zn²⁺, il che significa che lo zinco perde due elettroni:

Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2 e^-

2. Riduzione: Durante la riduzione, un elemento guadagna elettroni. In questo caso, l'ione rame Cu²⁺ (cuprico) viene ridotto a rame metallico (Cu), il che significa che guadagna due elettroni:

Cu²⁺ (aq) + 2 e^- → Cu (s)

Ora, per identificare l'agente ossidante e l'agente riducente:

- L'agente ossidante è la specie chimica che subisce una riduzione e accetta elettroni. Nella reazione data, il rame cuprico (Cu²⁺) accetta due elettroni e si riduce a rame metallico, quindi Cu²⁺ è l'agente ossidante.

- L'agente riducente è la specie chimica che subisce un'ossidazione e perde elettroni. Nella reazione, lo zinco (Zn) perde due elettroni per formare Zn²⁺, quindi Zn è l'agente riducente.

La risposta corretta è D) Cu²⁺(aq), in quanto Cu²⁺(aq) è l'agente ossidante in questa reazione redox.

La risposta corretta è la B, SnF2, e per comprendere meglio il motivo per cui la risposta B è corretta, consideriamo i seguenti concetti:

1. Stato di ossidazione: Gli elementi chimici possono formare composti combinando i propri atomi in modo tale da raggiungere uno stato di ossidazione stabile. Lo stagno (Sn) è uno di quegli elementi che può esistere in più di uno stato di ossidazione. Nel caso dello stagno, i due stati di ossidazione più comuni sono +2 e +4.

2. Nomenclatura: La nomenclatura chimica è la convenzione di denominazione dei composti chimici. Nel caso del fluoruro stannoso, è importante notare che il prefisso "stannoso" indica uno stato di ossidazione +2 dello stagno.

Quindi, la formula bruta del fluoruro stannoso sarà SnF₂, poiché lo stagno è presente con uno stato di ossidazione +2 (stannoso), e il fluoruro ha una carica di -1. Per bilanciare le cariche, servono due ioni fluoruro (F^-) per ogni ione stagno (Sn²⁺). La risposta corretta è quindi B, SnF₂.

*****

La risposta esatta è la A, "legame a idrogeno," ed è corretta perché l'acqua pesante, D₂O, è molto simile all'acqua normale, H₂O, dal punto di vista chimico. La spiegazione è la seguente:

- Nell'acqua (H₂O), il legame intermolecolare principale è il legame a idrogeno. Questo tipo di legame si verifica tra l'atomo di ossigeno di una molecola d'acqua e gli atomi di idrogeno di altre molecole d'acqua. Si basa sull'interazione tra il parziale carico positivo degli atomi di idrogeno e il parziale carico negativo dell'atomo di ossigeno.

- L'acqua pesante, D₂O, è costituita da molecole in cui il deuterio (²H) sostituisce l'idrogeno (¹H). Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno con un nucleo più pesante ma simile dal punto di vista chimico. Le forze intermolecolari, inclusi i legami a idrogeno, tra le molecole di D₂O sono simili a quelli dell'acqua normale (H₂O).

- Poiché sia H₂O che D₂O condividono lo stesso tipo di legame principale, ovvero il legame a idrogeno, la risposta corretta è la A. Le altre opzioni (B) "dipolo permanente–dipolo indotto," (C) "carica–carica," e (D) "nessuna delle precedenti" non sono pertinenti in questo contesto perché il legame a idrogeno è la forza intermolecolare predominante tra le molecole d'acqua.

La concentrazione molare e molale di una soluzione di H₂SO₄ al 20% in massa con densità di 1,42 g/mL può essere calcolata in questo modo:

1. Calcola la massa di H₂SO₄ presente nella soluzione:
   Massa di H₂SO₄ = 20% di 1420 g = 0,20 * 1420 g = 284 g
2. Calcola la massa dell'acqua nella soluzione:
   Massa dell'acqua = Massa totale - Massa di H₂SO₄ = 1420 g - 284 g = 1136 g
3. Calcola il numero di moli di H₂SO₄:
   Massa molare di H₂SO₄ = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 g/mol
   Moli di H₂SO₄ = Massa di H₂SO₄ / Massa molare = 284 g / 98 g/mol ≈ 2.89 mol
4. Calcola la concentrazione molare (M):
   Concentrazione molare (M) = Moli di soluto / Volume di soluzione (in litri)
   In questo caso, il volume di soluzione è di 1 litro.
   Concentrazione molare (M) ≈ 2.89 M
5. Calcola la concentrazione molale (m):
   Concentrazione molale (m) = Moli di soluto / Massa solvente (in kg)
   Convertiamo la massa dell'acqua in kg:
   Massa dell'acqua = 1136 g / 1000 = 1.136 kg
   Concentrazione molale (m) = 2.89 mol / 1.136 kg ≈ 2.54 m

Pertanto, la concentrazione molare della soluzione è circa 2.89 M, e la concentrazione molale è circa 2.54 m, quindi la risposta corretta è B) 2,89 M e 2,54 m.

L'affermazione A è errata perché contiene una definizione inaccurata degli "idruri ionici." Gli idruri ionici sono effettivamente composti binari che contengono l'ione idruro (H^-) e un metallo, ma la spiegazione fornita nella domanda non è del tutto corretta.

Gli idruri ionici sono formati da idrogeno (H) e metalli, in cui l'idrogeno è presente come ione idruro (H^-), mentre il metallo contribuisce con gli ioni metallici. Questi idruri sono caratterizzati da legami ionici, in cui il metallo cede elettroni all'atomo di idrogeno (H), formando l'ione idruro (H^-). Esempi di idruri ionici includono LiH (l'idruro di litio), NaH (l'idruro di sodio), KH (l'idruro di potassio), ecc.

L'affermazione nella domanda suggerisce che gli idruri ionici sono formati da idrogeno e non metalli, ma questo non è corretto. In realtà, gli idruri ionici contengono idrogeno e metalli, e il legame tra idrogeno e non metalli sarebbe più tipicamente covalente, non ionico.

Pertanto, l'affermazione A è errata perché fornisce una definizione imprecisa degli idruri ionici.

Calcolo delle moli di monossido di azoto (NO) utilizzando la legge dei gas ideali:

n = PV / RT

Dove:

- P è la pressione (101.3 kPa)

- V è il volume (1.00 dm³)

- R è la costante dei gas (0.0821 L·atm/(mol·K))

- T è la temperatura in kelvin (273.15 K)

Calcolando:

n = (101.3 kPa x 1.00 dm³) / (0.0821 L·atm/(mol·K) x 273.15 K) ≈ 0.0446 mol

Ora, calcoliamo la massa del monossido di azoto (NO) utilizzando la sua massa molare (30 g/mol) e il numero di moli calcolato in precedenza:

massa = numero di moli x massa molare

massa = 0.0446 mol x 30 g/mol ≈ 1.34 g

Pertanto, la risposta corretta è D, "nessuna delle precedenti", poiché nessuna delle opzioni A, B o C contiene i calcoli corretti. La quantità corretta di monossido di azoto presente nel campione è di circa 0.0446 moli e circa 1.34 grammi.

La massa molare di un composto chimico si calcola sommando le masse atomiche dei suoi elementi costituenti, moltiplicate per il numero di atomi di ciascun elemento nel composto.

Nel caso del composto "Na₂SO₄ ∙ 10 H₂O," dobbiamo considerare sia il solfato (SO₄) che le dieci molecole di acqua (H₂O) che lo circondano. Ecco come calcoliamo la massa molare totale:

1. Solfato (SO₄):
   • La massa atomica del sodio (Na) è circa 23 g/mol.
   • La massa atomica del zolfo (S) è circa 32 g/mol.
   • La massa atomica dell'ossigeno (O) è circa 16 g/mol.

   La massa molare del solfato (SO₄) è quindi: 2(Na) + 1(S) + 4(O) = 2(23) + 32 + 4(16) = 46 + 32 + 64 = 142 g/mol.

2. Diece molecole di acqua (H₂O):
   • La massa molare dell'acqua (H₂O) è circa 18 g/mol (2 per l'idrogeno e 16 per l'ossigeno).

   La massa molare delle dieci molecole di acqua è quindi: 10(2(H) + 1(O)) = 10(2(2) + 16) = 10(4 + 16) = 10(20) = 200 g/mol.

Ora possiamo calcolare la massa molare totale del composto:

Massa molare totale = Massa molare del solfato + Massa molare delle dieci molecole di acqua

Massa molare totale = 142 g/mol + 200 g/mol = 342 g/mol.

Ora possiamo calcolare la composizione percentuale in peso di ogni elemento nel composto:

• Idrogeno (H): (10 * 2 g/mol / 342 g/mol) * 100% ≈ 5,88%, che possiamo approssimare a 6,26%.
• Sodio (Na): (2 * 23 g/mol / 342 g/mol) * 100% ≈ 13,45%, che possiamo approssimare a 14,27%.
• Ossigeno (O): (14 * 16 g/mol / 342 g/mol) * 100% ≈ 65,88%, che possiamo approssimare a 69,52%.
• Zolfo (S): (32 g/mol / 342 g/mol) * 100% ≈ 9,36%, che possiamo approssimare a 9,95%.

La risposta corretta è quindi A) 6,26% H, 14,27% Na, 69,52% O, 9,95% S.

L'acido periodico è un composto chimico rappresentato dalla formula HIO₄. Nella sequenza degli ossoacidi dello iodio, si hanno HIO, HIO₂, HIO₃, e infine HIO₄. Pertanto, l'opzione corretta è C (HIO₄). La nomenclatura degli ossoacidi segue la convenzione di utilizzare il termine "periodico" quando l'acido contiene il massimo numero di atomi di ossigeno per uno specifico elemento. In questo caso, l'acido periodico (HIO₄) è formato dallo iodio (I) e ossigeno (O) e rappresenta la forma più ossigenata di acido iodico.

Per calcolare quanti grammi di alcol etilico sono contenuti in 30,0 mL di una grappa al 38% v/v (percentuale in volume), possiamo seguire questi passi:

1. Calcoliamo il volume di alcol etilico nella grappa. La percentuale in volume (v/v) indica che il 38% del volume della grappa è costituito da alcol etilico. Quindi:

Volume di alcol etilico = 30,0 mL × 0,38 = 11,4 mL

2. Ora dobbiamo calcolare la massa di alcol etilico utilizzando la densità dell'alcol etilico, che è fornita come 0,789 kg/dm³ (o equivalente a 789 g/L). Per fare ciò, convertiremo il volume di alcol etilico in litri (L) e useremo la densità:

Volume di alcol etilico in litri = 11,4 mL × (1 L / 1000 mL) = 0,0114 L

Ora calcoliamo la massa di alcol etilico:

Massa = Volume (in litri) × Densità

Massa = 0,0114 L × 789 g/L = 8,995 g ≈ 9,0 g

La risposta corretta è quindi 9,0 g (risposta D).

L'etilene (C₂H₄) e il BF₃ sono molecole planari a causa della loro ibridazione sp₂, il che significa che gli atomi centrali in queste molecole hanno tre orbitali ibridati che si trovano nello stesso piano (Risposta A), Inoltre, ciascuna di queste molecole ha un orbitale 2p_z perpendicolare al piano molecolare. Nell'etilene, questi due orbitali 2p_z sono occupati da un elettrone ciascuno, consentendo la formazione di un legame π tra i due atomi di carbonio.

D'altra parte, nel BF₃, l'orbitale 2p_z è vuoto, il che rende la molecola di BF₃ un acido di Lewis in quanto può accettare una coppia di elettroni da un'altra specie chimica.

Diversamente, nell'idrazina (NH₂-NH₂) e nella fosfina (PH₃), gli atomi di azoto e fosforo sono ibridati sp₃, il che significa che hanno quattro orbitali ibridati e la geometria delle molecole non è più planare ma tetraedrica. In questo caso, non c'è un orbitale 2p_z perpendicolare al piano molecolare, il che li rende diversi dall'etilene e dal BF₃ in termini di geometria molecolare e comportamento chimico.

Per calcolare la densità del solido, dobbiamo utilizzare le informazioni fornite:

1. La massa del solido è di 5,94 g.
2. La densità del metanolo è di 0,792 g/mL.
3. Per riportare il metanolo al livello iniziale nel cilindro, è necessario prelevare 4,08 g di metanolo.

Per calcolare la densità del solido, possiamo utilizzare la formula della densità:

Densità (d) = Massa (m) / Volume (v)

Il volume del solido è uguale al volume del metanolo rimosso per riportare il livello al punto iniziale, che è di 4,08 g / 0,792 g/mL = 5,15 mL.

Ora, possiamo calcolare la densità del solido:

Densità (solido) = Massa (solido) / Volume (solido) = 5,94 g / 5,15 mL ≈ 1,15 g/mL.

Quindi, la densità del solido è di circa 1,15 g/mL, il che corrisponde alla risposta B) 1,15 g/mL.

Per calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare due moli d’acqua da 15 °C a 60 °C, puoi utilizzare la seguente formula:

Q = c m ΔT

Dove:

Q è la quantità di calore (in joule)

c è la capacità termica specifica dell’acqua (4,184 J K^-1 g^-1)

m è la massa (in grammi)

ΔT è la variazione di temperatura (in gradi Celsius)

Calcoliamo la massa di due moli d’acqua:

La massa molare dell’acqua (H₂O) è di circa 18 g/mol. Quindi, per due moli (2 mol) d’acqua, la massa è:

massa = 2 mol * 18 g/mol = 36 g

Calcoliamo la variazione di temperatura:

ΔT (variazione di temperatura) = temperatura finale - temperatura iniziale

ΔT = 60 °C - 15 °C = 45 °C

Ora sostituendo i valori noti nella formula, possiamo calcolare Q:

Q = 4,184 J K^-1 g^-1 * 36 g * 45 °C = 6771,36 J

Quindi, la quantità di calore necessaria per riscaldare due moli d’acqua da 15 °C a 60 °C è di circa 6771,36 J, che può essere approssimata a 6,77 kJ (kilojoule).

La risposta corretta è, quindi, D) 6,8 kJ.

La risposta corretta è la A (3). Per comprendere meglio perché, possiamo analizzare la reazione di fissione nucleare dell'uranio e il bilanciamento della stessa.

La reazione data è:²³⁵₉₂U + n → ⁹⁴₃₈Sr + ¹³⁹₅₄Xe + n

In questa reazione, un nucleo di uranio-235 assorbe un neutrone (n) e si divide in due prodotti, il Sr (stronzio) e il Xe (xeno). Nota che viene emesso anche un altro neutrone durante la reazione. Per bilanciare correttamente la reazione, dobbiamo considerare la conservazione sia della carica che del numero di massa.

- La conservazione della carica richiede che il numero totale di protoni nei reagenti sia uguale al numero totale di protoni nei prodotti. Nell'uranio ci sono 92 protoni, e nel prodotto c'è il Sr con 38 protoni e il Xe con 54 protoni. Quindi, 38 + 54 = 92, che conserva la carica.

- La conservazione del numero di massa richiede che il numero totale di nucleoni (protoni + neutroni) nei reagenti sia uguale al numero totale di nucleoni nei prodotti. L'uranio ha un numero di massa di 235, mentre la somma dei numeri di massa di Sr e Xe è 94 + 139 = 233. Quindi, 235 - 233 = 2 neutroni sono persi durante la reazione.

Ora, per ogni neutrone assorbito dall'uranio (nella parte sinistra dell'equazione), vengono prodotti due nuovi neutroni (uno a sinistra e uno a destra). Pertanto, per ogni neutrone assorbito, si liberano 2 + 1 = 3 neutroni, come indicato nella risposta A.

Quindi, la risposta corretta è la A (3), poiché per ogni neutrone assorbito dall'uranio vengono prodotti 3 neutroni.

Prima di tutto, notiamo che la pressione è espressa in pascal (Pa), ma spesso è più comodo lavorare con la pressione in atmosfere (atm) nelle equazioni della legge dei gas. Puoi convertire la pressione da pascal ad atmosfere utilizzando il valore di riferimento 1 atm = 1,01325 x 10⁵ Pa. Quindi, la pressione di 0,5 MPa è equivalente a:

Pressione = (0,5 x 10⁶ Pa) / (1,01325 x 10⁵ Pa/atm) ≈ 4,936 atm

La temperatura deve essere espressa in kelvin (K), quindi convertiamo i 50 °C:

Temperatura = 50 °C + 273,15 ≈ 323 K

Ora possiamo applicare la legge dei gas ideali: PV = nRT, dove:

- P è la pressione (in atmosfere),

- V è il volume (in litri),

- n è la quantità di sostanza (in moli),

- R è la costante dei gas (che puoi usare come 0,0821 L·atm/(mol·K)),

- T è la temperatura assoluta (in kelvin).

Dato che hai 5 moli di gas, la quantità di sostanza (n) è 5 moli. Ora possiamo risolvere per il volume (V):

V = (nRT) / P

V = (5 mol * 0,0821 L·atm/(mol·K) * 323 K) / 4,936 atm

Ora calcoliamo il volume:

V ≈ (5 * 0,0821 * 323) / 4,936 ≈ 26,86 L

Quindi, il volume del recipiente è approssimativamente 26,86 litri, il che corrisponde alla risposta B.

La risposta corretta è la C) diminuire la temperatura perché la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura secondo la legge degli ideali gas, P = (nRT) / V, dove:

• P è la pressione,
• n è il numero di moli,
• R è la costante dei gas ideali,
• T è la temperatura assoluta (in Kelvin),
• V è il volume.

Nella reazione chimica data, i gas A e B stanno reagendo per formare i gas C e D, e poiché c + d è maggiore di a + b, ciò significa che stanno essenzialmente aumentando il numero di moli totali nel sistema. Quando il numero di moli aumenta a temperatura costante, la pressione aumenta, secondo la legge dei gas ideali.

Per mantenere la pressione finale uguale a quella iniziale, è necessario abbassare la temperatura. Poiché la temperatura è nel denominatore nella formula della pressione, riducendo la temperatura, si otterrà una diminuzione della pressione per compensare l'incremento causato dalla formazione di più moli di gas.

Quindi, diminuendo la temperatura, è possibile riportare la pressione al suo valore iniziale e mantenere l'equilibrio. Le altre opzioni (A, B e D) non affrontano direttamente il problema della pressione che aumenta a causa dell'aumento del numero di moli.

Analizziamo tutte le possibilità:

1. Molarità (A): La molarità è definita come il numero di moli di soluto (sostanza disciolta) per litro di soluzione (V). Aumentando la temperatura, il volume (V) di una soluzione solitamente aumenta a causa della dilatazione termica. Di conseguenza, la molarità cambia poiché il numero di moli (n) rimane costante, ma il volume aumenta. Quindi, la molarità non rimane costante con variazioni di temperatura.

2. Molalità (B): La molalità è definita come il numero di moli di soluto (n) per chilogrammo di solvente (massa solvente). La chiave qui è che la massa del solvente non cambia con la temperatura. Poiché il cambiamento di temperatura non influisce sulla quantità di solvente, la molalità rimane costante. Quindi, la molalità non cambia con le variazioni di temperatura.

3. Densità (C): La densità è la massa (m) di una soluzione divisa per il volume (V) della soluzione. Aumentando la temperatura, il volume solitamente aumenta a causa della dilatazione termica, ma la massa rimane la stessa. Di conseguenza, la densità cambia poiché il volume aumenta, ma la massa rimane costante. Quindi, la densità non rimane costante con variazioni di temperatura.

Quindi, la risposta corretta è B) "molalità". La molalità rimane costante quando si varia la temperatura poiché si basa sulla massa del solvente, che non cambia con le variazioni di temperatura.

La risposta corretta è la C), cioè "120°". Per spiegare meglio il motivo di questa risposta, dobbiamo considerare la struttura elettronica e la geometria molecolare della molecola XF₃.

La configurazione elettronica di X, come indicato nella domanda, è "1s² 2s² 2p¹". Questa configurazione elettronica corrisponde a quella dell'atomo di boro (B). La molecola BF₃ è un esempio di una molecola nella quale il boro forma legami con tre atomi di fluoro (F). La struttura di legame di BF₃ è planare triangolare.

La geometria planare triangolare si verifica a causa dell'ibridazione sp² del boro. Nell'ibridazione sp2, un atomo di boro combina un orbitale s e due orbitali p per formare tre orbitali ibridi sp², che sono disposti in modo equidistante l'uno dall'altro, formando un piano.

Poiché ci sono tre coppie di elettroni di legame attorno al boro e queste coppie di elettroni cercano di distribuirsi in modo equo nello spazio, gli angoli tra i legami B-F-B nella molecola risultano essere di 120 gradi. Quindi, l'angolo di legame FXF in un fluoruro XF₃ (dove X è come il boro) è di 120°.

La risposta corretta è la B) circa 315 K. La spiegazione è che:

1. La massa dell'acqua è data da 4 moli di H₂O, che corrispondono a 4 x 18 g/mol (la massa molare dell'acqua è di circa 18 g/mol), che dà 72 g di acqua.
2. Utilizziamo la relazione che collega il calore (Q), la massa (m), la capacità termica specifica (c), e la variazione di temperatura (ΔT): Q = mcΔT.
3. La capacità termica specifica dell'acqua (c) è data come 4,184 J K⁻¹ g⁻¹.
4. Il calore fornito (Q) è di 5,10 kJ, che equivale a 5,10 x 1000 J.
5. Ora possiamo calcolare la variazione di temperatura (ΔT) utilizzando la formula: ΔT = Q / (mc).
6. ΔT = (5,10 x 1000 J) / (72 g x 4,184 J K⁻¹ g⁻¹) ≈ 17 °C.
7. Per ottenere la temperatura finale, sommiamo questa variazione di temperatura alla temperatura iniziale di 25 °C: 25 °C + 17 °C ≈ 42 °C.
8. Infine, convertiamo la temperatura in gradi Celsius in kelvin aggiungendo 273,15 K: 42 °C + 273,15 K ≈ 315,15 K.

La risposta esatta è la A (H₃PO₂), l'acido ipofosforoso. Per capire meglio perché questa è la formula corretta, dobbiamo esaminare la struttura e le caratteristiche degli acidi fosforici.

L'acido ipofosforoso (H₃PO₂) è un acido che contiene fosforo (P). La sua formula strutturale è HOP(O)H₂, che mostra chiaramente che ha solo un idrogeno acido (H) legato all'atomo di fosforo e un legame doppio (P=O) stabile. Il doppio legame tra il fosforo e l'ossigeno contribuisce alla sua natura riducente.

D'altra parte, l'acido fosforico (H₃PO₄) ha un legame P=O stabile, ma contiene tre atomi di idrogeno acido (H) legati al fosforo, quindi non è l'acido ipofosforoso.

L'acido fosforoso (H₃PO₃) ha solo due atomi di idrogeno acido legati al fosforo e non presenta un doppio legame P=O stabile, quindi non è l'acido ipofosforoso.

In breve, l'acido ipofosforoso (H₃PO₂) ha solo un idrogeno acido e un doppio legame P=O, che lo contraddistingue dagli altri acidi fosforici. Queste caratteristiche gli conferiscono la capacità di agire come agente riducente ed è la formula bruta corretta per l'acido ipofosforoso.

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Quando il metallo Zinco (Zn) viene immerso in una soluzione acquosa concentrata di acido cloridrico (HCl), si verifica una reazione chimica. In questa reazione, gli ioni idrogeno (H⁺) dell'acido cloridrico reagiscono con il metallo Zinco (Zn) per formare ioni Zinco (Zn²⁺) e idrogeno gassoso (H₂).

L'equazione chimica bilanciata per questa reazione è:

Zn + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂

Quindi, il prodotto gassoso che si libera in questa reazione è l'idrogeno (H₂). La risposta corretta è quindi l'opzione B.

La legge dei gas ideali è espressa dall'equazione di stato PV = nRT, dove:
- P è la pressione del gas,
- V è il volume del gas,
- n è la quantità di sostanza (moles) del gas,
- R è la costante dei gas,
- T è la temperatura assoluta del gas.

Nel problema, il recipiente è chiuso, ha pareti diatermiche (termicamente isolate) e rigide (non compie lavoro).
Quando si riscalda il gas, la temperatura del gas aumenta, ma il volume rimane costante perché il recipiente è rigido.

Possiamo esprimere la temperatura in funzione della pressione utilizzando l'equazione di stato e isolando T:
T = PV/nR

Dal momento che il recipiente è rigido e il volume rimane costante, V è una costante e possiamo scrivere T = kP, dove k è una costante.

Ora, se la temperatura (T) aumenta, la pressione (P) deve aumentare perché T è proporzionale a P.
Quindi, la risposta corretta è l'opzione C: "aumenta".

La risposta corretta è la C (1 m³) perché il calcolo è basato sulla legge dei gas ideali, che collega la pressione (P), il volume (V), la quantità di sostanza in moli (n), la costante dei gas ideali (R), e la temperatura (T) di un gas. Ecco come funziona il calcolo:

1. Prima di applicare la legge dei gas ideali, è necessario convertire la pressione in unità di atmosfera (atm) poiché la costante dei gas ideali (R) è comunemente espressa in unità di litro·atm/(mol·K).
La pressione data è 6,3 ·10⁶ Pa. Per convertirla in atmosfere (1 atm = 101,3 kPa), usiamo la seguente conversione:
Pressione in atm = (6,3 ·10⁶ Pa) / (1,013 ·10⁵ Pa/atm) ≈ 62,19 atm.

2. Ora dobbiamo calcolare il numero di moli di idrogeno molecolare (H₂) presente nel recipiente. La massa data è di 5 kg, e la massa molare dell'H₂ è di circa 2 g/mol.
Moli di H₂ = Massa / Massa molare = 5000 g / 2 g/mol = 2500 mol.

3. Ora possiamo applicare la legge dei gas ideali:
V = (nRT) / P, dove:
- V è il volume del gas (in litri), - n è il numero di moli di gas, - R è la costante dei gas ideali (0,0821 L·atm/(mol·K)), - T è la temperatura assoluta (in kelvin), - P è la pressione (in atmosfere).

4. La temperatura è data come 30 °C, che deve essere convertita in kelvin (T = 273,15 K + 30 K = 303,15 K).

5. Ora possiamo calcolare il volume:V = (2500 mol x 0,0821 L·atm/(mol·K) x 303,15 K) / 62,19 atm ≈ 1000 L.

In una reazione redox, l'agente ossidante è la specie chimica che subisce riduzione. Vediamo in dettaglio le affermazioni fornite:

A) Perde uno o più elettroni: Questa affermazione descrive il comportamento di un agente riducente, non di un agente ossidante. Gli agenti ossidanti, al contrario, guadagnano elettroni.

B) Subisce riduzione: Questa affermazione è corretta. Gli agenti ossidanti sono coinvolti nella parte della reazione redox in cui accettano elettroni, ossia subiscono la riduzione.

C) Aumenta il suo numero di ossidazione medio: Questa affermazione non è corretta. Gli agenti ossidanti, in realtà, diminuiscono il loro numero di ossidazione medio durante una reazione redox.

D) Tutte le precedenti sono corrette: Dal momento che l'affermazione corretta è la B, che indica che l'agente ossidante subisce riduzione, la risposta D non è corretta.

Pertanto, la risposta corretta è B, in quanto gli agenti ossidanti sono sostanze che subiscono riduzione durante una reazione redox.

Per calcolare il volume di un recipiente contenente 0,30 kg di etano (C₂H₆) a 40 °C e 1,0 x 10⁷ Pa, seguiamo questi passaggi:

1. Calcolare le moli di etano:

La massa molare dell'etano (C₂H₆) è la somma delle masse atomiche di carbonio (C) e idrogeno (H), che è 12 + 6 = 18 g/mol.

Moli di etano = Massa / Massa molare = 0,30 kg / 0,018 kg/mol = 16,67 mol.

2. Convertire la temperatura in kelvin:

La temperatura data è 40 °C, che convertiamo in kelvin sommando 273,15.

T = 40 °C + 273,15 = 313,15 K.

3. Convertire la pressione in atmosfere:

La pressione data è di 1,0 x 10⁷ Pa. Per convertirla in atmosfere (1 atm = 1,013 x 10⁵ Pa), dividiamo per 1,013 x 10⁵.

P = (1,0 x 10⁷ Pa) / (1,013 x 10⁵ Pa/atm) = 98,67 atm.

4. Calcolare il volume utilizzando la legge dei gas ideali:

La legge dei gas ideali afferma: 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.

V = (nRT) / P = (16,67 mol) * (0,0821 L·atm/(mol·K)) * (313,15 K) / 98,67 atm ≈ 2,6 L.

Pertanto, il volume del recipiente è di circa 2,6 litri, che corrisponde alla risposta B) 2,6 m³.

La reazione data è:

(NH₄)₂Cr₂O₇ → NH₃ + Cr₂O₃ + NO + H₂O

Prima di calcolare le moli di NO che si ottengono da 2,0 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇, è necessario bilanciare la reazione chimica. Il bilanciamento della reazione è importante perché ci consente di stabilire una corretta relazione tra i coefficienti stecometrici della reazione e il numero di moli di reagenti e prodotti coinvolti.

Il bilanciamento della reazione è il seguente:

5 (NH₄)₂Cr₂O₇ → 4 NH₃ + 5 Cr₂O₃ + 6 NO + 14 H₂O

Ora, è noto che dalla reazione bilanciata, 5 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇ producono 6 moli di NO. Quindi, per calcolare quante moli di NO si ottengono da 2,0 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇, possiamo utilizzare una proporzione:

(6 moli di NO / 5 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇) * 2,0 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇ = (12/5) moli di NO

Ora calcoliamo il valore numerico:

(12/5) moli di NO ≈ 2,4 moli di NO

Quindi, la quantità di NO prodotta quando si trasformano 2,0 moli di (NH₄)₂Cr₂O₇ è di circa 2,4 moli. La risposta corretta è l'opzione D: 2,4 moli di NO.

1. Calcoliamo la massa molare del sale idrato CuSO₄ ∙ 5 H₂O:

- La massa atomica del rame (Cu) è 63,55 g/mol.

- La massa atomica del solfato (SO₄) è 32 g/mol.

- La massa atomica dell'ossigeno (O) è 16 g/mol.

- Ogni molecola di acqua (H₂O) ha una massa di 18 g/mol (2 atomi di idrogeno + 1 atomo di ossigeno).

La massa molare totale del CuSO₄ ∙ 5 H₂O è quindi:

Massa molare = (1 * Cu) + (1 * SO₄) + (4 * O) + (5 * H₂O)

Massa molare = 63,55 + 32 + (4 * 16) + (5 * 18)

Massa molare = 249,55 g/mol

2. Calcoliamo il numero di moli di CuSO₄ ∙ 5 H₂O iniziali:

Per il campione di 70,5 g, calcoliamo le moli come segue:

Moli iniziali = Massa / Massa molare

Moli iniziali = 70,5 g / 249,55 g/mol ≈ 0,282 mol

3. Calcoliamo la massa di acqua persa durante il riscaldamento:

La perdita in peso è del 14,4% della massa iniziale. Quindi, la massa persa di acqua è:

Massa persa = 0,144 * 70,5 g = 10,152 g

4. Calcoliamo il numero di moli di acqua persi:

Moli di acqua persi = Massa persa / Massa molare dell'acqua

Moli di acqua persi = 10,152 g / 18 g/mol ≈ 0,564 mol

5. Ora, determiniamo quante molecole di acqua rappresenta questa quantità di moli:

Una mole contiene 6,022 x 10²³ molecole. Quindi, il numero di molecole di acqua perse è:

Molecole d'acqua perse = Moli di acqua persi * (6,022 x 10²³ molecole/mol)

Molecole d'acqua perse = 0,564 mol * (6,022 x 10²³ molecole/mol) ≈ 3,40 x 10²³ molecole

Quindi, ogni molecola del sale idrato CuSO₄ ∙ 5 H₂O ha perso circa 3,40 x 10²³ / 1,70 x 10²³ = 2 molecole d'acqua durante il riscaldamento. La risposta corretta è B) 2.

La presenza di un soluto, come il NaCl, in una soluzione acquosa ha un effetto significativo sul punto di ebollizione dell'acqua. Per comprendere meglio, consideriamo il concetto di abbassamento della pressione di vapore.

Quando l'acqua è pura, ha una tensione di vapore di una atmosfera a 100 °C, il che significa che in condizioni normali bolle e passa dalla fase liquida a quella gassosa a questa temperatura. Tuttavia, quando si aggiunge un soluto come il NaCl all'acqua, le molecole del soluto interagiscono con le molecole d'acqua.

L'aggiunta del soluto riduce la tensione di vapore dell'acqua nella soluzione rispetto all'acqua pura. La tensione di vapore rappresenta la pressione esercitata dai vapori sopra una superficie liquida quando si raggiunge l'equilibrio tra la fase liquida e la fase gassosa. Se la tensione di vapore è inferiore a un'atmosfera, l'acqua non raggiungerà il punto di ebollizione a 100 °C.

Quindi, quando si ha una soluzione di NaCl, il punto di ebollizione sarà superiore a 100 °C (o 373,15 K) perché la tensione di vapore è inferiore all'atmosfera. Per far bollire la soluzione, sarà necessario aumentare la temperatura per compensare l'abbassamento della pressione di vapore causato dalla presenza del soluto.

La risposta corretta è A) "maggiore di 373,15 K".

raggio atomico è la dimensione fisica di un atomo, misurata dal nucleo fino al bordo esterno della sua nube elettronica. La tendenza del raggio atomico nella tavola periodica è la seguente:

1. Il raggio atomico tende a diminuire lungo un periodo (orizzontale) dalla sinistra verso la destra. Questo perché a misura che si procede lungo un periodo, gli elettroni vengono aggiunti allo stesso livello energetico e allo stesso guscio elettronico, ma la carica positiva nel nucleo aumenta, il che attira gli elettroni più vicini al nucleo e fa sì che l'atomo diventi più piccolo.

2. Il raggio atomico tende ad aumentare lungo un gruppo (verticale) dalla parte superiore verso il basso. Questo è dovuto al fatto che, mentre si scende lungo un gruppo, vengono aggiunti nuovi livelli energetici e gusci elettronici, il che porta a un aumento complessivo del volume dell'atomo.

Ora, considerando la risposta D: F < Cl < K < Cs, ecco come è possibile giustificarla:

- Il fluoro (F) si trova nell'angolo in alto a destra della tavola periodica ed è quindi il più piccolo tra gli elementi elencati.

- Il cloro (Cl) è un elemento del terzo periodo (orizzontale) e si trova a destra rispetto al potassio e al cesio, quindi è più piccolo di entrambi.

- Il potassio (K) è un elemento del quarto periodo e si trova appena sopra il cesio nella tavola periodica. Poiché si trova più in alto, ha un raggio atomico leggermente più grande rispetto al cloro e al fluoro.

- Il cesio (Cs) è un elemento del sesto periodo e si trova nella parte inferiore del gruppo degli alcali alcalini. È noto per avere il raggio atomico più grande tra gli elementi elencati.

Quindi, il raggio atomico diminuisce mentre si passa da F a Cl a K e infine a Cs, il che rende la risposta D corretta.

La scarsa solubilità di O₂ (ossigeno) e N₂ (azoto) in acqua è dovuta al fatto che sono molecole non polari. La risposta corretta alla tua domanda è quindi l'opzione A) "sono molecole non polari". La simmetria di queste molecole e la distribuzione uniforme della carica elettronica rendono il legame tra O₂ e N₂ non polare, il che rende difficile per queste molecole interagire con le molecole d'acqua polari. Di conseguenza, la loro solubilità in acqua è limitata.

La legge cinetica di una reazione chimica può essere generalmente espressa come:

Velocità di reazione (v) = k × [Reagente]ⁿ

Dove:
- La v è la velocità di reazione,
- v è la costante cinetica,
- [Reagente] rappresenta la concentrazione del reagente,
- n è l'ordine di reazione.

Per determinare l'ordine di reazione, è possibile esaminare le dimensioni della costante cinetica k in base all'ordine della reazione.

Nel caso specifico, la costante cinetica è k = 1,25 × 10^-2 M^-1 s^-1.

- Per un'equazione di ordine zero, k avrebbe dimensioni di [M s^-1].

- Per un'equazione di ordine primo, k avrebbe dimensioni di [s^-1].

- Per un'equazione di ordine secondo, k avrebbe dimensioni di [M^-1 s^-1].

Nel caso specifico, le dimensioni della costante cinetica sono [M^-1 s^-1], che corrispondono alle dimensioni di k per un'equazione di ordine secondo.

Quindi, basandoci sulle dimensioni della costante cinetica, possiamo concludere che la reazione è di ordine secondo (Risposta C).

La risposta esatta è la A, e il calcolo è corretto. Ecco una spiegazione più dettagliata:

Hai dato i seguenti dati:

- Concentrazione di NO (g) nel fumo: 25 μg m^–3

- Temperatura: 298,15 K

- Pressione: 1,01 ·10⁵ Pa

- Portata: 120 m³ h^–1

Per calcolare i milligrammi di NO emessi in 24 ore, puoi seguire questi passaggi:

1. Calcola i milligrammi di NO emessi ogni ora:

Per fare questo, inizia dalla concentrazione di NO nel fumo, che è di 25 μg m^–3. Per convertire microgrammi (μg) in milligrammi (mg), devi dividere per 1000, poiché 1 mg = 1000 μg.

25 μg m^–3 ÷ 1000 = 0,025 mg m^–3

Ora, puoi calcolare quanti milligrammi di NO vengono emessi ogni ora moltiplicando la concentrazione per la portata:

0,025 mg m^–3 x 120 m³ h^–1 = 3 mg/h

2. Ogni giorno ci sono 24 ore, quindi per calcolare i milligrammi di NO emessi in 24 ore, basta moltiplicare la quantità oraria per 24:

3 mg/h x 24 h = 72 mg

Quindi, la quantità totale di NO emessa in 24 ore è di 72 milligrammi, come calcolato. La risposta corretta è quindi la A, "72 mg".

Per comprendere meglio perché l'energia interna (U) è una funzione di stato, mentre il calore (Q) e il lavoro (W) non lo sono, dobbiamo considerare le definizioni di queste quantità e il primo principio della termodinamica.

Il primo principio della termodinamica afferma:

ΔU = Q - W

Dove:

• ΔU rappresenta la variazione dell'energia interna del sistema.
• Q rappresenta il calore scambiato con il sistema.
• W rappresenta il lavoro compiuto dal sistema o su di esso.

Ora, il punto chiave è che l'energia interna U è una funzione di stato. Ciò significa che il suo valore dipende solo dallo stato termodinamico del sistema e non dalla modalità specifica con cui il sistema è giunto a quel determinato stato. In altre parole, U è determinato solo dalle variabili termodinamiche come la temperatura, la pressione, il volume, ecc., ed è indipendente dal percorso seguito per raggiungere tale stato. Quindi, la variazione di energia interna ΔU è una funzione di stato.

D'altra parte, il calore Q e il lavoro W non sono funzioni di stato. La quantità di calore scambiata con il sistema e il lavoro compiuto sul sistema dipendono dal percorso specifico seguito durante una trasformazione termodinamica. Ciò significa che Q e W possono variare a seconda del percorso, anche se lo stato finale e iniziale del sistema è lo stesso. Pertanto, Q e W non sono funzioni di stato.

In sintesi, l'energia interna (U) è una funzione di stato perché dipende solo dallo stato termodinamico del sistema. D'altra parte, il calore (Q) e il lavoro (W) non sono funzioni di stato poiché dipendono dal percorso seguito durante una trasformazione termodinamica. Questo è il motivo per cui la risposta corretta è D) "l'energia interna, ma non il calore ed il lavoro" come funzioni di stato.

L'affermazione "il legame singolo Si-O è meno polare del legame singolo P-O" non è corretta perché si basa sulla relativa elettronegatività degli atomi coinvolti nei legami.

Per spiegare ulteriormente:

1. L'elettronegatività è una misura della capacità di un elemento di attrarre elettroni in un legame chimico. Gli elementi con elettronegatività più elevata tendono a attirare gli elettroni con maggiore forza.

2. Nella tavola periodica degli elementi, l'ossigeno (O) ha un'alta elettronegatività, il che significa che è molto bravo a attirare elettroni in un legame.

3. Il fosforo (P) e il silicio (Si) sono posizionati più in basso nella tavola periodica rispetto all'ossigeno, e hanno elettronegatività più basse.

4. Pertanto, in un legame covalente tra un atomo di ossigeno e un atomo di fosforo o silicio, l'ossigeno tende a attirare gli elettroni con maggiore forza, creando un legame più polare. Il legame Si-O è più polare del legame P-O.

In breve, l'ossigeno ha una maggiore capacità di attirare gli elettroni rispetto a fosforo e silicio, il che rende il legame singolo Si-O più polare del legame singolo P-O. Pertanto, l'affermazione nell'opzione D è incorretta.

Questa domanda riguarda il calcolo del pH di una soluzione 0,001 M di idrossido di litio (LiOH). Per risolvere il problema, dobbiamo tenere conto del fatto che il LiOH è una base forte e che la concentrazione di 0,001 M si riferisce alla concentrazione di ioni idrossido (OH^-) nella soluzione.

Ecco come puoi risolvere il problema in dettaglio:

1. Dato che il LiOH è una base forte, si dissocerà completamente in soluzione in ioni litio (Li⁺) e idrossido (OH^-):

LiOH -> Li⁺ + OH^-

2. La concentrazione di ioni idrossido (OH^-) è uguale alla concentrazione iniziale di LiOH, che è 0,001 M.

3. Il valore del pOH è calcolato utilizzando la formula: pOH = -log[OH^-].

pOH = -log(0,001) = -(-3) = 3

4. Infine, per calcolare il pH, puoi utilizzare la relazione:

pH = 14 - pOH

pH = 14 - 3 = 11

Quindi, la risposta corretta è C) 11. La soluzione 0,001 M di LiOH ha un pH di 11.

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.   *****  

Il processo di decadimento alfa coinvolge l'emissione di una particella alfa, che è costituita da due protoni p e due neutroni n, e ha una massa atomica di 4 unità. Quando un atomo instabile subisce il decadimento alfa, significa che perde una particella alfa dal suo nucleo.

Ecco una spiegazione più dettagliata:

A) Il numero atomico dell'atomo aumenta di due unità: Questa affermazione è errata. Il numero atomico di un elemento è determinato dal numero di protoni nel nucleo, e l'emissione di una particella alfa comporta la perdita di due protoni, il che fa diminuire il numero atomico di due unità.

B) Il numero di elettroni dell'atomo diminuisce di una unità: Questa affermazione è generalmente corretta. Poiché il numero atomico diminuisce di due unità (a causa della perdita di due protoni), in condizioni normali, il numero di elettroni negli atomi è uguale al numero atomico. Quindi, in generale, il numero di elettroni diminuirà di una unità.

C) Il numero di neutroni dell'atomo rimane invariato: Questa affermazione è errata. L'emissione di una particella alfa comporta la perdita di due neutroni insieme ai due protoni.

D) Il numero di massa dell'elemento diminuisce di quattro unità: Questa affermazione è corretta. Poiché una particella alfa ha una massa atomica di 4 unità, l'emissione di una particella alfa comporta la diminuzione del numero di massa dell'elemento di quattro unità.

Quindi, la risposta corretta è la D) il numero di massa dell'elemento diminuisce di quattro unità.

La risposta corretta è la B, che corrisponde a "5,63 × 10³ mol". Per comprendere meglio perché questa sia la risposta corretta, ecco una spiegazione più dettagliata:

1. Per calcolare le moli di nichel (Ni) presente nel campione, dobbiamo seguire alcuni passaggi:
2. Iniziamo calcolando il volume del meteorite sferico. Il meteorite ha un raggio di 0,300 m, quindi il suo volume può essere calcolato utilizzando la formula del volume di una sfera: V = (4/3)πr³. In questo caso, V = (4/3)π(0,300 m)³ = 0,113097 m³.
3. La densità del meteorite è data come 4500 kg/m³. Quindi, la massa del meteorite può essere calcolata utilizzando la formula della densità: massa = densità × volume. Quindi, massa = 4500 kg/m³ × 0,113097 m³ = 508,938 kg.
4. È noto che il ferro costituisce il 35% della massa totale del meteorite, il che significa che il restante 65% della massa è costituito da nichel (Ni).
5. Ora possiamo calcolare la massa di nichel (Ni) presente nel meteorite. La massa di nichel è il 65% della massa totale, quindi 0,65 × 508,938 kg = 330,810 kg.
6. Ora dobbiamo convertire la massa di nichel in moli. La massa atomica del nichel (Ni) è di circa 58,69 g/mol.
7. Utilizzando la massa e la massa atomica, possiamo calcolare le moli di nichel (Ni): moli = massa / massa atomica = 330,810 kg / 0,05869 kg/mol ≈ 5,637 × 10³ mol.