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

La massa molare di una sostanza è la massa di una mole di quella sostanza ed è espressa in grammi per mole (g/mol). Per calcolare la massa molare della sostanza contenuta nel recipiente, dobbiamo utilizzare l'equazione dell'equazione di stato dei gas ideali, che lega la pressione (P), il volume (V), il numero di moli (n), la costante dei gas (R) e la temperatura (T):

PV = nRT

Dalla domanda, abbiamo le seguenti informazioni:

• Pressione (P) = 1,0 × 10⁵ Pa
• Volume (V) = 87 L
• Temperatura (T) = 78 °C = 78 + 273 = 351 K
• Massa contenuta nel recipiente = 131,2 g

Prima di procedere, dobbiamo convertire la pressione da pascal (Pa) ad atmosfere (atm) utilizzando il valore approssimativo di 1 atm ≈ 1,013 × 10⁵ Pa.

P = 1,0 × 10⁵ Pa ÷ (1,013 × 10⁵ Pa/atm) ≈ 0,987 atm

Ora possiamo utilizzare l'equazione dell'equazione di stato dei gas ideali per calcolare il numero di moli (n):

n = PV / RT

n = (0,987 atm × 87 L) / (0,0821 L·atm/(mol·K) × 351 K)

n ≈ 2,98 mol

Ora che sappiamo che ci sono circa 2,98 moli della sostanza nel recipiente, possiamo calcolare la massa molare (M) utilizzando la massa contenuta nel recipiente:

M = Massa / Numero di moli

M = 131,2 g / 2,98 mol ≈ 44 g/mol

Quindi, la massa molare della sostanza contenuta nel recipiente è di circa 44 g/mol, che è la risposta A).

La risposta esatta è la B, "350 mL", e la spiegazione è la seguente:

Per calcolare il volume di acqua da aggiungere a 150 mL di una soluzione di NaCl 0,10 M in modo che la concentrazione finale sia 0,030 M, puoi utilizzare la formula di diluizione:

M₁V₁ = M₂V₂

Dove:

- M₁ è la concentrazione iniziale della soluzione (0,10 M).

- V₁ è il volume iniziale della soluzione (150 mL, che convertiremo in litri).

- M₂ è la concentrazione desiderata (0,030 M).

- V₂ è il volume di acqua da aggiungere (che stiamo cercando di calcolare).

Iniziamo risolvendo per V₂:

V₂ = (M₁V₁) / M₂

Ora, inseriamo i valori noti:

V₂ = (0,10 M x 0,150 L) / 0,030 M

Calcolando:

V₂ = 0,015 mol/ 0,030 M = 0,5 L

Tuttavia, poiché vogliamo la risposta in millilitri, convertiamo 0,5 litri in millilitri:

0,5 L x 1000 mL/L = 500 mL

Ora, per trovare il volume di acqua da aggiungere a 150 mL di soluzione, sottrai il volume iniziale della soluzione:

500 mL - 150 mL = 350 mL

Quindi, devi aggiungere 350 mL di acqua per ottenere una concentrazione finale di 0,030 M. La risposta corretta è la B, "350 mL".

La domanda riguarda il calcolo del volume molare di un gas ideale alla temperatura di 25^°C e alla pressione di 1 bar, e la risposta corretta è D) 24,790 L/mol.

Per risolvere questo problema, possiamo utilizzare la legge dei gas ideali, che è espressa dalla seguente equazione:

PV = nRT

Dove:

• P è la pressione del gas (in pascal, Pa)
• V è il volume del gas (in metri cubi, m³)
• n è la quantità di sostanza del gas (in moli, mol)
• R è la costante dei gas ideali (8.314 J/(mol·K) o 0.0821 L·atm/(mol·K))
• T è la temperatura assoluta del gas (in kelvin, K)

La domanda ci chiede di calcolare il volume molare (V/n), quindi possiamo riscrivere l'equazione come:

V/n = RT/P

Dove:

• V/n è il volume molare
• R è la costante dei gas ideali
• T è la temperatura assoluta
• P è la pressione

Ciò che dobbiamo fare è assicurarci che tutte le unità siano compatibili. La temperatura deve essere espressa in kelvin e la pressione in pascal. Tuttavia, ci sono alcune conversioni da fare in quanto la pressione è data in bar e la temperatura in gradi Celsius. Ecco come si fanno queste conversioni:

1. Convertiamo la pressione da bar a pascal. 1 bar è uguale a 100,000 pascal, quindi:

P = 1 bar = 1,000,000 Pa

2. Convertiamo la temperatura da gradi Celsius a kelvin. Per fare ciò, aggiungiamo 273,15 a 25^°C:

T = 25^°C + 273,15 = 298,15 K

Ora che abbiamo tutte le unità compatibili, possiamo calcolare il volume molare:

V/n = (0.0821 L·atm/(mol·K) * 298,15 K) / 1,000,000 Pa

V/n ≈ 24.79 L/mol

La risposta corretta è quindi D) 24,790 L/mol, come indicato nella soluzione.