Chimica per non-magistrati
Obiettivi di apprendimento
- Definire la molarità.
- Eseguire i calcoli che riguardano la molarità.
Quante molecole si possono trovare in una reazione?
I chimici hanno a che fare con quantità di molecole ogni giorno. Le nostre reazioni sono descritte come tante molecole del composto A che reagiscono con tante molecole del composto B per formare tante molecole del composto C. Quando determiniamo quanto reagente usare, abbiamo bisogno di sapere il numero di molecole in un dato volume del reagente. Le soluzioni percentuali ci dicono solo il numero di grammi, non di molecole. Una soluzione di 100 mL di NaCl al 2% avrà un numero di molecole molto diverso da una soluzione al 2% di CsCl. Quindi abbiamo bisogno di un altro modo per parlare del numero di molecole.
Molarità
I chimici hanno principalmente bisogno che la concentrazione delle soluzioni sia espressa in un modo che tenga conto del numero di particelle che reagiscono secondo una particolare equazione chimica. Poiché le misure percentuali sono basate o sulla massa o sul volume, non sono generalmente utili per le reazioni chimiche. È preferibile un’unità di concentrazione basata sulle moli. La molarità (M) di una soluzione è il numero di moli di soluto dissolte in un litro di soluzione. Per calcolare la molarità di una soluzione, si dividono le moli di soluto per il volume della soluzione espresso in litri.
Nota che il volume è in litri di soluzione e non litri di solvente. Quando viene riportata una molarità, l’unità è il simbolo M e si legge come “molare”. Per esempio una soluzione etichettata come 1,5 M NH 3 si legge come “soluzione di ammoniaca 1,5 molare”.
Problema esemplificativo: calcolare la molarità
Una soluzione è preparata sciogliendo 42,23 g di NH 4 Cl in abbastanza acqua per fare 500,0 mL di soluzione. Calcola la sua molarità.
Passo 1: Elenca le quantità note e pianifica il problema.
La massa del cloruro di ammonio viene prima convertita in moli. Poi si calcola la molarità dividendo per i litri. Si noti che il volume dato è stato convertito in litri.
Passo 2: Risolvere.
Passo 3: Pensa al tuo risultato.
La molarità è 1,579 M, il che significa che un litro della soluzione conterrebbe 1,579 mol NH 4 Cl. Quattro cifre significative sono appropriate.
In una situazione di laboratorio, un chimico deve spesso preparare un dato volume di soluzioni di una molarità nota. Il compito è quello di calcolare la massa del soluto che è necessaria. L’equazione di molarità può essere riorganizzata per risolvere le moli, che possono poi essere convertite in grammi. Vedi il problema di esempio 16.3.
Problema di esempio:
Un chimico deve preparare 3,00 L di una soluzione 0,250 M di permanganato di potassio (KMnO 4 ). Di quale massa di KMnO 4 ha bisogno per fare la soluzione?
Passo 1: Elenca le quantità note e pianifica il problema.
Note
- molarità = 0,250 M
- volume = 3,00 L
- massa molare KMnO 4 = 158.04 g/mol
Sconosciuto
- massa KMnO 4 = ? g
Moli di soluto è calcolato moltiplicando la molarità per i litri. Poi, le moli sono convertite in grammi.
Passo 2: Risolvere.
Passo 3: Pensate al vostro risultato.
Quando 119 g di permanganato di potassio sono sciolti in acqua per fare 3,00 L di soluzione, la molarità è 0,250 M.
Guarda un video sul calcolo della molarità:
Sommario
- Si descrivono i calcoli che utilizzano il concetto di molarità.
Pratica
Leggi il materiale e risolvi i problemi sul sito sottostante:
http://www.occc.edu/kmbailey/Chem1115Tutorials/Molarity.htm
Rassegna
- Cosa significa M?
- Cosa ci dice la molarità che le informazioni sulla soluzione in percentuale non ci dicono?
- Cosa dobbiamo sapere di una molecola per poter effettuare il calcolo della molarità?
Glossario
- molarità (M): Il numero di moli di soluto dissolte in un litro di soluzione.