QUIZ DI "ACIDI E BASI" - REGIONALI CATEGORIA C

Per calcolare il pH di una soluzione acquosa di un acido debole (HA) 0,22 M con Ka=1,9 × 10^-14 a 25 °C, consideriamo la dissociazione dell'acido e l'autodissociazione dell'acqua.

La dissociazione dell'acido è rappresentata da HA → H⁺ + A^-.

Con Ka = [H⁺][A^-]/[HA], otteniamo [H⁺] = √(KaC + Kw).

Sostituendo i valori noti, otteniamo [H⁺] ≈ 1,19 × 10^-7 M.

Il pH è quindi -log([H⁺]), quindi pH ≈ 6,92.

Per risolvere il problema, possiamo seguire questi passaggi:

1. Calcolare le moli di HCl aggiunte:
nHCl = MHCl * VHCl
nHCl = 0,150 mol/L * 0,0230 L = 0,00345 mol

2. Poiché l'HCl reagisce con il solfito di sodio (Na₂SO₃) secondo l'equazione:
HCl + Na₂SO₃ → NaHSO₃
possiamo dire che la quantità di NaHSO₃ formata è anche 0,00345 mol.

3. Sapendo che NaHSO₃ ha una costante di acidità (Ka) di 6,2 × 10^-8, possiamo calcolare il rapporto tra H⁺ e HSO₃^- usando l'equazione di Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa - log([HSO₃^-]/[H⁺])
Risolvendo per [HSO₃^-]/[v], otteniamo:
[HSO₃^-]/[H⁺] = 10^pKa-pH
[HSO₃^-]/[v] = 10^7,2-4,5 = 501

4. Ora possiamo calcolare la concentrazione di HSO₃^- e H⁺ iniziale:
[HSO₃^-] = nHCl/501 = 0,00345/501 = 6,89 × 10^-6 mol

5. Ora sommiamo questa quantità alla quantità di HSO3- formata dalla reazione con l'HCl:
[HSO₃^-]finale = 0,00345 + 6,89 × 10^-6 ≈ 0,00346 mol

6. La domanda chiede le moli di solfito (Na₂SO₃), che è l'analogo dell' HSO₃^- nella reazione. Dal momento che la reazione ha un rapporto 1:1 tra HSO₃^- e Na₂SO₃, la risposta è:
Moli di Na₂SO₃ = [HSO₃^-]finale ≈ 0,00346 mol

La risposta corretta è la D) 0,00345 mol.

L'affermazione C è errata. Affermare che "nessuna delle reazioni redox può essere classificata come acido-base, neppure di Lewis, e viceversa" è un'affermazione troppo generalizzata e non corretta.

Le reazioni chimiche non sono sempre limitate a singole classi discrete. Alcune reazioni possono mostrare caratteristiche sia di reazioni redox che di reazioni acido-base. Ad esempio, mentre molte reazioni redox coinvolgono trasferimenti di elettroni, alcune di queste possono anche comportare l'interazione di acidi e basi di Lewis.

Nel caso dell'esempio fornito nell'opzione B (PCl₃ + SO₂Cl₂ → POCl₃ + SOCl₂), si verifica sia una reazione redox (con il fosforo che subisce un cambiamento di stato di ossidazione) che una reazione di acido-base di Lewis (con un ossigeno di SO₂Cl₂ che agisce da base di Lewis sottraendo una coppia di elettroni da PCl₃).

Quindi, affermare che nessuna delle reazioni redox può essere classificata come acido-base o viceversa non è corretto, poiché alcune reazioni possono effettivamente mostrare caratteristiche di entrambe le classi, come dimostrato dall'esempio sopra.