Le Soluzioni Le soluzioni ideali Soluzioni ideali Il

Le Soluzioni

Le soluzioni ideali Soluzioni ideali: ü Il volume della soluzione è uguale alla somma dei volumi delle singole sostanze che la costituiscono ü Il processo di formazione di una soluzione, a partire dai componenti, è atermico (non c’è scambio calore) Conseguenza: Nelle soluzioni ideali non ci sono interazioni soluto-soluto Si avvicinano al comportamento ideale le soluzioni diluite con componenti di natura chimica simile

CONCENTRAZIONE DELLE SOLUZIONI In generale la concentrazione di una soluzione è una misura della quantità di soluto presente in una data quantità di solvente (o di soluzione). La quantità di soluto o di solvente possono essere espresse in numero di moli, massa o volume per cui vi sono diversi modi di esprimere la concentrazione di una soluzione: • Molarità • Percentuale in massa (peso) • Molalità • Frazione molare

Concentrazione di una soluzione • Concentrazione dell’ammontare di sostanza o Molarità: L’ammontare di soluto (Numero di moli) disciolto in un litro di soluzione; solitamente indicata con M è anche nota come CONCENTRAZIONE MOLARE ; V = L di soluzione • Molalità: Numero di moli di soluto disciolto in un’unità di massa di solvente ; Q = kg di solvente

Concentrazione di una soluzione • Concentrazione percentuale in massa (m/m): Rapporto tra la massa in grammi di soluto e la massa della soluzione espresso in termini percentuali : • Frazione molare Rapporto tra le moli di un soluto ed le moli totali dei componenti di una soluzione. Assume valori da 0 a 1

Concentrazione di una soluzione • Concentrazione percentuale in volume (V/V): Rapporto tra il volume del soluto ed il volume totale della soluzione espresso in termini percentuali • Concentrazione percentuale in massa volume (m/V): Rapporto tra la massa del soluto espressa in grammi ed il volume totale della soluzione espresso in millitri. Il rapporto è espresso in termini percentuali

Molarità E’ il numero di moli di soluto presenti in un litro di soluzione: Le unità sono mol/litro ma sono generalmente indicate con M. Ad esempio una soluzione ottenuta sciogliendo 0, 20 moli di Na. Cl in acqua sino ad un volume di 2, 0 l ha molarità:

Preparazione in laboratorio di una soluzione 0, 01 M di di K 2 Mn. O 4 0, 0025 moli (0, 395 g) in 250 ml di acqua

Percentuale in massa di soluto E’ definita come: Ad esempio per una soluzione ottenuta mescolando 3, 5 g di Na. Cl e 96, 5 g di acqua si ha: Tale soluzione contiene 3, 5 g di Na. Cl per 100 g di soluzione

Molalità E’ il numero di moli di soluto per chilo di solvente: Le unità sono mol/Kg ma sono generalmente indicate con m. Ad esempio una soluzione ottenuta sciogliendo 0, 20 moli di Na. Cl in 2000 g di acqua ha molalità:

Esempio: Calcolare la molalità di una soluzione ottenuta sciogliendo 5, 67 g di glucosio (C 6 H 12 O 6) in 25, 2 g di acqua

Frazione molare Per una soluzione fra due componenti A e B la frazione molare di A è definita: Ad esempio in una soluzione ottenuta sciogliendo 0, 0315 moli di glucosio in 25, 2 g di acqua la frazione molare del glucosio è:

Conversione fra unità di concentrazione Conviene far riferimento ad una certa quantità di solvente o di soluzione, determinare le quantità di soluto e di solvente corrispondenti e riutilizzarle per il calcolo della nuova concentrazione. Le quantità di riferimento per le concentrazioni da convertire sono: Molalità Molarità Frazione molare % massa 1 Kg di solvente 1 litro di soluzione 1 mole di soluzione 100 g di soluzione Quando è implicata la molarità è necessario conoscere la densità della soluzione (mette in relazione massa e volume).

Molalità Frazione molare Una soluzione di glucosio è 0, 120 m. Calcolare le frazioni molari di glucosio e acqua. Tale soluzione contiene 0, 120 moli di glucosio per 1 Kg di solvente (acqua). Si ha quindi:

Molalità % massa Calcolare la % in massa di una soluzione di glucosio 0, 120 m. Tale soluzione contiene 0, 120 moli di glucosio per 1 Kg di solvente (acqua). Si ha quindi:

Frazione molare Molalità Calcolare la molalità di una soluzione acquosa di glucosio la cui frazione molare è 0, 150. 1 mole di tale soluzione contiene 0, 150 moli di glucosio e (1 - 0, 150) = 0, 850 moli di acqua. Si ha quindi:

Frazione molare % massa Calcolare la % in massa di una soluzione acquosa di glucosio la cui frazione molare è 0, 150. 1 mole di tale soluzione contiene 0, 150 moli di glucosio e (1 - 0, 150) = 0, 850 moli di acqua. Si ha quindi:

Molalità Molarità Calcolare la molarità di una soluzione 0, 273 m di KCl in acqua, avente densità 1, 011 103 g/l. Per 1 Kg di solvente vi sono 0, 273 moli di KCl e quindi: La massa totale di soluzione è: Nell’espressione per il calcolo della molarità c’è però il volume in litri della soluzione, calcolabile tramite la densità: Si noti che per soluzioni diluite molarità molalità

Molarità Molalità Calcolare la molalità di una soluzione 0, 907 M di Pb(NO 3)2 in acqua, avente densità 1, 252 g/ml. Per 1 litro di soluzione vi sono 0, 907 moli di Pb(NO 3)2. La massa di un litro di soluzione è: La massa di Pb(NO 3)2 è: La massa di acqua è: La molalità è quindi:

Esercizi sulle soluzioni Calcolare la concentrazione molare e la concentrazione molale di una soluzione di H 2 SO 4 8. 8 % in massa (d= 1. 070 g/m. L). Calcolare inoltre la frazione molare del soluto. Calcolare la concentrazione molare di ioni ioduro di una soluzione acquosa ottenuta mescolando 250. 0 m. L di una soluzione 0. 100 M di ioduro di sodio con 240. 0 m. L di una soluzione 0. 070 M di ioduro di calcio. Considerare i volumi additivi e tenere presente che, tra i due soluti, non avviene alcuna reazione chimica. Indicare che volume di acqua bisogna aggiungere a 200. 0 m. L di una soluzione di acido cloridrico al 15 % in peso e con densità di 1. 20 Kg/L per ottenere una soluzione a concentrazione 1. 50 M. Indicare come mescolare due soluzioni di acido cloridrico, la prima a concentrazione 2. 54 M e la seconda al 17. 0 % in peso e densità 1. 40 Kg/L per ottenere 2. 0 L di soluzione di acido cloridrico a concentrazione 2. 3 M Una soluzione di HNO 3 al 27% in peso ha una densità di 1. 16 g/m. L. Calcolare il volume necessario da prelevare per ottenere 1. 00 L di una soluzione 0. 150 M di acido nitrico

Esercizi sulle soluzioni Calcolare la molalità di una soluzione acquosa di 0. 415 M di un composto non elettrolita il cui peso molecolare è 342, sapendo che la densità della soluzione è pari a 1. 15 g/m. L Calcolare la concentrazione finale, espressa in molarità di una soluzione ottenuta dal mescolamento di 300. 0 m. L di una soluzione di Na. Cl 1. 40 M con 200. 0 m. L di una soluzione di Na. Cl al 15. 0% in peso e con densità 1. 20 Kg/L e a cui vengono poi aggiunti 25. 0 g di Na. Cl solido. Quali sono le frazioni molari di etanolo (C 2 H 5 OH) e acqua in una soluzione preparata mescolando 85. 0 g di etanolo e 65. 0 g di acqua?