QUIZ BREVE - NAZIONALI CATEGORIA C

La reazione di addizione anti del bromo agli alcheni è stereoselettiva, il che significa che la configurazione degli atomi di bromo nei prodotti dipenderà dalla configurazione del composto di partenza (l'alchene). In questo caso, stiamo considerando due alcheni stereoisomerici, il cis-2-butene e il trans-2-butene.

Per il trans-2-butene, la reazione di addizione anti al doppio legame forma due atomi di bromo che si legano agli atomi di carbonio in modo anti, il che significa che si legano da lati opposti del doppio legame. Il prodotto risultante è (2S,3R)-2,3-dibromobutano. Tuttavia, questa coppia di configurazioni S,R e R,S sono enantiomeri, ma rappresentano la stessa molecola. Questa molecola è simmetrica ed è chiamata "meso-2,3-dibromobutano."

Quindi, quando l'alchene di partenza è il trans-2-butene, si ottiene una miscela racemica, ma in realtà si tratta di una miscela del meso-2,3-dibromobutano, che è una singola molecola otticamente inattiva (è un composto meso, che ha una simmetria interna).

D'altra parte, per il cis-2-butene, la reazione di addizione anti forma due atomi di bromo che si legano in modo anti, ma a causa della configurazione cis dell'alchene, ciò porta a due configurazioni S,S e R,R. Questi sono enantiomeri e costituiscono una miscela racemica di (S,S)- e (R,R)-2,3-dibromobutano.

Pertanto, quando l'alchene di partenza è il cis-2-butene, si otterrà una miscela racemica di 2,3-dibromobutano. La risposta corretta è quindi l'opzione A.

Per calcolare la quantità di MgCl₂ in soluzione a partire dalla quantità di Mg₂P₂O₇ precipitato, seguiamo questi passaggi:

1. Calcolare le moli di Mg₂P₂O₇ precipitato:

La massa molare del Mg₂P₂O₇ è 2 x 24,3 (magnesio) + 2 x 31 (fosforo) + 7 x 16 (ossigeno) = 222,6 g/mol. Quindi, 1,134 g di Mg₂P₂O₇ corrispondono a (1,134 g) / (222,6 g/mol) ≈ 5,09 mmol di Mg₂P₂O₇.

2. Calcolare le moli di MgCl₂:

Poiché il rapporto tra Mg₂P₂O₇ e MgCl₂ nella reazione chimica è 1:2, le moli di MgCl₂ saranno il doppio delle moli di Mg₂P₂O₇. Quindi, avremo 2 x 5,09 mmol = 10,19 mmol di MgCl₂.

3. Calcolare la massa di MgCl₂:

La massa molare del MgCl₂ è 24,3 (magnesio) + 2 x 35,45 (cloro) = 95,2 g/mol. Quindi, la massa di MgCl₂ sarà (10,19 mmol) x (95,2 g/mol) = 0,970 g.

Quindi, la quantità di MgCl₂ nella soluzione è di circa 0,970 g. La risposta corretta è l'opzione C: 0,970 g.

La cinetica di Michaelis-Menten descrive la velocità di una reazione enzimatica in funzione della concentrazione del substrato ([S]). L'equazione di Michaelis-Menten è espressa come:

v = (v_max [S]) / (Km + [S])

dove:

• v è la velocità della reazione,
• v_max è la velocità massima della reazione enzimatica,
• Km è la costante di Michaelis-Menten, e
• [S] è la concentrazione del substrato.

Quando la concentrazione del substrato ([S]) è molto maggiore della costante di Michaelis-Menten (Km), l'equazione può essere semplificata approssimandola a v ≈ (v_max [S]) / [S] = vmax. In questo caso, la velocità della reazione è approssimativamente costante e indipendente dalla concentrazione del substrato. Questo comportamento è tipico quando la concentrazione del substrato è molto più grande della costante di Michaelis-Menten.

Ora, riguardo all'ordine apparente della reazione quando [S] ≫ Km:

A) Ordine 0: La velocità della reazione è costante e indipendente dalla concentrazione del substrato. Quindi, la reazione è di ordine 0.

B) Ordine 0,5: Questo ordine di reazione non è applicabile in questo contesto.

C) Ordine 1: L'ordine 1 implica che la velocità della reazione è proporzionale alla concentrazione del substrato. Questo non è il caso quando [S] ≫ Km, perché la velocità è approssimativamente costante.

D) Ordine 2: L'ordine 2 implica che la velocità della reazione è proporzionale al quadrato della concentrazione del substrato. Questo non è il caso qui.

Quindi, la risposta corretta è A) "Ordine 0", poiché la velocità della reazione è costante e indipendente dalla concentrazione del substrato quando [S] ≫ Km.

Il problema riguarda la determinazione dell'ordine di reazione e dell'energia di attivazione per una reazione chimica. La reazione è descritta da un'equazione chiamata equazione di Arrhenius, che collega la velocità di reazione (cioè quanto velocemente avviene la reazione) con la temperatura e l'energia di attivazione.

Iniziamo con i dati forniti:

- A 189,7 °C (462,85 K), la costante cinetica (k) è 2,52 ·10^-5 s^-1


- A 230,3 °C (503,45 K), la costante cinetica (k) è 6,30 ·10^-4 s^-1

Per determinare l'ordine della reazione, guardiamo come la temperatura influisce sulla velocità di reazione. L'aumento della temperatura accelera la reazione. Se il raddoppio della temperatura (da 189,7 °C a 230,3 °C) causa un aumento notevole nella velocità della reazione (un aumento di 10 volte), allora la reazione è di primo ordine rispetto alla temperatura.

Quindi, l'ordine di reazione è il primo ordine rispetto alla temperatura.

Successivamente, per calcolare l'energia di attivazione (E_a), possiamo utilizzare i dati delle due temperature e l'equazione di Arrhenius. Non entreremo nei dettagli matematici qui, ma il calcolo mostra che l'energia di attivazione (E_a) è di circa 153 kJ/mol.

Quindi, la risposta corretta è A) primo ordine; E_a = 153 kJ mol^-1, poiché la reazione è di primo ordine rispetto alla temperatura e l'energia di attivazione è di circa 153 kJ/mol.

La scelta del platino ricoperto di spugna di platino come miglior materiale per un elettrodo a idrogeno H⁺/H₂ si basa sulla capacità di questo materiale di ridurre la sovratensione, ovvero la differenza tra il potenziale reale dell'elettrodo e il potenziale teorico stimato per una reazione elettrochimica.

Il platino è un metallo catalitico ampiamente utilizzato negli elettrodi a idrogeno per la sua elevata conducibilità elettrica, la resistenza alla corrosione e la sua capacità di favorire la reazione di riduzione dell'idrogeno (H₂). La spugna di platino, una forma particolare di platino poroso, offre una maggiore area superficiale. Questa caratteristica è cruciale poiché una maggiore superficie esposta consente un contatto più ampio con i reagenti, migliorando così l'efficienza della reazione. Questo elettrodo è in grado di ridurre al minimo la sovratensione durante la reazione, consentendo la produzione di idrogeno in modo più efficiente.