QUIZ DI "ACIDI E BASI" - NAZIONALI CATEGORIA C

La risposta corretta è la A) FeCl₃.

Nel contesto di questa domanda, il motivo per cui cloruro ferrico (FeCl₃) richiede il maggior volume di soluzione basica di idrossido di sodio (NaOH) per la titolazione, quando utilizzato con fenolftaleina come indicatore, è dovuto al suo comportamento in presenza di NaOH e all'azione dell'indicatore stesso.

La fenolftaleina è un indicatore di pH che cambia colore intorno a pH 9, passando da incolore a rosa. L'acido borico (H₃BO₃), opzione D, ha un pK_a1 di circa 9,1. Ciò significa che al punto di viraggio della fenolftaleina, solo circa il 50% del primo equivalente di ioni H⁺ dell'acido borico viene titolato, rendendo l'opzione D sbagliata.

L'acido solforico (H₂SO₄) e l'acido fosforico (H₃PO₄), opzioni B e C, richiedono rispettivamente due equivalenti di idrossido di sodio perché hanno più di un idrogeno ionizzabile. Tuttavia, l'acido fosforico raggiunge il suo secondo equivalente solo intorno a pH 9, poiché ha un pK_a2 intorno a 7. Quindi, mentre richiede due equivalenti, il secondo viene titolato solo intorno al punto di viraggio della fenolftaleina.

Il cloruro ferrico (FeCl₃), invece, reagisce con l'acqua formando idrossido ferrico (Fe(OH)₃) e ioni idrogeno (H⁺). Poiché il Fe(OH)₃ precipita già a pH neutro, consuma tre equivalenti di idrossido prima del viraggio della fenolftaleina. Questo comporta un maggiore consumo di NaOH rispetto agli altri acidi durante la titolazione, rendendo l'opzione A la risposta corretta.

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Per determinare l'ordine crescente di basicità delle specie date, possiamo considerare i valori di pKa, che rappresentano la costante di dissociazione acida. Maggiore è il pKa, più debole è la base coniugata.

Ecco l'ordine crescente di basicità delle specie:

1. Acetato (Ac^-) - pKa 4,7
2. Idrossido (OH^-) - pKa 15,5
3. Acetiluro (HC≡C^-) - pKa 26
4. Ammiduro (NH₂^-) - pKa 36
5. Metiluro (CHsub>3^-) - pKa 60

Ora, possiamo organizzare queste specie in ordine crescente di basicità:

Sodio acetato < Sodio idrossido < Sodio acetiluro < Sodio ammiduro < Sodio metiluro

La risposta corretta è l'opzione A:

A) sodio acetato < sodio idrossido < sodio acetiluro < sodio ammiduro < sodio metiluro

Le specie anfiprotiche sono sostanze chimiche che possono comportarsi sia come acidi, cedendo ioni H⁺, sia come basi, accettando ioni H⁺. Per determinare le specie anfiprotiche tra le opzioni fornite, esaminiamo le capacità di cedere o accettare ioni H⁺ in ambiente acquoso.

Le specie fornite sono:

• HS^-
• H₂C₂O₄
• H₂PO₄^-
• CO₃^2-
• C₂O₄^2-
• HPO₃^2-
• HCO₃^-
• PO₄^3-
• HC₂O₄^-

Escludiamo le specie che non possono cedere ioni H⁺ (acquistare solo) e quelle che non possono accettare ioni H⁺ (cedere solo):

• Escludiamo CO₃^2-, C₂O₄^2-, HPO₃^2-, PO₄^3-: Queste specie non possono cedere H⁺.
• Escludiamo H₂C₂O₄: Questa specie non può accettare H⁺.

Rimaniamo con:

• HS^- (che può cedere H⁺)
• H₂PO₄^- (che può cedere o accettare H⁺)
• HCO₃^- (che può cedere o accettare H⁺)
• HC₂O₄^- (che può cedere o accettare H⁺)

Quindi, la risposta corretta è D) HS^-, H₂PO₄^-, HCO₃^-, HC₂O₄^-, poiché tutte queste specie possono agire come acidi o basi in soluzione acquosa, rendendole anfiprotiche.