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

La risposta corretta è la A, poiché nel caso della miscelazione di due liquidi ideali, il cambio di entalpia di miscelazione (∆H_mix) è uguale a zero.

Ecco una spiegazione più dettagliata:

1. ∆H di mescolamento di due liquidi ideali: Nei liquidi ideali, le forze intermolecolari sono trascurabili durante la miscelazione. Di conseguenza, non ci sono variazioni significative di energia dovute alla formazione o alla rottura di legami molecolari. Pertanto, il cambio di entalpia (∆H_mix) è generalmente zero.

2. ∆S_mix: La variazione di entropia di mescolamento (∆S_mix) per due liquidi ideali può essere calcolata utilizzando l'equazione di Gibbbs per l'entropia di miscelazione. L'equazione corretta per ∆S_mix è effettivamente quella data dalla risposta A: ∆S_mix = ‒R(x₁ln x₁ + x₂ln x₂). Questa equazione rappresenta la variazione di entropia molare standard (∆S°_mix), considerando la miscelazione dei due liquidi ideali.

In breve, nei liquidi ideali, non c'è variazione di entalpia (∆H_mix = 0) durante il processo di miscelazione, mentre la variazione di entropia (∆S_mix) è rappresentata dall'equazione corretta data nella risposta A.

La reazione è l’ossidazione controllata di un alcol primario ad aldeide. Usando bicromato, l’alcol si ossiderebbe ad acido carbossilico. La reazione va fatta a ‒78 °C con il complesso CrO₃/piridina.

La reazione menzionata coinvolge l'ossidazione di un alcol primario ad aldeide. Normalmente, quando si ossida un alcol primario usando bicromato di potassio (Cr₂O₇²⁻) in ambiente acido, l'alcol viene convertito direttamente in acido carbossilico. Tuttavia, nel caso in questione, sembra che l'ossidazione venga condotta a una temperatura estremamente bassa, specificamente a ‒78 °C, e con l'utilizzo del complesso di cromo triossido (CrO₃) in piridina.

L'uso del complesso CrO₃/piridina suggerisce un approccio più controllato nell'ossidazione dell'alcol primario. La piridina agisce come un basico moderato, mentre il CrO₃ è utilizzato come ossidante. A basse temperature, l'ossidazione potrebbe essere limitata, consentendo di ottenere una selettività maggiore verso la formazione dell'aldeide piuttosto che dell'acido carbossilico.

L'ossidazione controllata a temperature molto basse può favorire l'ottenimento dell'aldeide come prodotto principale, poiché a temperature più elevate l'aldeide potrebbe ulteriormente ossidarsi all'acido carbossilico. L'uso di CrO₃ in piridina, a temperature così basse, potrebbe permettere un maggiore controllo sulla reazione, ottenendo una maggiore resa dell'aldeide rispetto all'acido carbossilico, che normalmente si otterrebbe con l'ossidazione usando bicromato a temperature più elevate.

La semireazione fornita è:

XO₄^- → X³⁺ + OH^-

Per bilanciarla, la completiamo in questo modo:

XO₄^- + 4H₂O + 4e^- → X³⁺ + 8OH^-

Le moli di XO₄^- sono calcolate come Molarità per Volume (M × V), ossia 0,05 mol/L × 250 mL = 12,5 mmol. Quindi, [XO₄^-] è uguale a 12,5/1000 = 0,0125 M.

Le moli di X³⁺ sono calcolate come Molarità per Volume (M × V), ossia 0,2 mol/L × 150 mL = 30 mmol. Quindi, [X³⁺] è uguale a 30/1000 = 0,03 M.

Per assicurarsi che il semielemento Pt/XO₄^-, X³⁺, OH^- abbia un potenziale uguale al potenziale standard, è necessario che la relazione E = E° + (0,059/4) log([XO₄^-]/[X³⁺][OH^-]⁸) sia uguale a zero.

Dalla relazione otteniamo [XO₄^-] = [X³⁺][OH^-]⁸. Sostituendo i valori noti, otteniamo [OH^-]⁸ = 0,0125/0,03, da cui [OH⁻] è uguale a 0,896 M.

Le moli di OH^- da aggiungere sono quindi n = M × V, ossia 0,896 × 1 = 0,896 mol.

La risposta corretta è quindi la D) "0,896 mol di KOH".