Risposta corretta B) BaSO₄.

Bisogna analizzare i componenti del composto e i numeri di ossidazione:

• Il catione Bario: Il bario Ba è un metallo alcalino-terroso (Gruppo 2 della tavola periodica). Tende a perdere due elettroni, formando lo ione Ba²⁺.
• L’anione Solfato: Il gruppo solfato deriva dall’acido solforico H₂SO₄ per doppia deprotonazione. Lo ione risultante è SO₄^2-.
• Bilanciamento: Poiché il bario ha carica +2 e il solfato ha carica -2, il rapporto stechiometrico per formare un composto neutro è 1:1. Unendo gli ioni si ottiene: Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

Analisi delle risposte errate

• A) BaS: Questo è il solfuro di bario. Il suffisso “-uro” indica solitamente un sale binario dove lo zolfo ha numero di ossidazione -2 (S^2-), non il gruppo solfato.
• C) BaHSO₄: Questa formula è chimicamente errata dal punto di vista stechiometrico. Si riferisce al tentativo di scrivere il bisolfato (o idrogenosolfato) di bario. Tuttavia, lo ione idrogenosolfato è HSO₄^– (carica -1). Per bilanciare il bario (+2), servirebbero due gruppi bisolfato. La formula corretta del bisolfato di bario sarebbe Ba(HSO₄)₂.
• D) BaSO₃: Questo è il solfito di bario. Il suffisso “-ito” deriva dall’acido solforoso (H₂SO₃), e lo ione corrispondente è SO₃^2-, che contiene un atomo di ossigeno in meno rispetto al solfato.
• E) Ba₂SO₄: Questa formula è impossibile. Implicherebbe che il bario abbia numero di ossidazione +1 (per bilanciare il -2 del solfato con due atomi di bario). Il bario, essendo del secondo gruppo, ha sempre numero di ossidazione +2 nei suoi composti.
  

Risposta corretta D) il numero di protoni contenuti nel nucleo

La definizione esatta di numero atomico (indicato con la lettera Z) è il numero di protoni contenuti nel nucleo. Il numero di protoni è l’unica grandezza che identifica univocamente l’elemento chimico. Se cambia il numero di protoni, cambia l’elemento (ad esempio, il Carbonio ha sempre 6 protoni; se ne avesse 7, sarebbe Azoto). Nella tavola periodica, gli elementi sono ordinati proprio in base al numero atomico crescente.

Analisi delle risposte errate

• A) la somma del numero di protoni ed elettroni: Questa somma non corrisponde a nessuna grandezza chimica fondamentale utilizzata per identificare l’elemento.
• B) la somma del numero di protoni e neutroni: Questa è la definizione del Numero di Massa (indicato con la lettera A). Il numero di massa indica la somma delle particelle pesanti nel nucleo (nucleoni), ma non identifica l’elemento, poiché gli isotopi di uno stesso elemento hanno masse diverse.
• C) il numero totale di elettroni: Sebbene in un atomo neutro il numero di elettroni sia uguale a quello dei protoni, questa definizione è imprecisa. Gli atomi possono perdere o acquistare elettroni diventando ioni (es. Na⁺), ma il loro numero atomico (identità) rimane invariato. Pertanto, gli elettroni non definiscono il numero atomico.
• E) il numero di neutroni contenuti nel nucleo: Il numero di neutroni può variare tra atomi dello stesso elemento (questi si chiamano isotopi). Ad esempio, l’idrogeno può avere 0, 1 o 2 neutroni, ma il suo numero atomico resta sempre 1.
  

Risposta corretta E) .

Gli alcani sono idrocarburi saturi, il che significa che contengono solo legami singoli C-C e C-H. Quando un atomo di carbonio forma quattro legami singoli (legami sigma), orbitali atomici si mescolano formando quattro orbitali ibridi equivalenti orientati tetraedricamente. Questa ibridazione è definita sp³.

Analisi delle risposte errate

• A) ramificate: Questa risposta è incompleta. Gli alcani aciclici possono essere sia a catena lineare (es. n-butano) che ramificata (es. isobutano), quindi non sono esclusivamente ramificati.
• B) caratterizzate da isomeria geometrica: L’isomeria geometrica (cis-trans) richiede una limitazione alla rotazione, tipica dei doppi legami (alcheni) o delle strutture cicliche. Negli alcani aciclici c’è libera rotazione attorno ai legami singoli, impedendo questo tipo di isomeria.
• C) aromatiche: I composti aromatici (come il benzene) sono ciclici e insaturi con elettroni delocalizzati. Gli alcani, al contrario, sono composti alifatici e saturi.
• D) lineari: Similmente alla risposta A, gli alcani possono essere lineari o ramificati, non necessariamente solo lineari.
  

Risposta corretta A) acetone.

Per comprendere la reazione, bisogna analizzare la natura del reagente e l’effetto dell’agente ossidante:

Il reagente (2-propanolo): Il 2-propanolo (o alcol isopropilico) ha formula CH₃-CH(OH)-CH₃. È classificato come un alcol secondario perché il gruppo ossidrile (-OH) è legato a un atomo di carbonio che è a sua volta legato ad altri due atomi di carbonio.

L’ossidazione: Il dicromato di potassio (K₂Cr₂O₇) in ambiente acido è un forte agente ossidante. La regola generale prevede che l’ossidazione degli alcoli secondari porti alla formazione di chetoni.

Il prodotto: Durante la reazione, vengono rimossi due atomi di idrogeno (uno dall’ossigeno e uno dal carbonio ad esso legato) formando un doppio legame C=O. Dal 2-propanolo si ottiene quindi il propanone (CH₃-CO-CH₃), comunemente noto come acetone o come dimetilchetone.

Analisi delle risposte errate

• B) ossido di propilene: Questo è un epossido ciclico (C₃H₆O). Si ottiene generalmente attraverso l’ossidazione parziale del propilene (un alchene), non dall’ossidazione di un alcol con dicromato.
• C) acetaldeide: L’acetaldeide è un’aldeide a due atomi di carbonio. Le aldeidi sono i prodotti primari dell’ossidazione degli alcoli primari (come l’etanolo), non di quelli secondari. Inoltre, la catena carboniosa si accorcerebbe da 3 a 2 atomi, il che richiede condizioni di rottura del legame C-C più drastiche.
• D) 1-propanolo: Questo è un isomero di struttura del 2-propanolo (è un alcol primario). L’ossidazione chimica trasforma i gruppi funzionali (da -OH a =O), ma non “sposta” la posizione del gruppo funzionale lungo la catena carboniosa trasformando un isomero nell’altro.
• E) etanolo: Come per l’acetaldeide, l’etanolo ha solo due atomi di carbonio. Ossidare un alcol a 3 atomi di carbonio non produce un alcol a 2 atomi di carbonio in queste condizioni standard.
  

Risposta corretta A) Glicina.

Il collagene è una proteina fibrosa con una struttura estremamente regolare: la sua catena polipeptidica presenta la sequenza ripetitiva Gly–X–Y, dove Gly (glicina) occupa ogni terza posizione. Questo rende la glicina l’aminoacido nettamente più abbondante nel collagene.

• Piccolissima dimensione della glicina: La glicina è il più semplice degli aminoacidi: il suo gruppo laterale è un solo atomo di idrogeno. Questa dimensione minima è indispensabile perché, nella tripla elica del collagene, le catene polipeptidiche sono strettamente impacchettate; in posizione interna alla tripla elica c’è spazio solo per un sostituente molto piccolo, come appunto l’idrogeno della glicina.
• Motivo ripetitivo Gly–X–Y: La sequenza caratteristica del collagene prevede che ogni terza posizione sia una glicina. Negli altri due posti (X e Y) si trovano spesso prolina e idrossiprolina, ma la frequenza con cui compare la glicina è la più alta in assoluto lungo la catena.
• Stabilità della tripla elica: La struttura del collagene è una tripla elica formata da tre catene polipeptidiche avvolte tra loro. La presenza regolare di glicina al centro della tripla elica permette il corretto avvicinamento delle catene e la formazione di numerosi legami a idrogeno tra i gruppi carbossilici e ammidici dello scheletro peptidico, contribuendo alla notevole resistenza meccanica del tessuto connettivo.
  

Analisi delle risposte errate

• B) Alanina: È un aminoacido a catena laterale piccola (–CH₃), ma è più ingombrante della glicina. L’alanina è presente in molte proteine, ma nel collagene non raggiunge la stessa frequenza della glicina e non occupa sistematicamente la posizione ogni terza posizione.
• C) Serina: La serina possiede un gruppo ossidrilico (–CH₂OH) polare sulla catena laterale. È importante in altre proteine (per esempio in molti enzimi), ma nel collagene non è particolarmente abbondante e non svolge il ruolo strutturale chiave che ha la glicina nella formazione della tripla elica.
• D) Triptofano: È un aminoacido aromatico con una catena laterale molto voluminosa. Amminoacidi così ingombranti sarebbero incompatibili con il fitto impacchettamento delle catene nel centro della tripla elica del collagene. Di conseguenza il triptofano è molto raro nel collagene.
• E) Istidina: Aminoacido basico con un anello imidazolico, svolge spesso ruoli di catalisi o di legame a ioni metallici in altre proteine. Nel collagene, però, è presente solo in piccola quantità e non rappresenta affatto l’aminoacido più abbondante.
  

Quiz 6 – Risposta corretta A) b = 6.

Per risolvere questo quesito è possibile procedere con due metodi distinti: trattando la reazione come una ossidoriduzione (disproporzione) oppure utilizzando un bilanciamento ordinario (algebrico). Entrambi i metodi portano allo stesso risultato.

METODO 1: Bilanciamento della ossidoriduzione (disproporzione)

La reazione è una disproporzione (*) del cloro, che passa da stato di ossidazione 0 a -1 (riduzione) e da 0 a +5 (ossidazione) in ambiente basico.

Nota (*) [La disproporzione, o dismutazione, è una reazione di ossidoriduzione (redox) in cui una singola specie chimica si ossida e si riduce contemporaneamente, generando due prodotti distinti contenenti lo stesso elemento in stati di ossidazione diversi ]

Per questa disproporzione, come per ogni altra redox procediamo nel seguente modo:

1. Scrivere le semireazioni.

Riduzione: Cl₂ → Cl^–
Ossidazione: Cl₂ → ClO₃^–

2. Bilanciare massa e cariche (ambiente basico).

Semireazione di riduzione: Cl₂ + 2e^– → 2Cl^–
Semireazione di ossidazione: Cl₂ + 12OH^– → 2ClO₃^– + 6H₂O + 10e^–

3. Bilanciare gli elettroni scambiati.

Il minimo comune multiplo tra 2 e 10 elettroni è 10. Moltiplichiamo la prima semireazione per 5:
5(Cl₂ + 2e^– → 2Cl^–) ⇒ 5Cl₂ + 10e^– → 10Cl^–

4. Sommare le semireazioni.

5Cl₂ + Cl₂ + 12OH^– + 10e^– → 10Cl^– + 2ClO₃^– + 6H₂O + 10e^–
Si ottiene: 6Cl₂ + 12OH^– → 10Cl^– + 2ClO₃^– + 6H₂O

5. Semplificare i coefficienti.

Dividendo tutto per 2 otteniamo: 3Cl₂ + 6OH^– → 5Cl^– + ClO₃^– + 3H₂O.
Reinserendo gli ioni spettatori (Na⁺), si arriva alla reazione finale bilanciata.

METODO 2: Bilanciamento ordinario (algebrico)

Si può procedere anche senza considerare i numeri di ossidazione, impostando un sistema logico:

1. Scrivere i coefficienti generali.

Si parte dalla forma generale con le lettere: aCl₂ + bNaOH → cNaCl + dNaClO₃ + eH₂O.

2. Bilanciare il cloro.

A sinistra: 2a atomi. A destra: c + d atomi.
Si impone: 2a = c + d.

3. Bilanciare il sodio.

A sinistra (NaOH): b atomi. A destra (NaCl + NaClO₃): c + d atomi.
Si ottiene: b = c + d.

4. Deduzione chiave (Cloro e Sodio).

Confrontando le due equazioni precedenti (2a = c + d e b = c + d) si ricava che b = 2a. Il coefficiente di NaOH deve essere il doppio di quello di Cl₂.

5. Bilanciare ossigeno e idrogeno.

Ossigeno: b = 3d + e.
Idrogeno: b = 2e → e = b/2.

6. Risoluzione numerica.

Scegliamo un valore semplice, a = 3.
Di conseguenza: b = 6.
Dato che e = b/2, allora e = 3.
Dall’equazione dell’ossigeno: 6 = 3d + 3 → 3d = 3 → d = 1.
Infine: c = b – d = 6 – 1 → c = 5.

Controllo finale:

– Cl: 3·2 = 6 a sinistra; 5 + 1 = 6 a destra.
– Na: 6 a sinistra; 5 + 1 = 6 a destra.
– O: 6 a sinistra; 3 (NaClO₃) + 3 (3H₂O) = 6 a destra.
– H: 6 a sinistra; 3·2 = 6 a destra.
Tutti gli elementi risultano bilanciati, perciò i coefficienti sono corretti e in particolare b = 6.

Entrambi i metodi portano ai medesimi coefficienti finali:

3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

Confrontando con le opzioni del quiz:

• a = 3
• b = 6
• c = 5
• d = 1
• e = 3

L’unica affermazione corretta è quindi b = 6.

Risposta corretta D) dodici atomi di idrogeno.

Per rispondere correttamente è utile tradurre il nome IUPAC in una struttura e poi contare con calma atomi di carbonio e idrogeno.

• 1. Individuare la catena principale: Il nome contiene il termine butene, quindi la catena principale ha 4 atomi di carbonio con un doppio legame: CH₂=CH–CH₂–CH₃ (1-butene).
• 2. Aggiungere i sostituenti metilici: Il prefisso 2,3-dimetil- indica due gruppi metile (–CH₃) legati ai carboni 2 e 3 della catena principale. La struttura diventa, in forma condensata: CH₂=C(CH₃)–CH(CH₃)–CH₃.

• 3. Contare gli atomi di carbonio: – 4 carboni nella catena principale (butene).
  – 2 carboni dei due gruppi metile sostituenti. Totale: 6 atomi di carbonio (formula globale C₆H_?).
• 4. Contare gli atomi di idrogeno:

– C1: CH₂ → 2 H
– C2: C in doppio legame e sostituito (C(CH₃)) → nessun idrogeno
– C3: CH → 1 H
– C4 (terminale): CH₃ → 3 H
– Metile su C2: CH₃ → 3 H
– Metile su C3: CH₃ → 3 H
Somma: 2 + 0 + 1 + 3 + 3 + 3 = 12 atomi di idrogeno. La formula molecolare è quindi C₆H₁₂, coerente con un’alchene monociclico equivalente (un grado di insaturazione).

Risposta corretta B) ∆G = −nFE

In una cella elettrochimica, la variazione di energia libera di Gibbs è legata al lavoro elettrico che la cella può compiere. Il lavoro elettrico massimo è dato dal prodotto tra la carica totale che passa nel circuito e la differenza di potenziale E. La carica totale trasferita è n·F, dove n è il numero di moli di elettroni coinvolti nella reazione e F è la costante di Faraday.

• Lavoro elettrico e segno meno: Il lavoro elettrico massimo svolto dalla cella è W_{elettrico,max} = −nFE
  Il segno meno indica che, se la cella fornisce lavoro all’esterno (ad esempio accendendo una lampadina), il sistema (la cella) perde energia libera.
• Definizione di ∆G: Per processi reversibili, il lavoro non di espansione massimo è pari proprio alla variazione di energia libera di Gibbs: ∆G = W_{max, non-PV}
  Nel caso di una cella elettrochimica, questo lavoro non di espansione coincide con il lavoro elettrico massimo, quindi:
  ∆G = −nFE.
• Interpretazione del segno di ∆G e di E: Se la cella è spontanea, il potenziale E è positivo e di conseguenza ∆G è negativo (reazione termodinamicamente favorita). Se invece E è negativo, la reazione non è spontanea nelle condizioni considerate e ∆G risulta positivo.

In condizioni standard, la stessa relazione diventa ∆G° = −nFE°, dove E° è il potenziale standard di cella. Nel testo del quiz, però, si parla in generale di E, quindi la forma corretta è proprio ∆G = −nFE.

Analisi delle risposte errate

• A) ∆G = E/nF: Questa espressione è scorretta sia dal punto di vista concettuale sia dal punto di vista dimensionale. L’energia libera ha unità di joule (J), mentre E/nF avrebbe unità di volt diviso coulomb/mol, che non corrispondono a un’energia per mole.
• C) ∆G = nFE: Manca il segno meno. In questo modo, per una cella spontanea (E > 0) si avrebbe ∆G > 0, cioè una reazione non spontanea, in evidente contraddizione con la termodinamica. È l’errore tipico di chi ricorda la formula ma dimentica il segno.
• D) ∆G = −nFE°: Questa forma è corretta solo se si parla di ∆G°, cioè della variazione di energia libera standard, e non della ∆G generica. La relazione rigorosa sarebbe ∆G° = −nFE°. Nel testo del quiz, però, compare semplicemente ∆G (non ∆G°), quindi questa risposta è formalmente errata.
• E) ∆G = RtlnE: È un’espressione priva di significato in questo contesto. Termodinamicamente, compare spesso la forma ∆G = ∆G° + RT lnQ oppure, nel contesto delle celle, E = E° − (RT/nF) lnQ. Scrivere RtlnE è sbagliato sia per la dipendenza (dovrebbe essere il logaritmo del quoziente di reazione Q, non del potenziale E) sia per le unità di misura, che non risultano coerenti.
  

Risposta corretta C) 2.

La domanda chiede il numero massimo di elettroni IN UN SINGOLO ORBITALE con numero quantico angolare l = 1. Il valore di l = 1 identifica un orbitale di tipo p, ma la capacità massima di un singolo orbitale è stabilita dal principio di Pauli, non dal valore di l. Per il principio di Pauli in un orbitale possiamo trovare al massimo due elettroni.

Questo tipo di quiz può essere insidioso se, per la fretta di rispondere, non si legge attentamente il testo del quesito che specifica “un singolo orbitale” e si va a considerare l’intero sottolivello (in inglese subshell) composto dai tre orbitali p. Si perverrebbe così erroneamente alla risposta A) considerando 6 elettroni (2 per ciascun orbitale).

Risposta corretta B) NaHCO₃.

Cerchiamo una soluzione con pH>7, cioè una soluzione basica (o alcalina). Per stabilire se una soluzione salina è acida, neutra o basica, bisogna analizzare la natura acido-base degli ioni che si ottengono per dissociazione del sale in acqua e vedere se prevale il carattere acido o il carattere basico.

• NaHCO₃ in acqua: Il sale si dissocia in Na⁺ e HCO₃^–.
  – Na⁺ è il catione di una base forte (NaOH) e, di fatto, è spettatore: non idrolizza in modo apprezzabile e non influenza il pH.
  – HCO₃^– è l’anione idrogenocarbonato, noto anche nella nomenclatura tradizionale come ione bicarbonato, con comportamento anfiprotico: può sia cedere un protone (agendo da acido debole → CO₃^2-) sia accettarne uno (agendo da base debole → H₂CO₃). Nella pratica, in soluzione, prevale il comportamento basico:

HCO₃^– + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH^–

La formazione di ioni OH^– rende la soluzione di NaHCO₃ leggermente basica (pH > 7).

• Criterio generale: In genere un sale formato da:
  – catione di base forte + anione di acido debole (il nostro proviene dall’acido carbonico (debole) H₂CO₃   → soluzione basica,
  – catione di base debole + anione di acido forte → soluzione acida,
  – catione di base forte + anione di acido forte → soluzione neutra.
  NaHCO₃ rientra nel caso in cui l’anione ha un certo carattere basico, e questo fa sì che il pH sia maggiore di 7.
  

Analisi delle risposte errate

• A) KClO₄: KClO₄ è un sale formato da K⁺ (base forte KOH) e ClO₄^– (anione proveniente dall’acido forte HClO₄). Entrambi gli ioni sono, di fatto, entrambi ioni spettatori che non idrolizzano in modo significativo. La soluzione risulta quindi neutra, con pH circa 7.
• C) NaCl: NaCl è l’esempio classico di sale perfettamente neutro. Nasce da NaOH (base forte) e HCl (acido forte). Na⁺ e Cl^– (entrambi ioni spettatori) non reagiscono con l’acqua per formare in modo apprezzabile H₃O⁺ o OH^–. Il pH è quindi ~7.
• D) KHSO₄: KHSO₄ è il sale acido dell’acido solforico. In soluzione, oltre a K⁺ (ione spettatore), l’anione HSO₄^– può ancora comportarsi da acido, cedendo un protone e formando SO₄^2-. Di conseguenza la soluzione è acida, con pH < 7.      HSO₄^– proviene dall’acido solforico H₂SO₄ che è un acido forte sia nella prima che nella seconda deprotonazione)
• E) NH₄NO₃: NH₄NO₃ è formato da NH₄⁺ (coniugato dell’ammoniaca NH₃, base debole) e NO₃^– (coniugato dell’acido nitrico HNO₃, acido forte). NH₄⁺ agisce come acido debole:
  NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺
  Si formano ioni H₃O⁺, la soluzione è quindi acida (pH < 7), non basica.
  

Risposta corretta C) Sono tutti polinsaturi.

Gli acidi grassi omega-3 e omega-6 sono, per definizione, acidi grassi insaturi in cui il primo doppio legame a partire dall’estremità metilica (carbonio ω) si trova rispettivamente in posizione 3 (ω-3) o 6 (ω-6). Inoltre, in tutti i casi biologicamente rilevanti, essi possiedono più di un doppio legame, cioè sono acidi grassi polinsaturi (PUFA).

• Esempi di omega-6: l’acido linoleico (18:2, ω-6) e l’acido arachidonico (20:4, ω-6) hanno rispettivamente 2 e 4 doppi legami → entrambi sono polinsaturi.
• Esempi di omega-3: l’acido α-linolenico (18:3, ω-3), l’acido EPA (20:5, ω-3) e l’acido DHA (22:6, ω-3) hanno 3, 5 e 6 doppi legami → anche questi sono polinsaturi.
• Conclusione: gli acidi grassi omega-3 e omega-6 sono sempre acidi grassi insaturi con più doppi legami, cioè polinsaturi, e non possono essere classificati come saturi o monoinsaturi.
  

Analisi delle risposte errate

• A) Sono tutti saturi: Per definizione, un acido grasso saturo non contiene doppi legami. Gli omega-3 e gli omega-6 sono caratterizzati proprio dalla presenza di doppio/i legame/i nella catena idrocarburica; quindi sono acidi grassi insaturi, non saturi. Questa opzione è in netta contraddizione con la definizione stessa.
• B) Sono sintetizzati dal fegato: Gli acidi grassi essenziali omega-3 (come l’α-linolenico) e omega-6 (come il linoleico) non possono essere sintetizzati ex novo dall’uomo, perché gli enzimi desaturasi umani non sono in grado di inserire doppi legami oltre la posizione Δ9 a partire dall’estremità carbossilica. Devono quindi essere introdotti con la dieta. Il fegato può modificarli (allungarli o introdurre ulteriori doppi legami), ma non sintetizzarli da zero.
• D) Sono componenti essenziali dei glicerofosfolipidi: Gli omega-3 e omega-6 possono certamente trovarsi esterificati nei glicerofosfolipidi di membrana, e il loro ruolo è importante per la fluidità di membrana e come precursori di mediatori (es. eicosanoidi). Tuttavia, i glicerofosfolipidi possono contenere anche acidi grassi saturi o monoinsaturi: non è vero che gli omega-3 e omega-6 siano sempre componenti essenziali di tutti i glicerofosfolipidi. L’affermazione è troppo assoluta.
• E) Comprendono acido oleico, acido linoleico e acido arachidonico: L’elenco è misto: – L’acido oleico (18:1, ω-9) è un acido grasso monoinsaturo omega-9, quindi non appartiene né al gruppo omega-3 né al gruppo omega-6. – L’acido linoleico (18:2, ω-6) è un vero acido grasso omega-6. – L’acido arachidonico (20:4, ω-6) è anch’esso omega-6. Poiché la risposta include anche l’acido oleico (che non è ω-3 né ω-6), l’affermazione complessiva risulta errata.
  

Risposta corretta E) NH₄Cl.

Cerchiamo una soluzione con pH<7, cioè una soluzione acida. Per stabilire se una soluzione salina è acida (pH < 7), neutra (pH ≈ 7) o basica (pH > 7) bisogna esaminare la natura acido-base del catione e dell’anione, cioè verificare da quale acido e da quale base derivano.

• Dissociazione di NH₄Cl: In acqua NH₄Cl si dissocia completamente in:
  NH₄⁺ + Cl^–.
  – Cl^– è l’anione coniugato di un acido forte (HCl) e non idrolizza in modo apprezzabile: è uno ione spettatore. – NH₄⁺ è il coniugato dell’ammoniaca NH₃, che è una base debole. Di conseguenza NH₄⁺ si comporta come acido debole:
  NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺
  La formazione di H₃O⁺ aumenta la concentrazione di ioni ossonio in soluzione e rende il pH minore di 7.
• Regola pratica: Un sale formato da:

– catione di base debole + anione di acido forte → soluzione acida;
– catione di base forte + anione di acido forte → soluzione neutra;
– catione di base forte + anione di acido debole → soluzione basica. NH₄Cl rientra nel primo caso (NH₄⁺ da base debole, Cl^– da acido forte) → soluzione acida.

Analisi delle risposte errate

• A) NaCl: Nasce da NaOH (base forte) e HCl (acido forte). Sia Na⁺ che Cl^– sono ioni spettatori che non idrolizzano in maniera significativa. La soluzione è quindi neutra (pH ≈ 7), non acida.
• B) KNO₃: È il sale di KOH (base forte) e HNO₃ (acido forte). Anche in questo caso, K⁺ e NO₃^– non subiscono idrolisi apprezzabile e la soluzione risulta neutra, con pH intorno a 7.
• C) KClO₄: Sale formato da KOH (base forte) e HClO₄ (acido forte). K⁺ e ClO₄^– sono ioni che non idrolizzano e quindi la soluzione è neutra. Non porta il pH al di sotto di 7.
• D) NaHCO₃: NaHCO₃ si dissocia in Na⁺ (spettatore, da base forte NaOH) e HCO₃^–. L’anione idrogenocarbonato è anfiprotico, ma in soluzione acquosa mostra nel complesso un , perché può reagire con l’acqua formando OH^–:
  HCO₃^– + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH^– La soluzione di NaHCO₃ è quindi leggermente basica (pH > 7), non acida.
  

Risposta corretta E) una base azotata legata covalentemente ad un pentoso.

Per definizione, un nucleoside è formato da una base azotata (purinica o pirimidinica) legata in modo covalente a uno zucchero pentoso (ribosio negli RNA, desossiribosio nei DNA) tramite un legame β-N-glicosidico. In questa struttura non sono presenti gruppi fosfato: se c’è almeno un gruppo fosfato, si parla invece di nucleotide.

• Base azotata: può essere una purina (adenina, guanina) o una pirimidina (citosina, timina, uracile). Queste basi conferiscono specificità d’appaiamento negli acidi nucleici.
• Pentoso: è uno zucchero a 5 atomi di carbonio; nell’RNA è il D-ribosio, nel DNA il 2-deossi-D-ribosio. La base si lega di solito al carbonio 1′ del pentoso.
• Legame covalente β-N-glicosidico: si forma tra un atomo di azoto della base (N1 nelle pirimidine, N9 nelle purine) e il carbonio anomerico (C1′) del pentoso. Si tratta quindi di un vero legame covalente, non di un legame a idrogeno.

Quando a questo nucleoside si aggiunge uno o più gruppi fosfato sul carbonio 5′ del pentoso, si ottiene un nucleotide (ad esempio AMP, ADP, ATP). La distinzione “senza fosfato” (nucleoside) vs “con fosfato” (nucleotide) è fondamentale.

Analisi delle risposte errate

• A) una base azotata legata covalentemente ad un pentoso e a tre gruppi fosfato: Questa descrizione corrisponde a un nucleotide trifosfato (per esempio ATP, GTP), non a un nucleoside. Il nucleoside non contiene fosfato; l’aggiunta di tre gruppi fosfato porta a una forma ad alta energia, ma cambia completamente la definizione.
• B) un pentoso legato a tre gruppi fosfato: Qui manca completamente la base azotata. Una struttura composta solo da zucchero e fosfati non è né nucleoside né nucleotide in senso proprio; per parlare di nucleotidi è indispensabile la presenza della base.
• C) una base azotata legata a un pentoso tramite legame a idrogeno: I legami a idrogeno sono quelli che si instaurano, ad esempio, tra le basi complementari nei doppi filamenti di DNA (A–T, G–C). Nel nucleoside, invece, base e zucchero sono collegati da un legame covalente glicosidico, non da legami a idrogeno, quindi la definizione è errata.
• D) una base azotata legata a tre gruppi fosfato: Anche in questo caso manca lo zucchero pentoso. Senza il pentoso non si può parlare né di nucleoside né di nucleotide: la presenza del pentoso è essenziale per definire la struttura di base di questi composti. Inoltre i gruppi fosfato sono tipici dei nucleotidi, non dei nucleosidi.
  

Risposta corretta A) E’ un acido grasso insaturo omega-6.

L’acido arachidonico è un acido grasso polinsaturo a 20 atomi di carbonio, indicato come 20:4, ω-6. Ciò significa che possiede 4 doppi legami e che il primo doppio legame, contando dall’estremità metilica (carbonio ω), si trova in posizione 6. Appartiene quindi al gruppo degli acidi grassi omega-6.

• Struttura e famiglia: L’acido arachidonico deriva metabolicamente dall’acido linoleico (18:2, ω-6), acido grasso essenziale introdotto con la dieta. Per desaturazione ed elongazione dell’acido linoleico si ottiene appunto l’acido arachidonico, che resta nella stessa famiglia ω-6.
• Ruolo biologico: È un importante componente dei fosfolipidi di membrana. In risposta a vari stimoli (ormonali, infiammatori), può essere liberato da questi fosfolipidi (soprattutto da fosfolipidi di membrana plasmatica) grazie all’azione della fosfolipasi A₂. Una volta libero, rappresenta il principale precursore degli eicosanoidi (prostaglandine, trombossani, leucotrieni).
  

Analisi delle risposte errate

• B) possiede 24 atomi di carbonio: L’acido arachidonico ha 20 atomi di carbonio, non 24. Un acido grasso C24 esiste (per esempio l’acido lignocerico), ma è saturo e non ha nulla a che vedere con l’acido arachidonico.
• C) Deriva dal colesterolo: La direzione corretta della relazione è quasi il contrario di quanto suggerisce la risposta. L’acido arachidonico è un acido grasso che, una volta liberato dai fosfolipidi, viene trasformato in eicosanoidi. Il colesterolo è uno sterolo e rappresenta il precursore di acidi biliari, ormoni steroidei, vitamina D, non dell’acido arachidonico. Inoltre, dal colesterolo si formano altre classi di lipidi, ma non acidi grassi polinsaturi come l’arachidonico.
• D) Viene sintetizzato nel fegato: Nell’uomo l’acido arachidonico viene ottenuto principalmente per conversione dell’acido linoleico (essenziale) tramite desaturasi ed elongasi presenti in vari tessuti (non esclusivamente nel fegato) e, soprattutto, è largamente accumulato come componente dei fosfolipidi di membrana. L’affermazione “viene sintetizzato nel fegato” è imprecisa e fuorviante se presa come definizione generale, perché:
  – non è una sintesi de novo da piccoli precursori, ma da un acido grasso essenziale introdotto con la dieta;
  – il sito principale di “origine metabolica” non è esclusivamente il fegato, ma diversi tessuti.
• E) E’ un acido grasso insaturo omega-3: Gli acidi grassi omega-3 comprendono, per esempio, l’acido α-linolenico (18:3, ω-3), l’EPA (20:5, ω-3) e il DHA (22:6, ω-3). L’acido arachidonico è invece omega-6 (20:4, ω-6). Confondere omega-3 e omega-6 significa sbagliare la posizione del primo doppio legame rispetto all’estremità metilica.
  

Risposta corretta A) La solubilità diminuisce.

Per i gas disciolti in un liquido come l’acqua, un aumento di temperatura tende in genere a ridurre la solubilità. Questo è particolarmente vero per l’ossigeno disciolto nelle acque naturali (fiumi, laghi, mare).

• Aspetto energetico: La dissoluzione di un gas in un liquido è di solito un processo esoergonico / esoenergetico (rilascio di energia). Se si fornisce calore al sistema (aumentando la temperatura), si sposta l’equilibrio verso la fase gassosa, cioè verso la fuoriuscita del gas dal liquido.
• Osservazione quotidiana: Una bibita gassata è molto più “frizzante” se la si scalda: il gas disciolto (CO₂) esce più facilmente. Allo stesso modo, nelle acque calde la quantità di ossigeno disciolto è minore rispetto alle acque fredde.
• Conseguenze biologiche: Nei laghi e nei mari, se la temperatura aumenta, la concentrazione di O₂ disciolto diminuisce, con possibili problemi per gli organismi acquatici che respirano ossigeno disciolto.
  

Analisi delle risposte errate

• B) La solubilità aumenta: Questa affermazione è vera per molti solidi in acqua (es. zucchero, sale da cucina), ma per i gas vale in genere il contrario: la solubilità diminuisce all’aumentare della temperatura. Applicare il ragionamento dei solidi ai gas porta fuori strada.
• C) L’effetto dipende dalla temperatura iniziale: Anche se il valore assoluto della solubilità dipende ovviamente dalla temperatura, la tendenza è chiara: un aumento di temperatura porta comunque a una diminuzione della solubilità dell’ossigeno, indipendentemente da quale sia la temperatura di partenza (nel range usuale di interesse).
• D) Nessun effetto sulla solubilità: La solubilità dei gas è fortemente influenzata dalla temperatura. È un parametro molto sensibile: basta confrontare i valori di ossigeno disciolto in acque fredde e in acque calde per vedere differenze marcate. Dire che non c’è alcun effetto è chiaramente falso.
• E) In presenza di altri gas aumenta: La presenza di altri gas (ad esempio in aria) influenza la pressione parziale di ciascun gas sopra il liquido, ma non inverte la tendenza generale dovuta alla temperatura. Anche in una miscela gassosa, se la temperatura dell’acqua aumenta, la solubilità dell’ossigeno tende a diminire, non ad aumentare.
  

Completamento mancante:    ISOMERIA

La frase completa diventa: “1-butene non presenta isomeria configurazionale”. Perché? L’isomeria configurazionale legata al doppio legame è la normale isomeria cis-trans (o E/Z), che richiede una condizione fondamentale: su ciascuno dei due carboni del doppio legame devono essere presenti due sostituenti diversi.

• Nel 1-butene, la struttura è CH₂=CH–CH₂–CH₃. Il primo carbonio del doppio legame è un gruppo CH₂, quindi porta due idrogeni uguali. Su quel carbonio, dunque, i sostituenti non sono diversi: la condizione per avere due configurazioni distinte (cis e trans) non è soddisfatta.
• Di conseguenza, il 1-butene non può dare due isomeri configurazionali diversi (non esistono “cis-1-butene” e “trans-1-butene”) e si dice che non presenta isomeria configurazionale.

Per quanto riguarda la parola STEREOISOMERIA: scrivere “1-butene non presenta stereoisomeria configurazionale” è concettualmente accettabile (perché la cis–trans è un tipo di stereoisomeria configurazionale), ma:

• dal punto di vista grammaticale, il costrutto naturale con l’aggettivo “configurazionale” è “isomeria configurazionale”, non “stereoisomeria configurazionale” (che suona ridondante e poco usato nei testi di base);
• dal punto di vista d’esame/quiz, la risposta attesa è quasi certamente ISOMERIA, perché completa in modo pulito l’espressione standard “isomeria configurazionale”.

In sintesi:
– come parola singola da inserire nella frase la scelta più corretta, pulita e didatticamente standard è ISOMERIA;
– STEREOISOMERIA è concettualmente collegata (la cis-trans è una stereoisomeria configurazionale), ma come riempimento della lacuna “…… configurazionale” è meno precisa e difficilmente verrebbe considerata la risposta ufficiale.

Completamento mancante: TEMPERATURA

La frase completa diventa: “Con l’aumentare della temperatura aumenta la tensione di vapore di un liquido”.
La tensione di vapore è la pressione esercitata dal vapore del liquido quando il sistema è in equilibrio con la fase liquida, a una data temperatura. Questo equilibrio dipende direttamente dall’energia cinetica media delle molecole, cioè proprio dalla temperatura.

• All’aumentare della temperatura, le molecole del liquido possiedono in media più energia cinetica. Una frazione maggiore di molecole è quindi in grado di vincere le forze attrattive intermolecolari e passare alla fase vapore.
• In un recipiente chiuso si stabilisce un equilibrio dinamico tra molecole che evaporano e molecole che condensano. Se aumentiamo la temperatura, il numero di molecole che evaporano cresce fino a raggiungere un nuovo equilibrio a una tensione di vapore più alta.
• Ogni liquido ha una curva di tensione di vapore in funzione della temperatura: questa funzione è crescente. Il concetto di punto di ebollizione si basa proprio su questo: il liquido bolle quando la sua tensione di vapore uguaglia la pressione esterna.

Nel cercare la parola da inserire, è importante fare attenzione anche all’aspetto grammaticale: la frase richiede un sostantivo femminile singolare (“della …”), per cui termini che non rispettano insieme il significato fisico e il genere/numero grammaticale non sono adatti. TEMPERATURA è l’unica scelta che soddisfa sia il criterio scientifico sia quello linguistico.

Completamento mancante: TIROSINA

La frase completa diventa: “Quindi, tra questi due aminoacidi, la tirosina non è un aminoacido essenziale”. Dal punto di vista biochimico, gli aminoacidi si definiscono essenziali se l’organismo umano non è in grado di sintetizzarli in quantità sufficiente e quindi devono essere necessariamente introdotti con la dieta. Gli aminoacidi che l’organismo può sintetizzare a partire da altri precursori sono invece considerati non essenziali (o talvolta “condizionatamente essenziali”).

• Fenilalanina: è un aminoacido essenziale. L’organismo umano non è in grado di sintetizzarlo ex novo, quindi deve essere obbligatoriamente assunto con l’alimentazione.
• Tirosina: può essere prodotta a partire dalla fenilalanina tramite una reazione catalizzata dall’enzima fenilalanina idrossilasi. In questa reazione la fenilalanina viene idrossilata sull’anello aromatico per formare la tirosina. Poiché l’organismo può sintetizzare tirosina da un altro aminoacido introdotto con la dieta, la tirosina è classificata come non essenziale (o “essenziale solo in condizioni particolari”, ad esempio in caso di deficit enzimatici o di apporto molto ridotto di fenilalanina).

Di conseguenza, tra i due aminoacidi menzionati nel testo, quello che non è essenziale è proprio la TIROSINA, mentre la fenilalanina resta un aminoacido essenziale vero e proprio.

Dal punto di vista linguistico, la lacuna richiede chiaramente un sostantivo femminile singolare (“la …… non è un aminoacido essenziale”): sia fenilalanina sia tirosina rispettano il genere grammaticale, ma solo TIROSINA è corretta dal punto di vista biochimico. Non ci sono altri termini a una sola parola che completino in modo appropriato la frase mantenendo coerenza sia scientifica sia grammaticale.

Completamento mancante: UNO oppure 1

La frase completa diventa: “Il numero di gruppi amminici liberi presenti nel dipeptide Acido Aspartico – Glicina è uno”. Dal punto di vista chimico, il valore corretto è 1; dal punto di vista della forma, questo può essere espresso sia come UNO (parola) sia come 1 (cifra). Entrambe le forme rappresentano lo stesso contenuto e, se il sistema di correzione lo consente, sono da considerare equivalenti.

Struttura dei singoli aminoacidi:
– L’Acido Aspartico possiede un gruppo amminico α (–NH₂) e due gruppi carbossilici: quello α (–COOH) e quello della catena laterale (–CH₂–COOH).
– La Glicina possiede un gruppo amminico α (–NH₂), un gruppo carbossilico α (–COOH) e come catena laterale un semplice H.

• Formazione del dipeptide Acido Aspartico–Glicina (Asp–Gly):
  Il legame peptidico si forma tra il gruppo carbossilico α dell’Acido Aspartico e il gruppo amminico α della Glicina. Questi due gruppi, una volta condensati, diventano parte del legame –CO–NH– e quindi non sono più “liberi”.
• Conteggio dei gruppi amminici liberi:
  – Sul residuo di Acido Aspartico, rimane libero il gruppo amminico α (N-terminale).
  – Sul residuo di Glicina, il gruppo amminico α è impegnato nel legame peptidico, quindi non è libero.
  – Nessuno dei due aminoacidi ha gruppi amminici nella catena laterale.
  Risultato: c’è un solo gruppo amminico libero in tutto il dipeptide.

In condizioni fisiologiche questo gruppo amminico libero sarà per lo più nella forma –NH₃⁺, ma ai fini del conteggio il numero resta sempre 1.

Per quanto riguarda la forma della risposta:

• se il quiz richiede esplicitamente una parola, la forma corretta sarà UNO;
• se è ammesso anche l’uso di cifre, la risposta 1 è perfettamente equivalente dal punto di vista contenutistico.

In entrambi i casi, il significato chimico non cambia: il dipeptide Acido Aspartico – Glicina ha un solo gruppo amminico libero.

Completamento mancante: AMMINOACIDI    oppure:

AMINOACIDI
ALFAAMMINOACIDI
ALFAAMINOACIDI
αAMMINOACIDI
αAMINOACIDI

La frase completa diventa: “Le proteine naturali sono polimeri di amminoacidi uniti da legami peptidici”. Le proteine sono macromolecole ottenute collegando in catena molti residui di aminoacido tramite legami peptidici (legami ammidici tra il gruppo carbossilico di un aminoacido e il gruppo amminico di quello successivo).

Il termine amminoacido deriva da ammoniaca (che in italiano si scrive con la doppia “m”). Dall’ammoniaca deriva il gruppo amminico (–NH₂), e quindi amminoacido. La grafia aminoacidi (con una sola “m”) è molto diffusa, specialmente in ambito scientifico, a causa dell’influenza dell’inglese “amino acid”. Tuttavia, i principali dizionari italiani (come il Treccani o il DOP) indicano la forma con la doppia “m” come quella corretta o comunque da preferire.

Dal punto di vista chimico entrambe le parole individuano lo stesso concetto: i monomeri di base delle proteine sono gli α-aminoacidi, collegati tra loro da legami peptidici.

Gli amminoacidi che compongono le catene proteiche sono tutti alfa-amminoacidi o α–amminoacidi che andrebbe scritto con un trattino tra la lettera greca α e “amminoacidi”.

La parola mancante del quesito, secondo regole non dovrebbe essere costituita da due parole.  Riteniamo però che dovrebbero essere ammesse come valide tutte le scritture sopra indicate.

Completamento mancante: 11 (oppure UNDICI)

La frase completa diventa: “Nel 4-etil-2,2-dimetileptano vi sono 11 atomi di carbonio”. Per contarli si parte dalla catena principale e poi si aggiungono i sostituenti.

• La catena principale è l’eptano, quindi contiene 7 atomi di carbonio.
• Il sostituente etil (in posizione 4) porta 2 atomi di carbonio.
• Il gruppo 2,2-dimetil indica due metili sul carbonio 2, quindi in totale 2 atomi di carbonio (1 per ciascun metile).

Sommandoli otteniamo 7 + 2 + 2 = 11 atomi di carbonio. Sono quindi corrette sia la risposta numerica 11, sia la forma scritta in lettere UNDICI.

Completamento mancante: COSTANTE (accettabile anche INVARIATO)

La frase completa diventa: “… per cui il prodotto P·V è sempre costante (invariato)”. La legge di Boyle–Mariotte afferma che, a temperatura costante, la pressione di un gas ideale è inversamente proporzionale al volume; di conseguenza il prodotto P·V non cambia al variare di P e V finché la temperatura e la quantità di sostanza rimangono fissate.

• COSTANTE: è il termine più corretto e usato nei testi, perché descrive una grandezza che rimane numericamente uguale in tutte le condizioni considerate.
• INVARIATO: è un sinonimo descrittivo (“non cambia”); è concettualmente equivalente, anche se meno tecnico della parola “costante”.

Qualche studente potrebbe proporre la parola UGUALE. Riteniamo che sia troppo colloquiale.

Completamento mancante: ZERO (oppure NULLO)

La frase completa diventa: “In un composto neutro la somma algebrica dei numeri di ossidazione dei diversi elementi è zero (nulla)”. Questo riflette il fatto che un composto neutro, nel complesso, non ha carica: le “cariche formali” associate ai numeri di ossidazione si compensano esattamente.

• ZERO: è la risposta standard e immediata; la somma delle cariche formali deve dare 0 per un composto neutro.
• NULLO: è un modo equivalente di dire “uguale a zero” e quindi esprime la stessa informazione.
  

Completamento mancante: ATP

La frase completa diventa: “L’ATP è un nucleotide composto da adenina, ribosio e tre gruppi fosfato”. L’ATP (adenosina trifosfato) è il principale “portatore di energia” nelle cellule.

• Contiene la base azotata adenina.
• Il ribosio funge da zucchero pentoso che collega base e fosfati.
• Sono presenti tre gruppi fosfato in serie (α, β, γ); l’idrolisi dei legami fosfoanidridici terminali libera energia utilizzabile dalle cellule.

L’indicazione “utilizzare l’acronimo” esclude espressioni come “adenosina trifosfato” per esteso: la risposta corretta è proprio la sigla ATP.

Completamento mancante: PRODOTTO

La frase completa diventa: “… è definita come il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni molari dei prodotti e quello delle concentrazioni molari dei reagenti…”. Per la reazione generica aA + bB ↔ cC + dD, la costante di equilibrio si scrive:

Al numeratore compare il prodotto delle concentrazioni dei prodotti (C e D), ciascuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico (c e d). Al denominatore compare il prodotto analogo per i reagenti (A e B, elevati ad a e b).

Il termine chiave da completare è dunque PRODOTTO, che descrive correttamente la struttura dell’espressione della costante di equilibrio.

Completamento mancante: CISTEINA

La frase completa diventa: “… grazie alla presenza di più residui dell’aminoacido cisteina”. I ponti disolfuro nelle proteine derivano dall’ossidazione di due gruppi tiolici –SH appartenenti alle catene laterali di due residui di cisteina (con il termine “residuo” indichiamo ciò che rimane di un amminoacido inserito in una catena polipeptidica quando il gruppo carbossilico e quello amminico hanno formato legami peptidici con gli amminoacidi contigui)

• Due cisteine ossidate formano una cistina, contenente il legame –S–S– che costituisce il ponte disolfuro.
• Questi legami covalenti stabilizzano la struttura terziaria e talvolta quaternaria delle proteine, contribuendo alla loro conformazione definitiva.

Il testo chiede esplicitamente un aminoacido, quindi la risposta corretta è CISTEINA; la parola “cistina” indica invece il dimero ossidato (due cisteine unite da un ponte disolfuro), non il singolo aminoacido.

Completamento mancante: DATIVO (oppure COORDINATIVO)

La frase completa diventa: “L’ammoniaca forma lo ione ammonio mediante un legame covalente dativo (o coordinativo) con un protone”. Nell’NH₃ l’azoto possiede una coppia di elettroni non condivisa; quando incontra un H⁺ può donare questa coppia formando NH₄⁺.

• DATIVO: indica un legame in cui entrambi gli elettroni del legame provengono dallo stesso atomo (in questo caso l’azoto).
• COORDINATIVO: è sinonimo di “dativo” in questo contesto; sottolinea che la coppia elettronica è “coordinata” dall’atomo donatore verso uno ione o un altro atomo carente di elettroni.

In termini moderni, dopo la formazione del legame, non c’è alcuna differenza rispetto a un comune legame covalente; tuttavia, per descrivere il meccanismo di formazione dello ione ammonio, le espressioni legame covalente dativo e legame covalente coordinativo sono entrambe considerate corrette.

Completamento mancante: COVALENTI

La frase completa diventa: “… connessi con legami covalenti”. Secondo la definizione chimica moderna, una molecola è un aggregato discreto di atomi legati da legami covalenti (o in parte anche dativi, che comunque rientrano nella covalenza).

• I composti molecolari (come H₂O, NH₃, CO₂) sono costituiti da entità finite, tenute insieme da legami covalenti.
• Nei solidi ionici (come NaCl) non si parla di molecole, ma di reticoli cristallini di ioni: per questo la parola chiave nella definizione di molecola è proprio “legami covalenti”.

Termini più generici come “legami chimici” risultano imprecisi in un contesto in cui si vuole distinguere tra composti molecolari e ionici; per questo la risposta corretta è COVALENTI.

Completamento mancante: UGUALE (accettabile anche PARI)

La frase completa diventa: “Il potere tampone è massimo quando il pH della soluzione è uguale (pari) al pK dell’acido debole”. Per una soluzione tampone acido debole/base coniugata, l’equazione di Henderson–Hasselbalch è:

pH = pK_a + log ([base coniugata]/[acido])

Quando pH = pK_a, il rapporto [base coniugata]/[acido] è 1 (quindi le concentrazioni sono uguali) e il sistema tampone è più efficace nel contrastare variazioni di pH in seguito all’aggiunta di acidi o basi forti.

• UGUALE: è la formulazione più chiara e diretta del fatto che pH e pK coincidono nel punto di massima capacità tamponante.
• PARI: è un sinonimo perfettamente legittimo (“pH pari a pK”), spesso usato anche nei testi.
  

Completamento mancante: RECIPROCO (accettabile anche INVERSO)

La frase completa diventa: “Il pH è il logaritmo del reciproco (inverso) della concentrazione molare di idrogenioni”. Infatti, per definizione:

pH = −log [H₃O⁺]

Consideriamo la proprietà dei logaritmi: –log(a) = log (a^–1) = log (1/a)

la definizione può così essere riscritta come:

pH = log (1 / [H₃O⁺])

cioè il logaritmo della grandezza 1 / [H₃O⁺], che è appunto il reciproco (o inverso) della concentrazione molare degli ioni idrossonio.

• RECIPROCO: è il termine matematico standard per indicare 1/x.
• INVERSO: è un sinonimo molto usato nel linguaggio comune (e spesso nei libri scolastici) per “reciproco”.

Entrambe le parole descrivono correttamente la quantità 1/[H₃O⁺] che compare nella definizione alternativa del pH.

Completamento mancante: MOLARITÀ

La frase completa diventa: “… si chiama molarità”. La molarità (simbolo M) è definita come:

M = moli di soluto / litri di soluzione

ed è la forma di concentrazione più usata nelle soluzioni acquose, soprattutto in chimica generale e biochimica.