Cos'è la concentrazione chimica:
Concentrazione chimica determina il rapporto tra soluto e solvente in una soluzione chimica.
La concentrazione chimica è la quantità in cui le sostanze che si dissolvono (soluto) sono in relazione alla sostanza o alle sostanze che la dissolvono (solvente). In questo senso, la quantità di soluto sarà sempre inferiore al solvente per essere considerata una soluzione.
La preparazione di una soluzione chimica richiede il calcolo delle misure di soluto e solvente che determineranno la concentrazione della soluzione e il tipo di soluzione.
- Soluzione chimica
- Concentrazione
Le concentrazioni delle soluzioni sono espresse da molarità, molalità o frazione molare.
Misurazioni della concentrazione chimica
Le misurazioni della concentrazione di soluzioni chimiche sono determinate da unità fisiche e unità chimiche di concentrazione:
Le unità fisiche sono quelle che definiscono la proporzione tra il soluto e il solvente in massa, volume o sue parti.
Le unità chimiche, invece, definiscono la concentrazione della soluzione in moli o equivalenti chimici che presenta il solvente.
Unità fisiche di concentrazione delle soluzioni
Le unità fisiche di concentrazione delle soluzioni esprimono la proporzione di soluto in peso, volume o parti in relazione alla quantità di solvente. Gli esercizi per calcolare la percentuale in massa o peso, cioè la sua concentrazione espressa in queste misurazioni, le misurazioni del soluto vengono divise per il solvente e quindi moltiplicate per 100.
Le misurazioni fisiche delle concentrazioni chimiche e le loro formule sono le seguenti:
Peso su peso
Peso su peso (% w/w), o anche massa su massa (m/m) esprime la percentuale di peso o massa di soluto in relazione al peso o massa della soluzione:
Volume su volume
Volume per volume (% v/v) indica la proporzione del volume del soluto nel volume totale della soluzione:
Peso sul volume
Peso su volume (% p/v) rappresenta il peso del soluto in relazione al volume della soluzione:
Parti per milione
Parti per milione (ppm) calcola i milligrammi di soluto in chilogrammi di soluzione:
Unità chimiche di concentrazione delle soluzioni
Le unità chimiche di concentrazione della soluzione calcolano il numero di moli o equivalenti chimici di un soluto in un solvente. Le misurazioni della concentrazione chimica e le rispettive formule sono:
Molarità (g/L)
La molarità è il numero di moli di soluto in litri di soluzione. Una mole è un numero di atomi di carbonio espresso nella costante di Avogadro. Per determinare il numero di moli o massa molare di un elemento è sufficiente consultare una tavola periodica. Il numero sotto il simbolo chimico dell'elemento ed è anche conosciuto come massa atomica.
Per calcolare la molarità di una soluzione deve essere utilizzata la seguente formula:
Per determinare il numero di moli di un soluto, la massa del soluto deve essere calcolata attraverso la seguente formula:
In questo caso la massa molare si calcola moltiplicando la massa atomica di ciascun elemento per il numero di atomi indicato nella formula e sommando poi il risultato di ogni elemento.
Ad esempio, per calcolare la massa molare di 100 grammi di ammoniaca (NH3) come soluto, determinare prima la massa molare di ammoniaca sommando le masse atomiche di azoto (1.008) con i tre atomi di idrogeno (3*14.01) ottenendo 43.038 g/ mol. Quindi dividere i grammi per la massa molare: 100 / 43.038 = 2.323 moli in 100 grammi di ammoniaca.
molalità
Per la preparazione di soluzioni di concentrazioni di una determinata quantità di molalità, viene utilizzata la seguente formula:
Per calcolare le moli di un soluto, cerchiamo la massa atomica o molare che si trova sotto ogni elemento chimico nella tavola periodica.
Normalità (N)
La normalità è il numero di equivalenti chimici (EQ) in un grammo di soluto contenuto in un litro di soluzione. L'equivalente chimico è la quantità di sostanza che reagisce per produrre una mole di prodotto.
La normalità è anche nota come concentrazione normale e viene calcolata utilizzando la seguente formula:
Per calcolare l'equivalente chimico (EQ) di un soluto, si deve tener conto se il soluto è un acido o un idrossido (OH) e l'uso delle seguenti formule secondo il soluto corrispondente:
