Riccardo ha un altro problema….

Riccardo ha scritto:

L’acido fumarico H₂C₄H₂O₄ e l’acido malico H₂C₄H₄O₅ possono essere in equilibrio in soluzione acquosa in presenza dell’enzima fumarasi. La K della reazione

H₂C₄H₂O₄ + H₂O = H₂C₄H₄O₅

in soluzione acquosa è di 3,5. Quanto acido fumarico puro si deve prelevare per preparare un litro di soluzione dell’acido che deve contenere 0,20 mol dell’acido malico dopo aver raggiunto l’equilibrio enzimatico? (Nota: l’H₂O che compare nella reazione non va considerata nell’equilibrio chimico) [risultato = 0,26  mol].

Rispondo così:

L’espressione della costante di equilibrio per la reazione che mi proponi è la seguente:

K = [H₂C₄H₄O₅]_eq / [H₂C₄H₂O₄]_eq

Poiché sono noti il valore della costante di equilibrio e della concentrazione all’equilibrio dell’acido malico, è possibile calcolare la concentrazione all’equilibrio dell’acido fumarico. Per sapere quale deve essere la sua concentrazione iniziale basta considerare la stechiometria della reazione; essendo il rapporto molare di reazione 1 : 1, possiamo affermare che 0,20 mol di acido malico si formano a spese di 0,20 mol di acido fumarico. La concentrazione iniziale di acido fumarico deve quindi corrispondere alla somma della sua concentrazione all’equilibrio e di quella che si è trasformata in acido malico.

I calcoli in dettaglio sono questi:

K = [H₂C₄H₄O₅]_eq / [H₂C₄H₂O₄]_eq = 3,5          [H₂C₄H₄O₅]_eq = 0,20 mol/L

[H₂C₄H₂O₄]_eq = [H₂C₄H₄O₅]_eq / 3,5 = 0,20 mol/L / 3,5 = 0,057 mol/L

[H₂C₄H₄O₅]_eq = [H₂C₄H₂O₄]_trasformata = 0,20 mol/L

[H₂C₄H₂O₄]_iniziale = [H₂C₄H₂O₄]_eq + [H₂C₄H₂O₄]_trasformata = 0,057 mol/L + 0,20 mol/L = 0,257 mol/L

Se si esprime il risultato con il corretto numero di cifre significative, la concentrazione iniziale di acido fumarico è 0,26 mol/L; dovendo preparare un litro di soluzione servono pertanto 0,26 mol di acido fumarico.

Ecco fatto…