QUIZ DI "EQUILIBRIO CHIMICO ED EQUILIBRIO DI SOLUBILITA' " - 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.

Per calcolare la solubilità di O₂ in una soluzione, puoi utilizzare la legge dei gas ideali. La legge dei gas ideali afferma che il prodotto del volume (V) e della pressione (P) di un gas diviso per il prodotto della costante dei gas (R) e della temperatura (T) è uguale al numero di moli (n) del gas. La formula è la seguente:

n = PV / RT

Dove:

• n è il numero di moli del gas.
• P è la pressione in pascal (Pa).
• V è il volume del gas in metri cubi (m³).
• R è la costante dei gas ideali (8,21 J/(mol·K) o 0,0821 L·atm/(mol·K)).
• T è la temperatura assoluta in kelvin (K).

Nel tuo caso, hai i seguenti dati:

• Volume di O₂ (V) = 3,16 mL = 0,00316 L (poiché 1 mL = 0,001 L)
• Pressione (P) = 1,01 ∙ 10^5 Pa
• Temperatura (T) = 298 K

Ora puoi calcolare il numero di moli di O₂ utilizzando la legge dei gas ideali:

n = (1,01 ∙ 10^5 Pa) * (0,00316 L) / (0,0821 L·atm/(mol·K) * 298 K)

Calcolando il risultato otteniamo:

n ≈ 1,29 ∙ 10^-4 mol

Tuttavia, la solubilità di O₂ è generalmente espressa in mol/L (moli per litro). Poiché hai calcolato il numero di moli in 100 mL (0,1 L), puoi convertirlo in moli per litro:

Solubilità di O₂ = (1,29 ∙ 10^-4 mol) / 0,1 L = 1,29 ∙ 10^-3 M

Quindi, la solubilità di O₂ in questa soluzione è di 1,29 ∙ 10^-3 mol/L, che corrisponde alla risposta B.

La risposta esatta è C) 1,9 e la spiegazione è la seguente:

La reazione bilanciata è 2 NH₃ (g) → N₂ (g) + 3 H₂ (g). La pressione è stata misurata a 1,41 ∙ 10⁷ Pa, che convertiamo in atmosfere (atm).

P = (1,41 ∙ 10⁷ Pa) / (1,013 ∙ 10⁵ Pa/atm) ≈ 139 atm

Utilizziamo la legge dei gas ideali per calcolare le moli finali:

n = PV / RTn = (139 atm x 2,00 L) / (0,0821 L·atm/(mol·K) x 723 K) ≈ 2,34 mol

Ora calcoliamo il cambiamento nelle moli di NH₃ durante la reazione. Chiamiamo "x" il cambiamento in moli di NH₃:

Inizialmente: [NH₃]₀ = 3 molAll'equilibrio: [NH₃] = (3 - x) mol

Poiché la reazione è bilanciata come 2 NH₃ (g) → N₂ (g) + 3 H₂ (g), il cambiamento in moli di N₂ e H₂ sarà 2x e 3x, rispettivamente.

Le moli finali in 1 L di volume saranno:[NH₃] = (3 - x) mol/L[N₂] = 2x mol/L[H₂] = 3x mol/L

Ora possiamo calcolare la costante di equilibrio K_c utilizzando queste concentrazioni:

K_c = ([N₂][H₂]³) / [NH₃]²K_c = ((2x) (3x)³) / ((3 - x)²)

Ora, sappiamo che la pressione totale è 139 atm, quindi possiamo anche utilizzare la costante dei gas R in unità di atm·L/(mol·K):R = 0,0821 L·atm/(mol·K)

x è il cambiamento nelle moli di NH₃, quindi:x = (moli di NH₃ reagenti) = (moli iniziali di NH₃) - (moli di NH₃ all'equilibrio) = 3 mol - x mol = x mol

Ora possiamo calcolare "x" utilizzando la pressione totale:PV = nRT(139 atm) x (2,00 L) = (3 mol - x) (0,0821 L·atm/(mol·K)) x (723 K)x = (139 atm x 2,00 L) / ((0,0821 L·atm/(mol·K)) x (723 K)) ≈ 0,42 mol

Ora possiamo calcolare K_c:K_c = (54x⁴) / (9 - 6x + x²)K_c = ((54) (0,42)⁴) / (9 - (6 x 0,42) + (0,42)²)K_c ≈ 1,93