Soluzioni
  • La molalità di una soluzione indica il numero di moli di soluto contenute in 1 kg di solvente; la molalità è detta anche concentrazione molale e si indica con la lettera b.

    La definizione di molalità coinvolge i concetti di soluto e solvente, che abbiamo richiamato qui di seguito per non lasciare spazio a dubbi.

    Data una soluzione, ossia un miscuglio omogeneo di due o più componenti:

    - il solvente è la sostanza presente in quantità maggiore e che è capace di sciogliere;

    - il soluto è la sostanza presente in minor quantità e che si scioglie nel solvente.

    Ad esempio, nell'acqua salata (soluzione) il solvente è l'acqua e il soluto è il sale.

    Come si calcola la molalità

    Per calcolare la molalità di una soluzione si deve dividere il numero di moli di soluto per la massa del solvente.

    Indicando con b la molalità, con n il numero di moli di soluto e con m la massa del solvente, la formula per il calcolo della molalità è la seguente

    b=\frac{n}{m}

    L'unità di misura della molalità è mole su chilogrammo (mol/kg).

    Esempio sul calcolo della molalità

    Trovare la molalità della soluzione ottenuta sciogliendo 120 grammi di idrossido di sodio in 0,5 kilogrammi d'acqua.

    Per calcolare la molalità della soluzione dobbiamo dividere il numero di moli contenute in 120 grammi di idrossido di sodio (soluto) per 0,5 kg d'acqua, che è la massa del solvente.

    Il numero di moli si ottiene dividendo la massa in grammi per la massa molare:

    - la massa in grammi è 120 g, fornita dal testo del problema;

    - la massa molare si ricava moltiplicando il peso molecolare dell'idrossido di sodio per 1 g/mol.

    Calcoliamo quindi il peso molecolare dell'idrossido di sodio, che è dato dalla somma dei pesi atomici degli atomi che formano una molecola di idrossido di sodio.

    La formula chimica dell'idrossido di sodio è NaOH, ossia una molecola di idrossido di sodio è formata da un atomo di sodio (Na), un atomo di ossigeno (O) e un atomo di idrogeno (H).

    Il peso atomico di ciascun elemento può essere letto sulla tavola periodica:

    - il peso atomico del sodio è PA(Na)=22,99;

    - il peso atomico dell'ossigeno è PA(O)=16;

    - il peso atomico dell'idrogeno è PA(H)=1,008.

    Sommando questi tre valori otteniamo il peso molecolare dell'idrossido di sodio

    \\ PM(\mbox{NaOH}) = PA(\mbox{Na})+PA(\mbox{O})+PA(\mbox{H})=\\ \\ \\ =22,99+16+1,008 = 39,998 \simeq 40

    Per una comodità di calcolo abbiamo approssimato il valore del peso molecolare dell'idrossido di sodio a 40.

    A questo punto possiamo trovare la massa molare dell'idrossido di sodio, la quale si ottiene moltiplicando il valore del peso molecolare per 1 g/mol.

    M(\mbox{NaOH}) = 40 \cdot 1 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}} = 40 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}

    A questo punto disponiamo di tutti i dati necessari per calcolare il numero di moli contenute in 120 grammi di NaOH.

    n = \frac{120 \mbox{ g}}{40 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}}=3 \ \mbox{ mol}

    Abbiamo finito: la molità di 120 grammi di idrossido di sodio sciolti in 0,5 kg d'acqua si ottiene dividendo il numero di moli contenute in 120 grammi di idrossido di sodio per la massa dell'acqua.

    b(\mbox{NaOH}) = \frac{3 \mbox{ mol}}{0,5 \mbox{ kg}} = 6 \ \frac{\mbox{mol}}{\mbox{kg}}

    Formule inverse molalità

    Come visto prima dell'esempio, la molalità si ottiene dividendo il numero di moli di soluto per la massa del solvente.

    b=\frac{n}{m}

    Dalla formula precedente possiamo ricavare le due formule inverse della molalità

    (1) \ n = b \cdot m

    attraverso la quale è possibile trovare il numero di moli di soluto moltiplicando la molalità per la massa del solvente

    (2) \ m=\frac{n}{b}

    con cui si può calcolare la massa del solvente dividendo il numero di moli di soluto per la molalità.

    Differenza tra molalità e molarità

    Sebbene il nome possa trarre in inganno, molalità e molarità sono due concetti ben distinti:

    - la molalità indica il numero di moli di soluto contenute in 1 kg di solvente;

    - la molarità, detta anche concentrazione molare, esprime il numero di moli di soluto contenute in 1 litro di soluzione.

    Quindi la differenza tra molalità e molarità è che la prima si riferisce alla massa del solvente, mentre la seconda si riferisce al volume (o capacità) della soluzione.

    In Chimica si preferisce l'uso della molalità a quello della molarità, in quanto:

    - la molalità viene calcolata attraverso la massa del solvente, che è una grandezza che rimane costante al variare della temperatura;

    - la molarità si calcola attraverso il volume della soluzione, che varia al variare della temperatura.

    Ad esempio, se si considera 1 litro d'acqua in cui è stata disciolta 1 mole di soluto, all'aumentare della temperatura il volume dell'acqua aumenta, mentre la massa rimane costante. Di conseguenza la molalità (che dipende dalla massa) rimane la stessa, mentre la molarità diminuisce in quanto è inversamente proporzionale al volume.

    ***

    Non c'è altro da aggiungere. Nel salutarvi vi lasciamo qualche spunto di approfondimento:

    - volume molare;

    - frazione molare.

    Risposta di Galois
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