QUIZ DI "SPETTROSCOPIA E SPETTROMETRIA" - NAZIONALI CATEGORIA C

Il composto C₆H₄Br₂, l'1,4-dinitrobromobenzene, contiene due atomi di bromo. Gli isotopi del bromo che sono principalmente coinvolti in questo caso sono ⁷⁹Br e ⁸¹Br, i quali hanno approssimativamente la stessa abbondanza nella natura. Quindi, per i due atomi di bromo presenti nel composto, ci sono quattro possibili combinazioni isotopiche: ⁷⁹Br/⁷⁹Br, ⁷⁹Br/⁸¹Br, ⁸¹Br/⁷⁹Br, ⁸¹Br/⁸¹Br.

Queste quattro combinazioni isotopiche producono quattro molecole con masse diverse:

• ⁷⁹Br/⁷⁹Br produce una massa di 234 (79 + 79 = 158, moltiplicato per 2 = 316 + 18 per il resto del composto = 234).
• ⁷⁹Br/⁸¹Br e ⁸¹Br/⁷⁹Br producono la stessa massa di 236 (79 + 81 = 160, moltiplicato per 2 = 320 + 18 per il resto del composto = 238).
• ⁸¹Br/⁸¹Br produce una massa di 238 (81 + 81 = 162, moltiplicato per 2 = 324 + 18 per il resto del composto = 238).

Poiché gli isotopi ⁷⁹Br e ⁸¹Br hanno approssimativamente la stessa abbondanza, ciascuna delle quattro combinazioni isotopiche avrà la stessa probabilità di essere presente nella molecola. Di conseguenza, le intensità relative dei picchi corrispondenti alle masse molecolari di 234, 236 e 238 nello spettro di massa saranno rispettivamente di 1, 2 e 1.

Quindi, la risposta corretta è la C (1 : 2 : 1), poiché rappresenta le intensità relative dei picchi con valori di m/z 234, 236 e 238 nello spettro di massa dell'1,4-dinitrobromobenzene, generati dalle quattro combinazioni isotopiche dei due atomi di bromo con uguale abbondanza degli isotopi ⁷⁹Br e ⁸¹Br.

Quando un alcol terziario reagisce con acido bromidrico (HBr), avviene una reazione di disidratazione rapida, nota anche come reazione di eliminazione. Questa reazione conduce alla formazione di un carbocatione terziario allilico come uno degli intermedi di reazione. Un carbocatione è un catione (unione carica positiva) con un atomo di carbonio carico positivamente, in questo caso, è terziario perché il carbonio carico positivamente è legato a tre gruppi alchilici.

Questo carbocatione allilico, che si forma come intermedio nella reazione, diventa suscettibile all'attacco del bromuro (Br^-) nell'HBr. L'attacco avviene sulla posizione coniugata primaria rispetto al carbocatione terziario allilico.

Questo processo porta alla formazione di un alogenuro, indicato come alogenuro A, in cui il bromuro si lega al carbonio coniugato primario rispetto al carbocatione terziario allilico.

In termini più teorici, la formazione del carbocatione allilico è favorita dalla stabilità relativa dei carbocationi: il carbocatione terziario allilico è relativamente più stabile rispetto ad altri carbocationi a causa del sostegno coniugato fornito dal doppio legame nel gruppo allile, oltre alla maggiore induttività dei gruppi alchilici adiacenti che forniscono un certo grado di stabilizzazione elettronica.

L'attacco del bromuro sulla posizione coniugata primaria è favorito poiché consente di formare il prodotto alogenuro con una maggiore stabilità attraverso un meccanismo che sfrutta la delocalizzazione e la stabilità del sistema coniugato.

La temperatura di una fiamma generata da una miscela combustibile-ossidante è influenzata dai costituenti della miscela e dal rapporto tra di essi.

Nel caso della spettroscopia di assorbimento atomico, la temperatura più elevata è raggiunta dalla fiamma acetilene/ossigeno (opzione D), che arriva a circa 3100 °C.

L'acetilene, come gas combustibile, quando brucia in presenza di ossigeno, genera una fiamma estremamente calda. Il rapporto ottimale di acetilene e ossigeno favorisce una combustione completa, producendo una fiamma ad alta temperatura.

La fiamma di acetilene/ossigeno è generalmente utilizzata in laboratorio per la sua alta temperatura, che è utile nella spettroscopia di assorbimento atomico in quanto fornisce un ambiente adatto per la vaporizzazione e l'atomizzazione degli elementi da analizzare. La temperatura più elevata consente una maggiore sensibilità e precisione nelle misurazioni spettroscopiche.