Soluzioni
  • La concentrazione molare indica il numero di moli di soluto contenute in 1 litro di soluzione; la concentrazione molare è detta anche molarità e si indica con la lettera c, oppure racchiudendo la formula chimica del soluto tra una coppia di parentesi quadre.

    Per comprendere appieno la definizione di concentrazione molare è necessario richiamare i concetti si soluto e soluzione.

    Una soluzione è un composto chimico formato da un miscuglio omogeneo di due o più elementi, di cui:

    - quello presente in quantità maggiore è detto solvente;

    - quelli presenti in quantità minore sono detti soluti.

    I soluti si sciolgono nel solvente formando un composto chimico detto soluzione.

    Ad esempio mischiando l'acqua (solvente) e sale (soluto) si forma una soluzione detta acqua salata.

    Come si calcola la concentrazione molare

    La concentrazione molare di un soluto si calcola dividendo il numero di moli del soluto per il volume della soluzione.

    Indicando con c la concentrazione molare, con n il numero di moli del soluto e con V il volume della soluzione, la formula per il calcolo della concentrazione molare è la seguente:

    c=\frac{n}{V}

    L'unità di misura della concentrazione molare è mole su litro (mol/l), anche se il Sistema Internazionale delle unità di misura consiglia l'utilizzo di mole su metro cubo (mol/m3).

    Esercizi svolti sul calcolo della concentrazione molare

    1) Trovare la concentrazione molare di 540,468 grammi di glucosio disciolti in 6 litri di soluzione.

    La concentrazione molare di 540,468 grammi di soluzione in 6 litri di soluzione si ricava dividendo il numero di moli di 540,468 grammi di glucosio per il numero di litri della soluzione.

    Il numero di moli è dato dal rapporto tra la massa del glucosio espressa in grammi (540,468 g) e la massa molare dello stesso.

    La massa molare si ottiene moltiplicando il peso molecolare del glucosio per 1 g/mol.

    Pertanto la prima cosa da fare è calcolare il peso molecolare del glucosio.

    La formula chimica del glucosio è C6H12O6, il cui peso molecolare si ricava dalla somma dei pesi atomici di ciascun atomo che forma il composto.

    Sulla tavola periodica leggiamo che:

    - il peso atomico del carbonio, che indichiamo con PA(C), è 12,01

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

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

    La molecola di glucosio è formata da 6 atomi di carbonio, 12 atomi di idrogeno e 6 atomi di ossigeno, quindi il suo peso molecolare è il seguente:

    \\ PM(\mbox{C}_6\mbox{H}_{12}\mbox{O}_6) = 6 \cdot PA(\mbox{C}) + 12\cdot PA(\mbox{H}) + 6 \cdot PA(\mbox{O}) = \\ \\ = 6 \cdot 12,01 + 12 \cdot 1,008 + 6 \cdot 16 = 180,156

    Troviamo ora la massa molare del glucosio moltiplicando il suo peso molecolare per 1 g/mol

    M(\mbox{C}_6\mbox{H}_{12}\mbox{O}_6)=180,156 \cdot 1 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}} = 180,156 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{ mol}}

    Possiamo così calcolare il numero di moli contenute in 540,468 grammi di glucosio dividendo la massa in grammi per la massa molare

    n_{glucosio} = \frac{540,468 \mbox{ g}}{180,156 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}} = 3 \mbox{ mol}

    Abbiamo tutto quello che ci occorre per trovare la concentrazione molare di 540,468 grammi di glucosio in 6 litri di soluzione

    c_{glucosio} = \frac{n_{glucosio}}{V_{soluzione}} = \frac{3 \mbox{ mol}}{6 \ \ell} = 0,5 \ \frac{\mbox{mol}}{\ell}

    2) Calcolare la concentrazione molare di 584,4 grammi di cloruro di sodio sciolti in 2 m3 di soluzione.

    Ormai dovrebbe essere chiaro come procedere:

    - trovare il peso molecolare del cloruro di sodio (soluto);

    - calcolare la massa molare del soluto moltiplicando il suo peso molecolare per 1 g/mol;

    - trovare il numero di moli del soluto dividendo la massa in grammi (fornita dal problema) per la massa molare;

    - calcolare la concentrazione molare come rapporto tra il numero di moli del soluto e il volume della soluzione (2 m3).

    La formula chimica del cloruro di sodio è NaCl. Ciò vuol dire che una molecola di cloruro di sodio è formata da un atomo di sodio (Na) e un atomo di cloro (Cl).

    Il suo peso molecolare è dato dalla somma dei pesi atomici di sodio e cloro. Sulla tavola periodica leggiamo che

    \\ PA(\mbox{Na})=22,99 \\ \\ PA(\mbox{Cl})=35,45

    Pertanto

    PM(\mbox{NaCl})=PA(\mbox{Na})+PA(\mbox{Cl})=22,99+35,45=58,44

    Avendo trovato il peso molecolare del soluto, possiamo calcolare la sua massa molare moltiplicando il peso molecolare per 1 g/mol

    M(\mbox{NaCl})=PA(\mbox{NaCl}) \cdot 1 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}=58,44 \cdot 1 \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}} = 58,44 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}

    Troviamo il numero di moli del soluto dividendo la sua massa in grammi (fornita dal testo del problema) per la sua massa molare (appena calcolata).

    n_{cloruro \ di \ sodio} = \frac{584,4 \mbox{ g}}{58,44 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{mol}}} = 10 \mbox{ mol}

    Dal rapporto tra il numero di moli e il volume della soluzione (2 m3) ricaviamo la concentrazione molare richiesta

    c_{cloruro \ di \ sodio} = \frac{10 \mbox{ mol}}{2 \mbox{ m}^3} = 5 \ \frac{\mbox{mol}}{\mbox{m}^3}

    ***

    Per chiudere in bellezza vi lasciamo qualche spunto di approfondimento:

    - molalità;

    - volume molare;

    - frazione molare.

    Risposta di Galois
MEDIE Geometria Algebra e Aritmetica
SUPERIORI Algebra Geometria Analisi Varie
UNIVERSITÀ Analisi Algebra Lineare Algebra Altro
EXTRA Vita quotidiana
Esercizi simili e domande correlate
  • 1
    Risposta
    In Superiori - Senza categoria, domanda di FAQ
  • 1
    Risposta
    In Superiori - Senza categoria, domanda di FAQ
  • 1
    Risposta
    In Superiori - Senza categoria, domanda di FAQ
  • 1
    Risposta
    In Superiori - Senza categoria, domanda di FAQ
Domande della categoria Superiori-Senza categoria