QUIZ DI "STECHIOMETRIA E BILANCIAMENTO DI REAZIONI" - NAZIONALI CATEGORIA B

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.

La risposta esatta è la D (2, 2, 5, 7, 8, 16). Per bilanciare una reazione di ossidoriduzione come quella fornita, è necessario seguire un processo dettagliato che coinvolge l'assegnazione degli stati di ossidazione, la scrittura delle semireazioni di ossidazione e riduzione e il bilanciamento delle cariche elettriche. Ecco come funziona il bilanciamento della reazione:

1. Assegnazione degli stati di ossidazione: - Nel permanganato (KMnO₄), il manganese (Mn) ha uno stato di ossidazione di +7. - Nel solfuro di potassio (K₂S), il potassio (K) ha uno stato di ossidazione di +1, e lo zolfo (S) ha uno stato di ossidazione di -2. - Nell'acqua (H₂O), l'idrogeno (H) ha uno stato di ossidazione di +1, e l'ossigeno (O) ha uno stato di ossidazione di -2. - Nel solfuro di manganese (MnS), il manganese ha uno stato di ossidazione di +2. - Lo zolfo (S) ha uno stato di ossidazione di 0. - Nel potassio idrossido (KOH), il potassio ha uno stato di ossidazione di +1, e l'idrogeno ha uno stato di ossidazione di +1 e l'ossigeno -2

Quindi, la reazione bilanciata completa è: 2 KMnO₄ + 5 K₂S + 8 H₂O → 2 MnS + 5 S + 16 KOH. I coefficienti corretti sono quindi 2, 2, 5, 7, 8, 16, il che rende la risposta D (2, 2, 5, 7, 8, 16) l'opzione corretta.   *****  

Per calcolare quanta lega è necessaria per preparare 70,0 g di lega, dobbiamo determinare la composizione percentuale della lega e quindi utilizzare questa informazione per calcolare la quantità di bismuto (Bi) richiesta.

La composizione percentuale della lega è data dai seguenti dati:

- Bismuto (Bi): 10,6 kg

- Piombo (Pb): 6,4 kg

- Stagno (Sn): 3,0 kg

La massa totale della lega è la somma di queste quantità:

Massa totale della lega = 10,6 kg + 6,4 kg + 3,0 kg = 20,0 kg

Ora dobbiamo determinare la percentuale di bismuto nella lega:

Percentuale di bismuto (Bi) = (Massa di Bi / Massa totale della lega) x 100

Percentuale di bismuto (Bi) = (10,6 kg / 20,0 kg) x 100 ≈ 53%

Questo significa che la lega è composta per circa il 53% di bismuto.

Per preparare 70,0 g di lega, dobbiamo calcolare quanto bismuto è necessario in base a questa percentuale:

Quantità di bismuto (Bi) richiesta = (Percentuale di Bi / 100) x Massa totale della lega richiesta

Quantità di bismuto (Bi) richiesta = (53 / 100) x 70,0 g ≈ 37,1 g

La risposta corretta è quindi 37,1 g (risposta A).