QUIZ DI "GAS E PROPRIETA' COLLIGATIVE" - NAZIONALI CATEGORIA A

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 calcolare la concentrazione di NO (ossido di azoto) in mg/m³, puoi seguire questi passaggi:

1. Iniziamo con la concentrazione data in ppm (parti per milione). In questo caso, la concentrazione di NO nell'aria è data come 15,0 ppm.
2. Poiché 1 ppm è equivalente a 1 mL/m³ (a temperatura ambiente e pressione standard), puoi dire che 15 ppm è equivalente a 15 mL/m³.
3. Ora, dobbiamo calcolare le moli di NO in 15 mL d'aria. Usiamo l'equazione dei gas ideali: PV = nRT, dove:
   • P è la pressione (1,01 ∙ 10⁵ Pa),
   • V è il volume (15 mL, che convertiamo in litri, quindi 0,015 L),
   • n è il numero di moli di gas,
   • R è la costante dei gas (0,0821 L·atm/(mol·K)),
   • T è la temperatura in kelvin (290 K).

   Quindi, risolvendo per n, otteniamo: n = (PV) / (RT) = (1.01 ∙ 10⁵ Pa * 0.015 L) / (0.0821 L·atm/(mol·K) * 290 K) ≈ 6,3 ∙ 10^-4 mol.

4. Ora calcoliamo la massa di NO presente in questi moli. La massa molare di NO è data dalla somma delle masse atomiche degli atomi di azoto (N) e ossigeno (O), che è 14 + 16 = 30 g/mol.
5. Quindi, la massa di NO in 6,3 ∙ 10^-4 mol è: massa = 30 g/mol * 6,3 ∙ 10^-4 mol ≈ 0,0189 g.
6. Infine, convertiamo questa massa in mg/m³. Ci sono 1000 milligrammi (mg) in un grammo (g), e un metro cubo (m³) è equivalente a 1000 litri (L).
7. Quindi, la concentrazione di NO in mg/m³ è: 0,0189 g / (0,015 L * 1000 mg/g) = 18,9 mg/m³.

La risposta corretta è la (D), 18,9 mg/m^3.

La tensione di vapore dell'acqua pura a 35 °C è nota e vale ^5,61 x 10³ Pa. Utilizzeremo questa informazione per calcolare la tensione di vapore di una soluzione acquosa in cui sono stati sciolti 22,7 g di saccarosio (C₁₂H₂₂O₁₁) in acqua. La massa totale della soluzione è di 178,3 g.

1. Calcoliamo le moli di saccarosio:

La massa del saccarosio è di 22,7 g.

La massa molare del saccarosio (C₁₂H₂₂O₁₁) è di 12 x 12 + 22 + 11 x 16 = 342 g/mol.

Quindi, le moli di saccarosio sono: 22,7 g / 342 g/mol ≈ 0,06637 mol.

2. Calcoliamo le moli di acqua:

La massa della soluzione è di 178,3 g.

La massa del saccarosio è di 22,7 g (come calcolato in precedenza).

Quindi, la massa dell'acqua è di 178,3 g - 22,7 g = 155,6 g.

La massa molare dell'acqua è di 18 g/mol.

Quindi, le moli di acqua sono: 155,6 g / 18 g/mol ≈ 8,644 mol.

3. Calcoliamo la frazione molare dell'acqua (χ) nella soluzione:

La frazione molare è definita come il rapporto delle moli del componente di interesse alle moli totali in soluzione.

Quindi, χ per l'acqua è: 8,644 mol / (8,644 mol + 0,06637 mol) ≈ 0,99238.

4. Utilizziamo la legge di Raoult per calcolare la tensione di vapore della soluzione:

La legge di Raoult afferma che la tensione di vapore di una soluzione è proporzionale alla frazione molare del solvente.

Quindi, la tensione di vapore della soluzione è: p = χ x P, dove P è la tensione di vapore dell'acqua pura.

La tensione di vapore della soluzione è quindi p = 0,99238 x (5,61 x 10³ Pa) ≈ 5,57 x 10³ Pa.