Equilibri Acido-Base

Question 1

Quali sono le caratteristiche intrinseche di un acido?

Answer 1

1- l’elettronegatività dell’elemento legato all’idrogeno
2- la percentuale di orbitale s negli ibridi
3- il numero di atomi di ossigeno negli acidi ossigenati
4- acidi poliprotici (differente acidità tra la prima, seconda e terza dissociazione)
5- raggi ionici (o covalenti) e solvatazione. L’acidità cresce dall’alto al basso lungo un gruppo
6- doppietti elettronici non condivisi (carattere basico): la scala di basicità aumenta al diminuire della disponibilità di lone pairs, aumenta la basicità da dx a sx lungo un periodo. Questo ci dice che la scala di acidità è dettata dal solo valore dell’elettronegatività

Question 2

A parità di elettronegatività di una serie di composti, qual è il più basico?

Answer 2

A parità di elettronegatività la puù basica è quella sostanza che ha il maggior numero di lone pair disponibili

Question 3

Quanto è acido l’acido cianidrico?

Answer 3

È debolissimo, più dell’acido acetico

Question 4

In che condizioni il cianuro è tossico?

Answer 4

Non in soluzione basica (a meno che non lo beviamo) ma solo se lo respiriamo

Question 5

Ka dell’acido cianidrico?

Answer 5

10^-9

Question 6

Perchè il cianuro è tossico se respirato?

Answer 6

Si lega al ferro +2 che è quello biologicamente attivo nell’emoglobina (che lega l’ossigeno)

Question 7

Tra carbonio e cianuro, chi porta la carica negativa?

Answer 7

la carica negativa sarà esclusivamente quella del carbonio dal momento che questo è l’unico che può perdere un protone

Question 8

Che tipo di legame è quello del cianuro?

Answer 8

è un legame triplo. quindi l’angolo è di 180° e l’ibridazione dei due atomi è sp

Question 9

Che configurazione esterna hanno C e N?

Answer 9

il carbonio ha configurazione standard s2p2, ma acquistando un elettrone la nuova configurazione sarà s2p3, identica a quella dell’azoto. Hanno perciò le stesse proprietà

Question 10

Descrivi gli orbitali del carbonio e dell’azoto nel cianuro

Answer 10

entrambi avranno 3 orbitali non ibridizzati, mentre gli altri due sono quelli di non legame (a più alto contenuto energetico)

Question 11

Perchè questa molecola (HCN) è acida ma è debole?

Answer 11

perchè in questa molecola l’elettronegatività dell’idrogeno è anche minore di quella che ha di base (2.2). quando H è legato ad un atomo che ha un’elettronegatività simile alla sua, come anche il carbonio, esso è acido ma non troppo.

Question 12

Per una generica struttura X-O-H, come facciamo a dire se quest’ultima ha comportamenti acidi o basici?

Answer 12

Semplicemente valutando la differenza di elettronegatività fra i 3 atomi

Question 13

Perchè NaOH libera OH-?

Answer 13

perchè la differenza di elettronegatività è molto maggiore tra il sodio e l’ossigeno anziché tra ossigeno e idrogeno.

Question 14

idrossido di zinco valori di elettronegatività e raggio ionico

Answer 14

X = 1.7 e Ri = 0.76

Question 15

idrossido di mercurio valori di elettronegatività e raggio ionico

Answer 15

X = 1.5 e Ri = 1.10

Question 16

Differenza tra idrossido di mercurio e idrossido di zinco

Answer 16

l’idrossido di mercurio in acqua può comportarsi solo come una base rilasciando OH-, mentre l’idrossido di zinco è anfotero.

Question 17

Comportamento dell’idrossido di zinco come acido di Lewis

Answer 17

può accogliere lone pairs perchè ha degli orbitali vuoti. lavorando da acido, attraverso due equilibri va a formare il tetrossido zincato (anomalia).

Question 18

Comportamento dell’idrossido di zinco come base di Lewis

Answer 18

l’idrossido di zinco può liberare H+ comportandosi da base oppure rilasciare ossoanioni di idrossido di zinco. tuttavia la reazione più importante è la prima. sono tutti complessi

Question 19

Lo zinco e il mercurio hanno entrambi X 2.1, quindi entrambi dovrebbero avere comportamento anfotero, ma perchè il mercurio non assume questo comportamento?

Answer 19

il fattore determinante è il raggio ionico. Zn2+ è molto più piccolo di Hg2+, quindi allontanare OH- dal primo richiede più energia rispetto al mercurio. le proprietà dell’idrossido di mercurio sono infatti più basiche.

Question 20

qual è il numero di coordinazione dello zinco?

Answer 20

4

Question 21

numero di coordinazione dell’alluminio?

Answer 21

4

Question 22

numero di coordinazione del cromo?

Answer 22

4

Question 23

spiegazione grafico solubilità/pH degli idrossidi anfoteri

Answer 23

questo tipo di idrossidi, a pH molto acidi si trovano in soluzione come metalli liberi. aumentando il pH e quindi gli OH- inizio ad ottenere degli idrossidi che hanno un valore di solubilità tale da precipitare (tra 5 e 6). aumentando il pH (da circa 9 in poi) tornano in soluzione ma non come idrossidi! come tetrossidi, perchè si sono comportati da acidi di lewis accogliendo lone pair

Question 24

comportamento anfotero dell’acqua

Answer 24

l’acqua si comporta da acido se si trova in ambiente basico. si comporta invece da base quando si trova in ambiente acido

Question 25

comportamento anfotero dell’ammoniaca

Answer 25

se aggiungiamo HCl l’ammoniaca lavora da base. NH3+NH3 danno una reazione acido base in cui una molecola perde H+ e l’altra la acquista. quella che prende H+ genera ammonio. NH3 che perde H+ forma l’amiduro, una base fortissima.

Question 26

come posso generare l’amiduro?

Answer 26

da una soluzione ammoniacale aggiungendo un elemento a bassissimo potenziale di ionizzazione, come ad esempio sodio.

Question 27

Chi dell’ammoniaca riduce l’azoto o l’idrogeno?

Answer 27

si riduce l’idrogeno, dando luogo a H2 molecolare allo stato gassoso + amiduro. Attraverso la redox quindi ammoniaca + sodio metallico genero amiduro e sodio

Question 28

Perchè il cianuro lega così bene gli acidi di lewis? (da forza medio-bassa ad alta)

Answer 28

La forza che il cianuro è in grado in instaurare è data da tre tipi di legame che esso è in grado di formare anche contemporaneamente:
1- legame di tipo elettrostatico
2- legame di tipo dativo/coordinativo (carbanione cede elettroni)
3- ibridazione sp. due orbitali ibridi e 3 no. in un orbitale non ibrido abbiamo gli elettroni e gli altri due sono quelli di anti legame che però, pur essendo ad alta energia possono accettare lone pairs (spesso dei metalli di transizione)

Question 29

In seguito alla variazione dell’elettronegatività del carbonio anionico del cianuro e del metallo, che tipo di carattere di legame avrà la nuova molecola? ionico o covalente?

Answer 29

il carbonio non ionizzato ha X = 2.5, il metallo considerato da 1.5 passa a 1.7. la deltaX si assottiglia, perciò il carattere di legame sarà covalente

Question 30

che cos’è la Ka?

Answer 30

la Ka è una costante che esprime l’equilibrio di dissociazione ed anche la forza di un acido.

Question 31

qual è la base più forte dall’alto al basso nei metalli alcalini?

Answer 31

KOH. infatti ha il raggio cationico più grande e gli elettroni saranno soggetti ad una minor forza di attrazione coulombiana (deltaH1 di riferimento)

Question 32

in che forma si presenta l’acido solfidrico (H2S) in condizioni standard di pressione e temperatura?

Answer 32

è un gas

Question 33

perchè in condizioni standard di pressione e temperatura, l’acido solfidrico (H2S) è un gas?

Answer 33

anche se è molecolarmente simile all’acqua, che in condizioni normali è liquido, l’acido solfidrico non può formare legami a idrogeno perchè l’elettronegatività dello zolfo è inferiore a quella dell’ossigeno

Question 34

Perchè una soluzione acquosa satura di H2S ha una concentrazione dell’acido pari a solo 0,1M?

Answer 34

perchè H2S non è un acido forte, quindi non dissocia molto

Question 35

Ka1 e Ka2 della dissociazione di H2S?

Answer 35

Ka1= 10^-7 e Ka2= 10^-13

Question 36

perchè è importante capire quando prevale la specie S^2-?

Answer 36

essa è la specie da ottenere in soluzione acquosa per precipitare solfuri poco solubili sia al secondo che al quarto gruppo della sistematica classica

Question 37

Perchè il manganese si trova sia al terzo sia al quarto gruppo della sistematica?

Answer 37

perchè Mn non precipita completamente al terzo gruppo. come idrossido passa in soluzione al quarto

Question 38

che pH di precipitazione richiede il secondo gruppo della sistematica?

Answer 38

da 0 a 2,2 per via delle costanti di precipitazione dei sali poco solubili

Question 39

che pH di precipitazione richiede il quarto gruppo della sistematica?

Answer 39

pH 9. lo ione solfuro deve essere centomila volte più concentrato rispetto al secondo gruppo della sistematica