SOLUZIONE : Sistema omogeneo di due o più componenti solidi, liquidi o gassosi

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1 SOLUZIONE : Sistema omogeneo di due o più componenti solidi, liquidi o gassosi SOLUZIONE = SOLUTO + SOLVENTE Solido o liquido liquido CONCENTRAZIONE = quantità relativa di soluto rispetto al solvente Può essere espressa in: a) Molarità (M) moli di soluto in un litro di soluzione (n/l) b) Molalità (m) moli di soluto in un Kg di solvente (n/kg) c) Normalità (N) grammoequivalenti di soluto in un litro di soluzione (geq/l) d) Frazione molare (χ) moli di un componente fratto moli totali e) Percentuale in peso (% pp) massa di soluto fratto massa totale della soluzione per 100 f) Percentuale in volume (%vol) volume di soluto fratto volume di soluzione per 100 Es. 1 Determinare la molarità di una soluzione che contiene 0.15g di NaOH in 500 ml di soluzione. Moli NaOH = 0.15/40 = M = /0.5 = M Es. 2

2 Si sciolgono 10.3 g di HCl in una quantità di H 2 O tale da ottenere ml di soluzione. Calcolare molarità e molalità sapendo che la densità della soluzione è g/ml. Moli HCl = 10.3/36 = Molarità = moli soluto/ litri soluz = 0.286/ = 1.43M Dalla densità ml di soluz = g di soluz. ( ) Grammi di solvente: g (soluz) g (soluto) = = molalità = moli soluto/kg solv = 0.286/ = 1.47 m Es. 3 Una soluzione è preparata addizionando 10.15g di NaOH a 70.55g di H 2 O. Calcolare le % in peso dei due componenti Massa totale = = 80.7g %peso NaOH = (10.15/80.7) 100 = 12.58% % peso di H2O = (70.55/80.7) 100 = 87.42% Es. 4

3 Una soluzione è preparata aggiungendo 112 ml di C 2 H 5 OH a ml di H 2 O. Determinare la % in volume dei due componenti sapendo che il volume finale della soluzione è 207 ml. ATTENZIONE! I VOLUMI NON SEMPRE SONO ADDITIVI! % vol H 2 O = (100.3/207) 100 = 48.5% % vol C 2 H 5 OH = (112/207) 100 = 54.1% Es.5 Calcolare la normalità di una soluzione di KMnO 4 contenente 3.84g di soluto in 0.5l di soluzione riferita ad un processo in cui KMnO 4 si riduce in ambiente acido per H 2 SO 4 a MnSO 4. KMnO 4 MnSO emoli KMnO4 = 3.84/158 = geq KMnO4 = moli n eq = = N = geq/litri soluz = 0.121/0.5 = 0.243N Oppure, visto che : N = M n eq M = /0.5 = N = = 0.243N Es. 6 Calcolare i grammi di HNO 3 necessari per preparare 0.5l di soluz. 0.1N: a) come acido; b) come ossidante in un processo in cui HNO 3 si riduce a NO.

4 - a) HNO 3 NO 3 + H + n eq = 1 N = M = 0.1 Moli = = 0.05 Grammi = = 3.15g b) HNO3 NO e- n eq = 3 M = N/3 = 0.1/3= Moli = Grammi = = 1.05g Es. 7 Una soluzione è stata preparata sciogliendo 3.5g di CH 3 OH in 50.9g di H 2 O. Calcolare la frazione molare dei due componenti. Moli H2O = 50.9/18 = 2.83 Moli CH3OH = 3.5/32 = χ H2O = moli H2O /(moli H2O + moli CH3OH ) = 2,83/2,94 = χ CH3OH = moli CH3OH /(moli H2O + moli CH3OH ) = 0.109/2,94 = Es. 8 E data una soluzione di H 2 SO 4 al 53.6% in peso. Sapendo che la densità è 1.44 g/ml, calcolare la molarità, la molalità, le frazioni molari di soluto e solvente e le

5 normalità relative ai processi acido-base in cui si formano Sali neutri, Sali monoacidi e a processi di ossidazione in cui il prodotto di riduzione è SO 2. Si considera 1 litro di soluzione Se d= 1.44 g/ml 1litro = 1440g 53.6% 771.8g di H 2 SO 4 moli H 2 SO 4 = 771.8/98 = 7.87 moli M = 7.87/1 = 7.87M m = moli soluto/kg solvente = 7.87/( ) = 11.8m χ H2SO4 = 7.87/( ) = (moli H2O = 668.2/18=37.1) χ H2O = 37.1/( ) = sale neutro: H 2 SO 4 SO 4 = + 2H + n eq =2 N=M 2= = sale monoacido: H 2 SO 4 HSO H + n eq =1 N=M= H 2 SO 4 SO e- n eq=2 N = M 2= = DILUIZIONI Es.1

6 Calcolare la molarità di una soluzione ottenuta miscelando 75ml di HCl 0.2M con 25.8ml di HCl 0.45M. Assumere che i volumi siano additivi. Soluz. 1 moli = = Soluz. 2 moli = = Moli totali = = V tot = = ml Soluzione finale = / = 0.264M Es ml di H 2 SO 4 al 19.2% in peso (d=1.132 g/ml) sono addizionati a 35 l di H 2 SO 4 avente normalità 0.39N rispetto al processo in cui entrambi gli atomi di H sono sostituiti. Si aggiunge infine H 2 O in modo da portare il volume a 80.8ml. Calcolare la molarità della soluzione finale. - Soluzione 1 Grammi di soluzione = = g Grammi di H 2 SO 4 = ( )/100 = 3,32 g Moli = 3.32/98 = moli - Soluzione 2 Molarità = N/n eq = 0.39/2 = 0.195M Moli = = Moli totali = = Molarità soluzione finale = / = 0.504M Es. 3 In una reazione si devono usare 0.24litri di soluzione di KOH 0.5M. Quanti ml di soluzione di KOH al 15.9% in peso (d= g/ml) devono essere diluiti con acqua per ottenere la soluzione desiderata?

7 Soluzione 1 1 litro di soluz.= 1145 g di soluz. Grammi di KOH = ( )/100 = 182,05 g Moli KOH = /56 = 3.25 Molarità = 3.25/1 = 3.25M Regola della diluizione: M 1 V 1 = M 2 V V 1 = V 1 = 36.9 ml Es. 4 Determinare il volume di etanolo (C 2 H 5 OH ; d = g/ml) che addizionato a 258 ml di H 2 O (d= g/ml) dà 302 ml di soluzione avente densità g/ml. Calcolare inoltre la molarità della soluzione e le percentuali in volume dei due componenti. (I volumi non sono additivi) Grammi di soluzione finale = = g Grammi di soluzione di H2O = = g Grammi di soluzione di C2H5OH = = g Volume di soluzione di C2H5OH = g/d = 38.64/0.79 = 48.9 ml Moli di C2H5OH = 38.64/46 = 0.84 Molarità = 0.84/0.302 = 2.78M % in volume di H2O 258 : 302 = X : 100 X = 85.4% % in volume di C2H5OH 48.9 : 302 = X : 100 X = 16.2% Es. 5

8 1.050 litri di HNO 3 0.5M sono stati ottenuti diluendo 0.5 litri di HNO M con un volume incognito di HNO M ed H 2 O fino ad un volume di litri. Calcolare il volume della soluzione di HNO M utilizzato. Moli finali = = moli Soluzione 1 V = 0.5L ; conc. = 1.010M moli = = Soluzione 2 V =? ; conc. = 0.22M Moli in soluz 2 = = 0.02 Volume di soluz. 2 = moli/m = 0.02/0.22 = litri