- Determinazione della concentrazione di una soluzione
- Concentrazioni quantitative
- Molarità (M)
- Diciamo che abbiamo fatto una soluzione aggiungendo acqua a 40 grammi (1,0 mole) di idrossido di sodio fino a quando il volume finale della soluzione è di un litro (per rivedere il calcolo delle moli, torna a La mole). Poiché abbiamo una mole di soluto in un litro di soluzione, la molarità è uguale a (1 mole)/(1 litro) = 1 M. Ci riferiamo a una soluzione con una molarità di uno come a una soluzione “un molare”. Molalità (m)
- Normalità (N)
- Frazione molare (?)
- La frazione molare è definita come il numero di moli di un componente in una soluzione diviso per il numero totale di moli di tutti i componenti della miscela. In forma di equazione, possiamo esprimere la frazione molare di un componente in una soluzione come: ?A = moli di A?moli di A + moli di B + moli di C + ?
- Parti per milione (ppm) e parti per miliardo (ppb)
- Un rapido riassunto delle unità di concentrazione
Determinazione della concentrazione di una soluzione
Ci sono molti modi per misurare la quantità di soluto presente in una soluzione. Ogni metodo è utile per uno scopo diverso in chimica, quindi siamo purtroppo bloccati con il compito di impararli tutti. Senza ulteriori indugi, eccoli qui:
Concentrazioni quantitative
La quantità di soluto presente in una soluzione può essere descritta senza numeri da uno dei seguenti termini:
- Insaturo: “Insaturo” si riferisce a qualsiasi soluzione che è ancora in grado di sciogliere più di un soluto. Per esempio, un bicchiere di tè freddo non è saturo di zucchero se ci avete messo un cucchiaio di zucchero perché è ancora capace di sciogliere altro zucchero. Questo termine non è molto buono per determinare l’esatta quantità di soluto presente: per esempio, sia un bicchiere d’acqua che una piscina piena si direbbero soluzioni saline insature se ci fosse un grammo di sale disciolto in ognuna.
- Sature: Queste soluzioni hanno dissolto la massima quantità possibile di soluto. Per esempio, se si continua ad aggiungere zucchero ad un bicchiere di Kool-Aid, alla fine smetterà di dissolversi e si depositerà sul fondo (i bambini piccoli, tuttavia, si rifiutano di crederlo). Questa soluzione si dice satura.
- Supersatura: Queste soluzioni sono quelle che hanno disciolto più della normale quantità massima possibile di soluto. Queste soluzioni sono insolite e non sono molto stabili. Per esempio, l’aggiunta di un piccolo granello di polvere in una soluzione di questo tipo provoca una perturbazione sufficiente che i cristalli si formano spontaneamente fino a quando la soluzione raggiunge uno stato saturo.
È facile dire se una soluzione è insatura, satura o supersatura aggiungendo una quantità molto piccola di soluto. Se la soluzione è insatura, il soluto si dissolverà. Se la soluzione è satura, non lo farà. Se la soluzione è supersatura, i cristalli si formeranno molto rapidamente intorno al soluto che avete aggiunto.
Molarità (M)
La molarità è probabilmente il modo più comunemente usato per misurare la concentrazione ed è definita come il numero di moli di soluto per litri di soluzione.
Diciamo che abbiamo fatto una soluzione aggiungendo acqua a 40 grammi (1,0 mole) di idrossido di sodio fino a quando il volume finale della soluzione è di un litro (per rivedere il calcolo delle moli, torna a La mole). Poiché abbiamo una mole di soluto in un litro di soluzione, la molarità è uguale a (1 mole)/(1 litro) = 1 M. Ci riferiamo a una soluzione con una molarità di uno come a una soluzione “un molare”.
Molalità (m)
La molalità è definita come il numero di moli di soluto per chilo di solvente. Per esempio, se dovessimo aggiungere due chilogrammi di acqua a 4 moli di zucchero, la molalità sarebbe uguale a 4 moli/2 chilogrammi = 2 m (“due molale”). Quando si fanno i calcoli con la molalità, si noti che poiché la densità dell’acqua è 1,0 g/mL in condizioni standard, il numero di chilogrammi di acqua è uguale al numero di litri di acqua.
Normalità (N)
La normalità di una soluzione è definita come il numero di moli di una specie reattiva, di solito indicato come “equivalente” per litro di soluzione. L’uso degli “equivalenti” dipenderà dalla reazione in corso, quindi è necessaria una certa conoscenza del processo chimico specifico in una reazione prima di calcolare la normalità. Almeno, questo è il modo “normale” di risolvere questo problema. (Non potevo resistere.)
Frazione molare (?)
La frazione molare è definita come il numero di moli di un componente in una soluzione diviso per il numero totale di moli di tutti i componenti della miscela. In forma di equazione, possiamo esprimere la frazione molare di un componente in una soluzione come:
- ?A = moli di A?moli di A + moli di B + moli di C + ?
dove A si riferisce al primo componente, B si riferisce al secondo componente e C si riferisce al terzo componente. Come indica il “?”, questo calcolo può essere esteso per includere qualsiasi numero di componenti nella miscela.
Parti per milione (ppm) e parti per miliardo (ppb)
Entrambe le parti per milione e parti per miliardo sono unità di concentrazione più frequentemente usate nell’analisi ambientale. Poiché il solvente usato è più frequentemente l’acqua, la concentrazione di una soluzione in ppm può essere trovata dividendo il numero di mg (0,001 g) di soluto per il numero di litri di acqua. Le parti per miliardo possono essere determinate dividendo il numero di ?g (10-6 g) di soluto per il numero di litri d’acqua.
Un rapido riassunto delle unità di concentrazione
La seguente tabella include tutte le unità di concentrazione che abbiamo menzionato in questa sezione, e come trovarle.
| Unità | Simbolo | Come si misura |
|---|---|---|
| molarità | M | moli di soluto / litri di soluzione |
| molalità | m | moli di soluto / chilogrammi di soluzione |
| normalità | N | “equivalenti,”che varia a seconda della reazione in corso |
| frazione di mole | ? | moli di A?moli di A + moli di B + ? |
| parti per milione | ppm | mg soluto/L di acqua |
| parti per miliardo | ppb | ?g di soluto/L di acqua |
Estratto da The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 di Ian Guch. Tutti i diritti riservati incluso il diritto di riproduzione totale o parziale in qualsiasi forma. Usato in accordo con Alpha Books, un membro di Penguin Group (USA) Inc.
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