Una soluzione è una miscela di un soluto (sostanza che deve essere sciolta) distribuita in un solvente (sostanza che effettua la solubilizzazione).

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1 LE SOLUZIONI

2 Una soluzione è una miscela di un soluto (sostanza che deve essere sciolta) distribuita in un solvente (sostanza che effettua la solubilizzazione). soluzioni solide liquide gassose leghe aria

3 Unità di Concentrazione Concentrazione percentuale in massa Concentrazione percentuale in volume Molarità o concentrazione molare Molalità o concentrazione molale Normalità o concentrazione normale Frazione molare

4 Concentrazione percentuale in massa La concentrazione % in massa (c m ) è il numero di grammi di soluto in 100 grammi di soluzione C m = x 100 g soluto g soluzione

5 Calcolare la concentrazione percentuale in massa di una soluzione ottenuta sciogliendo 10 g di NaOH in 150 g di H 2 O. C m = x 100 = 6.25% 10 g ( ) g La a concentrazione percentuale moltiplicata per diec fornisce i grammi di soluto presenti in un Kg di soluzione.

6 Concentrazione percentuale in volume La concentrazione % in volume (c v ) è il numero di grammi di soluto in 100 ml di soluzione C m = x 100 g soluto V soluzione

7 alcolare la concentrazione percentuale in volume di una oluzione ottenuta sciogliendo 40 g di KCl in H 2 O fino ad un olume complessivo di 500 ml. C m = x 100 = 8% 40 g 500 ml La concentrazione percentuale moltiplicata per dieci fornisce i grammi di soluto presenti in un l di soluzione (g/l).

8 Molarità La molarità (M) è il numero di moli n di soluto in un litro di soluzione. M = (mol/l) n V soluzione

9 Calcolare la molarità di una soluzione ottenuta sciogliendo g di KCl in H 2 O fino al volume complessivo di 4 l. g KCl n KCl = = g PM = 2 moli KCl (g/mol) n M = = 2 mol = 0.5 mol/l V sol 4 l

10 Molalità La molalità (m) è il numero di moli n di soluto in 1000 g di solvente. m = (mol/kg) n soluto Kg solvente

11 Calcolare la molalità di una soluzione ottenuta sciogliendo 44 g di NaOH (MM = g/mol) in 500 g di H 2 O. g NaOH PM NaOH 44 g n NaOH = = = 1.1 moli (g/mol) n m = = 1.1 mol x 1000 = 2.2 mol/kg Kg solv 500 g

12 Normalità La normalità (N) è il numero di equivalenti n eq di soluto in un litro di soluzione. N = (eq/l) n eq V soluzione

13 Frazione molare La Frazione Molare (X) di un dato componente a di una soluzione è il rapporto fra il suo numero di moli n a e le moli totali di tutti i componenti le soluzioni. X a = n a n tot La somma delle frazioni molari di tutti i componenti di una soluzione deve essere uguale all unità

14 Calcolare le frazioni molari di CH 3 OH e H 2 O in una soluzione preparata sciogliendo 1.20 g di metanolo in 16.8 g di acqua. n MeOH = 1.20 g MeOH (g/mol)meoh = mol MeOH n H2O = 16.8 g H 2 O (g/mol) H 2 O = molh 2 O X MeOH = n MeOH = n MeOH + n H2O X H2O = 1 X MeOH = =

15 Conversioni tra Unità di Concentrazione

16 Per convertire tra loro un unità di concentrazione basata sul volume (molarità) e una basata sulla massa (massa percentuale, frazione molare e molalità) è indispensabile conoscere la densità della soluzione. C v = c m x d

17 ESEMPIO Calcolare la molarità di una soluzione concentrata di acido cloridrico la cui massa percentuale è 37.7% e la densità 1.19 g/ml. C m, PM n HCl in g di soluzione d Volume occupato da g di soluzione n HCl, V Molarità

18 In 100 g di soluzione ci sono 37.7 g di HCl calcoliamo le moli di HCl in 100 g di soluzione: g HCl MM HCl 37.7 g n HCl = = = 1.03 moli g/mol calcoliamo il volume occupato da 100 g di soluzione sapendo che la densità è di 1.19 g/ml: d = g g V = = 100 g = 84 ml V d 1.19 g/ml poiché la M è espressa in litri convertiamo il risultato: 84 ml = l M = n = 1.03 mol = 12.3 mol/l V l

19 1. Quante moli di HCl sono presenti in 100 g di soluzione? 2. Che volume occupano 100 g di soluzione? 3. Quale è la molarità della soluzione di HCl?

20 ESEMPIO Una soluzione di KOH 1.13 M ha una densità di 1.05 g/ml.calcolare la sua molalità. 1. Quale è la massa totale della soluzione, nota la densità? 2. Quanti sono i grammi di KOH? 3. Quale è la massa dell acqua? 4. Quale è la molalità?

21 Una soluzione di KOH 1.13 M ha una densità di 1.05 g/ml. Calcolare la sua molalità. ragioniamo su 1 litro di soluzione: di 1 l di soluzione = d x V = 1.15 g/ml x 1000 ml = 1050 g quanti g di KOH ci sono in 1 l di soluzione? se M = n e n = V g MM M = g x V MM g = M x MM V 1.13 mol/l x g/mol KOH in 1 l di soluzione = = l quanti g di H 2 O ci sono in 1 l di soluzione? g H 2 O = g soluzione g KOH = 1050 g 63.4 g = 987 g nkoh 1.13 moli m = = = 1.14 mol/kg Kg solvente Kg

22 Le conversioni tra unità di concentrazione sono semplici se si prende in considerazione una quantità fissa di soluzione, la cui scelta dipende dall unità in cui la concentrazione è espressa. Quando la concentrazione iniziale è Si parte con Massa percentuale Molarità (M) Molalità (m) Frazione molare (X) 100 g di soluzione 1 l di soluzione 1000 g di solvente 1 mole (soluto + solvente)