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SOLUZIONE : Sistema omogeneo di due o più componenti solidi, liquidi
o gassosi
SOLUZIONE = SOLUTO
+
Solido
o
liquido
SOLVENTE
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 = 0.00375
M = 0.0375/0.5 = 0.0075M
Es. 2
Si sciolgono 10.3 g di HCl in una quantità di H2O tale da ottenere 200.5 ml di
soluzione. Calcolare molarità e molalità sapendo che la densità della soluzione è
1.021 g/ml.
Moli HCl = 10.3/36 = 0.286
Molarità = moli soluto/ litri soluz = 0.286/0.2005 = 1.43M
Dalla densità →
200.5 ml di soluz = 204.7 g di soluz. (200.5×1.021)
Grammi di solvente: g (soluz) – g (soluto) = 204.7-10.3= 194.4
molalità = moli soluto/kg solv = 0.286/0.1944 = 1.47 m
Es. 3
Una soluzione è preparata addizionando 10.15g di NaOH a 70.55g di H2O.
Calcolare le % in peso dei due componenti
Massa totale = 10.15+70.55 = 80.7g
%peso NaOH = (10.15/80.7)×100 = 12.58%
% peso di H2O = (70.55/80.7)×100 = 87.42%
Es. 4
Una soluzione è preparata aggiungendo 112 ml di C2H5OH a 100.3 ml di H2O.
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 H2O = (100.3/207)×100 = 48.5%
% vol C2H5OH = (112/207)×100 = 54.1%
Es.5
Calcolare la normalità di una soluzione di KMnO4 contenente 3.84g di soluto in
0.5l di soluzione riferita ad un processo in cui KMnO4 si riduce in ambiente
acido per H2SO4 a MnSO4.
KMnO4 → MnSO4
+7 → +2
5e-
moli KMnO4 = 3.84/158 = 0.0243
geq KMnO4 = moli × n°eq = 0.0243×5 = 0.121
N = geq/litri soluz = 0.121/0.5 = 0.243N
Oppure, visto che : N = M×n°eq
M = 0.0243/0.5 = 0.0486
N = 0.0486×5 = 0.243N
Es. 6
Calcolare i grammi di HNO3 necessari per preparare 0.5l di soluz. 0.1N: a)
come acido; b) come ossidante in un processo in cui HNO3 si riduce a NO.
a) HNO3 → NO3- + H+
n°eq = 1
N = M = 0.1
Moli = 0.1×0.5 = 0.05
Grammi = 0.05×63 = 3.15g
b) HNO3 → NO
+5 → +2
3e-
n°eq = 3
M = N/3 = 0.1/3= 0.033
Moli 0.033×0.5 = 0.016
Grammi = 0.016×63 = 1.05g
Es. 7
Una soluzione è stata preparata sciogliendo 3.5g di CH 3OH in 50.9g di H2O.
Calcolare la frazione molare dei due componenti.
Moli H2O = 50.9/18 = 2.83
Moli CH3OH = 3.5/32 = 0.109
χH2O = moli H2O/(moliH2O + moli CH3OH) = 2,83/2,94 = 0.962
χCH3OH = moli CH3OH/(moliH2O + moli CH3OH) = 0.109/2,94 = 0.037
Es. 8
E’ data una soluzione di H2SO4 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
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 SO2.
Si considera 1 litro di soluzione
Se d= 1.44 g/ml
1litro = 1440g
53.6% → 771.8g di H2SO4
moli H2SO4 = 771.8/98 = 7.87 moli
M = 7.87/1 = 7.87M
m = moli soluto/Kg solvente = 7.87/( 1.44-0.771) = 11.8m
χH2SO4 = 7.87/(37.1 + 7.87) = 0.175
(moli H2O = 668.2/18=37.1)
χH2O = 37.1/(37.1 + 7.87) = 0.825
- sale neutro: H2SO4 → SO4= + 2H+
n°eq =2
N=M×2= 7.87×2 = 15.74
- sale monoacido: H2SO4 → HSO4- + H+
N=M= 7.87
-
H2SO4 → SO2
+6 → +4
2e-
n°eq=2
N = M×2= 7.87×2 = 15.74
DILUIZIONI
Es.1
n°eq =1
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 = 0.2×0.075 = 0.015
Soluz. 2 → moli = 0.45×0.0258 = 0.0116
Moli totali = 0.015+0.0116 = 0.0266
V tot = 75+25.8 = 100.8 ml
Soluzione finale = 0.0266/0.1008 = 0.264M
Es. 2
15.3 ml di H2SO4 al 19.2% in peso (d=1.132 g/ml) sono addizionati a 35 l di
H2SO4 avente normalità 0.39N rispetto al processo in cui entrambi gli atomi di H
sono sostituiti. Si aggiunge infine H2O in modo da portare il volume a 80.8ml.
Calcolare la molarità della soluzione finale.
- Soluzione 1
Grammi di soluzione = 15.3×1.132 = 17.32 g
Grammi di H2SO4 = (19.2×17.32)/100 = 3,32 g
Moli = 3.32/98 = 0.0339 moli
- Soluzione 2
Molarità = N/n°eq = 0.39/2 = 0.195M
Moli = 0.195×0.035 = 0.0068
Moli totali = 0.0339 + 0.0068 = 0.0407
Molarità soluzione finale = 0.0407/0.0808 = 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= 1.145 g/ml) devono essere diluiti
con acqua per ottenere la soluzione desiderata?
Soluzione 1
1 litro di soluz.= 1145 g di soluz.
Grammi di KOH = (15.9×1145)/100 = 182,05 g
Moli KOH = 182.05/56 = 3.25
Molarità = 3.25/1 = 3.25M
Regola della diluizione:
M1×V1 = M2×V2
3.25×V1 = 0.5×0.24
V1 = 36.9 ml
Es. 4
Determinare il volume di etanolo (C2H5OH ; d = 0.790 g/ml) che addizionato a
258 ml di H2O (d= 0.996 g/ml) dà 302 ml di soluzione avente densità 0.979
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 = 0.979×302 = 295.6 g
Grammi di soluzione di H2O = 0.996×258 = 256.96 g
Grammi di soluzione di C2H5OH = 295.6 – 256.96 = 38.64 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
1.050 litri di HNO3 0.5M sono stati ottenuti diluendo 0.5 litri di HNO3 1.010
M con un volume incognito di HNO3 0.22M ed H2O fino ad un volume di
1.050 litri.
Calcolare il volume della soluzione di HNO3 0.22M utilizzato.
Moli finali = 0.5×1.050 = 0.525 moli
Soluzione 1 → V = 0.5L ; conc. = 1.010M
moli = 0.5×1.010 = 0.505
Soluzione 2 → V = ? ; conc. = 0.22M
Moli in soluz 2 = 0.525 – 0.505 = 0.02
Volume di soluz. 2 = moli/M = 0.02/0.22 = 0.0909 litri