Medicina 2021
A una soluzione acquosa acida di KBrO3 (100 mL, 0,1 mol/L) vengono aggiunti 100 mL di una soluzione acquosa contenente 0,006 moli di K2S2O3 e 0,09 moli di KI. Avvengono le seguenti reazioni quantitative:
9 I‒(aq) + BrO3‒ (aq) + 6 H+(aq) → 3 I3‒(aq) + Br‒(aq)+ 3 H2O (1)
I3‒(aq) + 2 S2O32‒(aq) → 3 I‒(aq) + S4O62‒(aq) (2)
La reazione (2) è istantanea, mentre la reazione (1) è relativamente lenta. Nel momento in cui tutto l’anione S2O32‒ presente in soluzione avrà reagito, quante moli di BrO3‒saranno state consumate?
La presenza di due reazioni chimiche non semplicissime che hanno un comportamento simultaneo può disorientare il candidato. Bisogna trovare un ragionamento che semplifichi il percorso mentale.
La prima reazione è più lenta; partendo da BrO3– (proveniente da idrolisi salina di KBrO3), produce I3– con un rapporto stechiometrico 1:3.
I3– poi, appena prodotto, nella seconda equazione reagisce rapidamente con S2O32– (proveniente da idrolisi salina di K2S2O3) con rapporto 1:2 .
Colleghiamo i due rapporti cercando un rapporto stechiometrico complessivo:
BrO3– | → | 3 I3– | ||
1 | : | 3 | ||
I3– | + | 2 S2O32– | ||
1 | : | 2 | ||
1 | : | 3 | : | 6 |
Il rapporto stechiometrico complessivo è
BrO3– : I3– : S2O32–
1 : 3 : 6.
La domanda del quiz chiede di collegare quantificando BrO3– , conoscendo la quantità completamente reagita di S2O32–.
Le moli reagite di S2O32– (K2S2O3) sono 0,006 stabilite dal testo del quiz. Di conseguenza, utilizzando il rapporto 1 : 6 che abbiamo individuato, le moli di BrO3– sono un sesto, cioè 0,006/6 = 0,001. Troviamo questo valore nella risposta C).
Il quiz può essere considerato risolto; per scrupolo possiamo effettuare una verifica ulteriore per andare a valutare se nella soluzione iniziale ci sono le 0,001 moli che abbiamo calcolato. Abbiamo 100 mL = 0,1L con concentrazione 0,1 mol/L; ne deriva:
n = V · M = 0,1 · 0,1 = 0,01 moli
sono in abbondanza rispetto a 0,001 moli che ci servono.