elettroliti--velocità rezione--Ki

[U-235]

Salve a tutti, durante il mio studio notturno mi sono venuti in mente dei dubbi  (riguardo argomenti tra loro diversi) che spero voi riusciate a chiarirmi:

1) che differenza c' è tra costante di ionizzazione e costante di dissociazione ?
2) è sbagliato dire che H2NO3 in soluzione acquosa da luogo ad un elettrolita? Lo chiedo perchè il mio libro spiega che solo una sostanza che presenta legami ionici può dar luogo ad un elettrolita.
3)se io ho un elettrolita forte, ad alte concentrazioni la costante di ionizzazione vale meno di uno, mentre un elettrolita debole ad alte concentrazioni ha costante di dissociazione =1, quindi un eletrolità debole può dissociarsi piu di un eletrolita forte ( è una domanda stupida , ma non mi fido dei miei ragionamenti ) 
4) La velocità di una reazione dipende dallo stadio piu lento, ma come faccio ad individuarlo?
5) il punto di fusione degli elementi nella tavola periodica, varia regolarmente in base al  peso molecolare, ma perchè invece il carbonio non rispetta questo andamento?

Grazie mille in anticipo!

[quimico]

1. La dissociazione è la scissione di una molecola o di uno ione in specie chimiche più semplici per effetto di un solvente o di un trattamento termico. È una reazione di equilibrio; per una molecola (o ione) generico A_nB_m che si dissocia secondo la reazione di equilibrio:

A_nB_m  nA + mB,

la costante di dissociazione K_d è definita da

K_d = a_Aⁿ*a_B^m/A_An*Bm

in cui a rappresenta l'attività delle singole specie chimiche.

La ionizzazione è il processo in cui, per azione di un agente, gli atomi acquistano o perdono elettroni, assumendo carica elettrica positiva o negativa. Nei gas il processo avviene per opera di una radiazione elettromagnetica i cui fotoni abbiano l'energia sufficiente per estrarre almeno un elettrone. K_a, K_b e K_w sono costanti di ionizzazione.

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2. H₂NO₃ sarebbe?

[U-235]

si, intendevo l'acido nitrico

[LuiCap]

Beh, allora l'acido nitrico è HNO3

L'HNO3 puro (cioè al 100%) è un liquido incolore a temperatura ambiente che non conduce la corrente elettrica quando si immergono contemporaneamente in esso un elettrodo positivo ed un elettrodo negativo.
Di conseguenza si tratta di una sostanza molecolare.
Ciò è messo in evidenza anche analizzando la sua struttura:
- l'azoto forma due doppi legami e un legame singolo con l'ossigeno; dato che l'ossigeno ha elettronegatività 3,5, mentre l'azoto ha elettronegatività 3,0 questi tre legami hanno prevalente carattere covalente: sui tre atomi di ossigeno è presente una parziale carica negativa, mentre sull'atomo di azoto una parziale carica positiva;
- l'ossigeno legato con legame singolo con l'azoto forma poi anche un altro legame singolo con l'idrogeno (elettronegatività 2,1), perciò anche questo legame ha prevalente carattere covalente anche se meno accentuato rispetto agli altri tre legami prima esposti, con parziale carica negativa sull'atomo di ossigeno e parziale carica positiva su quello di idrogeno;
- possiamo dunque concludere che la molecola di HNO3 sia una molecola polare o dipolo elettrico nel quale la distribuzione delle cariche elettriche all'interno della struttura geometrica della molecola non è simmetrica.
Essendo presente un atomo di idrogeno legato ad un atomo di ossigeno, le forze intermolecolari che tengono unite le molecole di HNO3 negli stati condensati della materia (solido e liquido) prendono il nome di legami ad idrogeno.

Quando l'HNO3 viene disciolto in acqua, un'altra sostanza molecolare polare, entrambe le molecole si orientano e attirano molte molecole di acqua da entrambi i poli; essendo queste ultime più piccole e più numerose, riescono ad attrarre le molecole di HNO3 nella parte del legame più polarizzato (O-H) tanto da riuscire a rompere il legame: l'atomo di idrogeno abbandona gli elettroni di legame e diventa ione H+, mentre la restante parte della molecola diventa ione NO3-.
Il processo descritto prende il nome di reazione di ionizzazione in acqua:
HNO3(l) HNO3(aq) H+(aq) + NO3-(aq)
Ionizzazione significa "formazione di ioni che prima non c'erano".
Essendosi formati degli ioni, la soluzione acquosa di HNO3 conduce la corrente elettrica: gli ioni positivi H+ (cationi) vengono attratti dal polo negativo che assume il nome di catodo, gli ioni negativi NO3- (anioni) vengono attratti dal polo positivo che assume il nome di anodo chiudendo così il circuito elettrico.
Le soluzioni che contengono ioni sono chiamate soluzioni elettrolitiche e i soluti che si ionizzano (oltre agli ioni che si dissociano, ma questo è un altro processo) prendono il nome di elettroliti.

Ritengo dunque che l'affermazione che hai riportato dal tuo libro (solo una sostanza che presenta legami ionici può dar luogo ad un elettrolita) sia sbagliata.

[Mario]

L'HNO3 puro (cioè al 100%) è un liquido incolore a temperatura ambiente che non conduce la corrente elettrica quando si immergono contemporaneamente in esso un elettrodo positivo ed un elettrodo negativo.
Di conseguenza si tratta di una sostanza molecolare.
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Ogni tanto leggo cose che non dovrebbero essere nemmeno scritte. Mi permetto quindi di rettificare.
L'acido nitrico puro al 100% a temperatura ambiente non esiste.
E' stabile solo in forma solida, a partire dai -40 °C.
Appena diventa liquido, e la cosa si accentua man mano che la temperatura sale, si decompone formando N2O5. Questa decomposizione, va  detto chiaramente, è piccola, ma tale contaminare il solvente (l'acido nitrico).
Il miglior acido nitrico che si riesce a preparare a temperatura ambiente ( distilando a P ridotta acido nitrico su H2SO4 in atmosfera inerte e poi facendo gorgogliare N2 anidro nel liquido) ha una purezza del 98-99% ed è di colore leggermente giallino.
Non ha quindi senso, ancor più nel caso della conducibilità, parlare di misurazioni su un composto impuro.

saluti
Mario

[LuiCap]

Tutto verissimo Mario, so dove cercare le caratteristiche di un composto:

      

Il rigore che, volutamente, non ho mantenuto aveva come scopo quello di spiegare che l'HNO3, pur non essendo una sostanza ionica, conduce la corrente elettrica quando viene posto in soluzione acquosa.
Tutto qui.

[U-235]

Diciamo che comunque sto ancora studiando chimica di base e sapere come posso trovare in natura l'HNO3 ( e mi scuso per averlo scritto sbagliato prima, ma è stata una svista) non era il mio scopo principale ( non perchè non mi interessi ma perchè so che al massimo dopo 3 giorni lo dimenticherò!!).
LuiCap vorrei chiederti 2 chiarimenti in merito, mi hai scritto che nell'acido nitrico, l'azoto forma due doppi legami con due molecole di ossigeno, nel mio libro invece, mi porta due formule limite però entrambe con un solo doppio legame, un legame singolo e un legame dativo, è sbagliato?
Inoltre posso dire quindi che qualsiasi composto che si dissocia o si ionizza è un elettrolita?

[LuiCap]

Sicuramente il tuo libro di testo spiega la formula di struttura dell'acido nitrico nel modo che puoi vedere in questo video, è il secondo esempio che fa dopo l'ammoniaca:


C'è però da aggiungere che il legame covalente dativo (o di coordinazione secondo una terminologia più moderna) una volta che si è formato non può essere distinto dagli altri legami covalenti presenti nella molecola, sono tutti uguali e richiedono la stessa energia per la loro rottura.
Di conseguenza, è possibile scrivere la formula di struttura dell'HNO3 anche nel modo che ti ho spiegato in precedenza, perché la regola dell'ottetto è universalmente accettata, ma moltissimi atomi quando formano legami possono espandere il loro guscio di valenza (in questo caso l'azoto) pur mantenendo la stessa stabilità alla molecola.
Teniamo sempre presente però che la struttura finale che si scrive su carta non è altro che un modello riassuntivo di varie formule limite di risonanza:


Per la seconda domanda, l'affermazione "ogni composto che si dissocia o che ionizza in acqua è un elettrolita" è sicuramente vera.
L'NaCl è un composto ionico che, in acqua, si dissocia nei suoi ioni già esistenti anche allo stato solido:
NaCl(s) + H2O(l) NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
L'HCl è un composto covalente che, in acqua, si ionizza nei suoi ioni che prima non esistevano:
HCl(g) + H2O(l) HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
Quindi sia l'NaCl che l'HCl in acqua sono degli elettroliti.

Se ne hai voglia prova a guardare anche queste altre due discussioni presenti sul Forum:
http://myttex.net/forum/Thread-Introduzi...mi-chimici
http://myttex.net/forum/Thread-Dubbio-di...nizzazione

[U-235]

Grazie mille per la spiegazione!! Però Guardando il video mi è venuta in mente un altra cosa, dopo l' acido nitrico scrive la formula dell'acido solforico dicendo che vi sono 2 legami singoli e due dativi. Il prof a lezione ci ha invece detto che lo zolfo nell'acido solforico dovrebbe completare l'ottetto con 12 elettroni e quindi al posto dei due dativi avrei messo due legami doppi.

[LuiCap]

Non sono volutamente entrata in profondità perché dici di essere alle prime armi con la chimica.
Tutti gli atomi degli elementi fino al 2° periodo completo seguono, in generale, la regola dell'ottetto.
Dal 2° periodo in poi gli atomi degli elementi possono espandere il loro guscio di valenza anche oltre gli 8 elettroni; infatti lo zolfo nell'acido solforico lo espande fino a 12.