Concentrazione o titolo: definisce la quantità di soluto in un certo solvente. Spesso il solvente utilizzato è H2O
Molarità (M)
La molarità indica il numero di moli di soluto presenti in 1 Litro di soluzione (1l). Si esprime in mol/l, anche indicato con M (es. una soluzione 3 molare = 3 M = 3 mol/l)
FORMULE DA RICORDARE:
M = n / V
n = M * V
n = g / PM
g = M * PM * V
con (tra parentesi le unità di misura): M = molarità (M o mol/l), n = numero di moli (mol), V = volume (l), PM = peso molecolare (g/mol), g = massa (g)
Molalità (m)
La molalità indica il numero di moli di soluto presenti in 1 Kg di solvente. Si esprime in mol/Kg, anche indicato con m (es. una soluzione 3 molale = 3 m = 3 mol/Kg)
FORMULE DA RICORDARE:
m = n / gs
n = m * gs
con (tra parentesi le unità di misura): m = molalità (mol/kg), n = numero di moli (mol), gs = massa del solvente (g)
Normalità (N)
La normalità indica il numero di equivalenti di soluto in 1 Litro di soluzione. Si esprime in equivalenti/l, anche indicato con N (es. soluzione 3 normale = 3 N = 3 eq/l)
FORMULE DA RICORDARE:
N = eq / V
eq= N * V
eq = g / PE
con (tra parentesi le unità di misura): N = normalità (N, o eq/l), eq = numero di equivalenti (eq), V = volume (l), PE = peso equivalente (g/eq), g = massa (g).
Il PE è il peso delle moli di una sostanza che reagiscono con un numero di Avogadro di elettroni.
Per questo motivo la stessa sostanza può avere diverso PE a seconda della reazione in cui è implicata.
Si rimanda a testi di chimica teorica per una più approfondita trattazione di questo argomento.
Percentuale in massa (%m): indica il numero di grammi di soluto presenti in 100 g di soluzione
Percentuale in volume (%v): indica il numero di grammi di soluto presenti in 100 ml di soluzione
Grammi per litro (g/l): indica il numero di grammi di soluto presenti in 1 Litro (1l) di soluzione. E' uguale ad 1/10 della %v
Parti per milione (ppm): Indica le parti di soluto presenti in un milione di parti di soluzione. La quantità di soluto e soluzione vanno espresse nelle medesime unità di misura.
Ad esempio i pesci possono sopravvivere nell'acqua se la concentrazione di ossigeno disciolta è di circa 6 ppm cioè in 1 000 000 di g di acqua devono essere presenti 6 grammi di ossigeno.
In pratica le concentrazioni più usate sono quelle in molarità e in percento in massa.
E' possibile passare da un sistema ad un altro utilizzando delle formule di trasformazione; le più importanti sono:
%v = %m * d
%m = %v / d
g/L = 10 * %v
%v = g/l / 10
M = g/l / PM
g/L = M * PM
d = densità
| DENSITA' DEI SOLVENTI PIU' COMUNI |
Solvente
|
Densità (g/ml) |
Acqua
|
0.998 |
DMSO
|
1.101 |
Etanolo
|
0.789 |
Metanolo
|
0.791 |
Glicerina
|
1.261 |
Cloroformio
|
1.498 |
Acido Acetico
|
1.049 |
ESEMPI
1) Si vuole calcolare la molarità di una soluzione 70%v di CH
3CH
2OH (d=0.789 g/ml, PM=46.02 g/mol)
- In un litro ci sono 700 ml di etanolo
- Si deve calcolare la massa: g = %v(volume) * d = 0.70 * 1000ml * 0.789g/m
- Si passa al numero di moli: g / PM = 552.3g / 46.02g/mol =12.0mol
- Si ricava la molarità: M=n°moli/l= 12.0 mol / 1l = 12M
2) Si vogliono preparare 15 ml di una soluzione 0.3 M di idrossido di sodio (NaOH). Si dispone di idrossido di sodio in soluzione 32%m (d = 1.35 g/ml, PM = 40 g/mol)
- Dal %m utilizzando la densità si ricava il %v: %v = %m * d = 32%m * 1.35g/ml = 43.2%v
- Quindi in un litro ci saranno 432g
- Utilizzando il peso molecolare (PM) ottengo la Molarità (M): M = g/l / PM = 432g/l / 40g/mol = 10.8M
- A questo punto devo diluire la soluzione concentrata 10.8M e portarla a 0.3M in un volume finale di 15ml
- Faccio una proporzione: Xml * 10.8M = 15ml * 0.3M ; X = 0.417ml
