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

Per calcolare la massa di fosforo (P) che può essere ricavata dallo scheletro umano, dobbiamo seguire questi passi:

1. Calcoliamo la massa di fosfato di calcio (Ca₃(PO₄)₂) nel corpo.

2. Calcoliamo la percentuale di fosforo nel fosfato di calcio.

3. Determiniamo la massa di fosforo.

Ecco come questi passi vengono eseguiti:

1. Calcoliamo la massa molare del fosfato di calcio (Ca₃(PO₄)₂). La massa molare è la somma delle masse atomiche degli atomi presenti nella formula chimica.

La massa molare del Ca₃(PO₄)₂ è data da:

3 x massa atomica del calcio (Ca) + 2 x massa atomica del fosforo (P) + 8 x massa atomica dell'ossigeno (O)

Molto praticamente, è:

3 x 40 g/mol (per il calcio) + 2 x 31 g/mol (per il fosforo) + 8 x 16 g/mol (per l'ossigeno) = 120 g/mol + 62 g/mol + 128 g/mol = 310 g/mol

2. Ora calcoliamo la massa di fosfato di calcio presente nel corpo umano. Sappiamo che la massa totale dello scheletro è di 11,0 kg, e il 58% di questa massa è costituito da fosfato di calcio.

Massa di fosfato di calcio = 0,58 (58%) x 11,0 kg = 6,38 kg

3. Ora calcoliamo la percentuale di fosforo nel fosfato di calcio. Dalla formula chimica del fosfato di calcio (Ca₃(PO₄)₂), possiamo vedere che ci sono due atomi di fosforo (P) in ogni molecola di fosfato di calcio.

La percentuale di fosforo nel Ca₃(PO₄)₂ è data da:

(Massa atomica di P x 2) / Massa molare di Ca₃(PO₄)₂

= (31 g/mol x 2) / 310 g/mol = 62 g / 310 g = 20%

4. Ora calcoliamo la massa di fosforo nello scheletro umano moltiplicando la percentuale di fosforo nel fosfato di calcio per la massa di fosfato di calcio:

Massa di fosforo = Percentuale di fosforo x Massa di fosfato di calcio

Massa di fosforo = 20% x 6,38 kg = 1,28 kg

Quindi, la massa di fosforo che può essere ricavata dallo scheletro umano è di 1,28 kg, che corrisponde alla risposta D) 1,3 kg.

L'affermazione C) "nel petrolio non sono presenti composti aromatici" è errata. Il petrolio è composto principalmente da idrocarburi, ma questi idrocarburi possono contenere anelli aromatici. Gli idrocarburi aromatici come il benzene, il toluene e il xilene sono presenti nel petrolio grezzo. Questi composti aromatici sono costituiti da anelli di atomi di carbonio con legami doppi alternati, il che conferisce loro una struttura ad anello piatta. Gli anelli aromatici conferiscono al petrolio alcune delle sue caratteristiche chimiche e fisiche, e sono utilizzati come materia prima per la produzione di una varietà di prodotti chimici.

Pertanto, l'affermazione C) è errata perché afferma che nel petrolio non sono presenti composti aromatici, mentre in realtà possono essere presenti sia composti aromatici di piccolo che di grande peso molecolare.

Per calcolare i gradi tedeschi di un'acqua che contiene Ca²⁺ e Mg²⁺, dobbiamo seguire questi passaggi:

Calcolare le moli di Ca²⁺ e Mg²⁺ presenti nell'acqua:

Per il calcio (Ca²⁺), utilizziamo la formula: Moli di Ca²⁺ = (massa di Ca²⁺ in mg) / (massa atomica di Ca) = 37,7 mg / 40,08 g/mol = 0,9406 mmol/L.

Per il magnesio (Mg²⁺), utilizziamo la formula: Moli di Mg²⁺ = (massa di Mg²⁺ in mg) / (massa atomica di Mg) = 18,4 mg / 24,30 g/mol = 0,757 mmol/L.

Calcolare le moli totali di Ca²⁺ e Mg²⁺ nell'acqua:

Moli totali di Ca²⁺ e Mg²⁺ = 0,9406 mmol/L (Ca²⁺) + 0,757 mmol/L (Mg²⁺) = 1,698 mmol/L.

Ora, dobbiamo calcolare i milligrammi di CaO presenti in 100 mL (equivalente a 100 g) di acqua. Per fare ciò, usiamo la massa molare del CaO (56,08 g/mol) e le moli totali di Ca²⁺ e Mg²⁺:

Massa di CaO (mg) = Moli totali di Ca²⁺ e Mg²⁺ (mmol/L) × Massa molare di CaO (g/mol) = 1,698 mmol/L × 56,08 g/mol = 95,21 mg/L.

Infine, esprimiamo la durezza in gradi tedeschi, che rappresentano i milligrammi di CaO presenti in 100 mL (0,1 L) di acqua:

Durezza in gradi tedeschi = (Massa di CaO in mg/L) / 10 = 95,21 mg/L / 10 = 9,52 gradi tedeschi.

La risposta corretta è quindi B) 9,52 gradi tedeschi.