Viviana ha scritto:

Gentile prof.,

non riesco a dare una risposta precisa alle seguenti domande. Mi dà una mano? La ringrazio molto per l'attenzione.

1.     Spiegare le differenze che vi sono tra un legame tra due molecole di NH₃ e un legame tra due molecole di BH₃.

2.     Ho due composti, di cui uno HF_(g) molecolare e l'altro CaCl_2(s) ionico; spiegare il loro processo di dissoluzione in acqua.

3.     Se ho 1,4 g di N e 0,3 g di H, si formano 1,5 g di NH₃. La reazione è completa o di equilibrio? Spiegarne il motivo.

Questa è la risposta:

1.     Il legame che si stabilisce tra una molecola e l’altra di NH₃ è un legame a idrogeno. Ciascuna molecola presenta, infatti, atomi di idrogeno legati in modo covalente ad un atomo piccolo e molto elettronegativo come quello di azoto. Per il fatto che gli elettroni di legame sono attratti dall’atomo di azoto, gli atomi di idrogeno diventano centri di carica positiva; gli atomi di idrogeno, inoltre, essendo particolarmente piccoli, possono essere avvicinati dagli atomi di azoto di altre molecole di NH₃ e interagire con la loro coppia di elettroni non condivisa. Un atomo di idrogeno si trova così a collegare due molecole di NH₃; per questo motivo il legame che le unisce, cioè il legame a idrogeno, è un legame intermolecolare.

Nel caso del BH₃, invece, non si instaura un legame a idrogeno perché il boro (B) non è abbastanza elettronegativo; di fatto, l’idrogeno può formare legami a idrogeno soltanto quando è legato ad atomi di azoto, ossigeno e fluoro.

Se si esclude la discussione relativa alla formazione del diborano, B₂H₆, a partire da due molecole di BH₃, i deboli legami che agiscono tra una molecola apolare e l’altra di BH₃ sono chiamati forze di London.

2.     Quando una molecola come quella di HF si scioglie in acqua, si ha una reazione di ionizzazione in quanto le molecole di HF reagiscono con quelle di acqua secondo il seguente equilibrio

HF_(g) + H₂O_(l)  =  F^–_(aq)  + H₃O⁺_(aq)

Tale equilibrio è detto ionizzazione acida in quanto porta alla formazione di ioni H₃O⁺. La reazione di dissoluzione è resa possibile dalla formazione di legami a idrogeno tra i due tipi di molecole.

Quando, invece, si scioglie in acqua un composto ionico come il cloruro di calcio, si ha una reazione di dissociazione ionica, cioè una reazione in cui le molecole di acqua, grazie alla loro natura polare, si insinuano tra gli ioni positivi e negativi del solido, ne indeboliscono la forza con cui si attirano e ne causano l’allontanamento dal reticolo cristallino:

                                                                                          _aq

CaCl_2(s)   →  Ca²⁺_(aq) + 2Cl^–_(aq)

3.     1,4 g di N corrispondono a circa 0,1 mol di atomi di azoto, cioè a 0,05 mol di molecole N₂; 0,3 g di H corrispondono a circa 0,3 mol di atomi di idrogeno, cioè a 0,15 mol di molecole H₂. Il numero di moli di molecole H₂ messe a reagire è quindi il triplo di quelle di N₂. Considerando l’equazione della reazione di sintesi dell’ammoniaca:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

si nota che il rapporto di reazione tra idrogeno e azoto è proprio di 3 : 1. Essendo i reagenti miscelati in proporzioni corrette, potrebbero trasformarsi completamente in prodotti e formare pertanto (1,4 + 0,3) = 1,7 g di NH₃. Poiché se ne formano soltanto 1,5 g, possiamo concludere che la reazione è incompleta ed è pertanto di equilibrio; una parte dei reagenti non si trasforma in prodotto e rimane inalterata sino a che non si intervenga per modificare lo stato di equilibrio raggiunto.