Concetti Chiave
- La concentrazione in chimica è il rapporto tra la quantità di un componente e la quantità totale della miscela, distinguendo tra soluto e solvente.
- Le unità fisiche per esprimere la concentrazione includono percentuali in massa, volume, massa su volume, parti per milione e parti per miliardo.
- Le unità chimiche utilizzano grandezze come molarità, molalità, normalità e frazione molare per esprimere la concentrazione.
- La molarità viene calcolata come il numero di moli di soluto per litro di soluzione, variando a seconda della temperatura.
- Un esempio di calcolo della molarità coinvolge la determinazione delle moli di soluto e l'utilizzo della formula M = n soluto / V soluzione.
In questo appunto di chimica inorganica viene analizzata la concentrazione con particolare attenzione alle varie modalità con cui è possibile esprimerla, descrivendole nel dettaglio e riportando le maggiori caratteristiche.
Indice
Cosa indica la Concentrazione in chimica
La concentrazione indica il rapporto tra la quantità del componente presente in minor quantità all’interno di una miscela e la quantità di tutti i componenti della miscela, o del componente presente in maggior quantità.Se si tratta di una soluzione, è necessario distinguere due componenti:
- Soluto
- Solvente
Il soluto è il componente presente in quantità minore nella soluzione, mentre il solvente è quello presente in maggior quantità.
In questo caso, possiamo definire la concentrazione come il rapporto tra la quantità del soluto rispetto alla quantità della soluzione, o solamente del solvente. La concentrazione è espressa in termini di massa per unità di volume. Tuttavia, la concentrazione del soluto può anche essere espressa in moli o unità di volume. Invece del volume, la concentrazione può essere per unità di massa.
Per ulteriori approfondimenti sulla concentrazione vedi qui
Concentrazione: come si esprime sfruttando grandezze fisiche
Esistono numerose modalità per esprimere la concentrazione di un componente di una soluzione.Le unità fisiche, che sfruttano grandezze fisiche come massa e volume, sono:
- Percentuale in massa
- Percentuale in volume
- Percentuale massa su volume
- Parti per milione
- Parti per miliardo
La percentuale in massa (%m/m) rappresenta i grammi di soluto sciolti in 100 grammi di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra la massa in grammi del soluto e la massa in grammi della soluzione, moltiplicando poi il risultato per 100. La formula è dunque:
%m/m = ( massa soluto (g) / massa soluzione (g) ) x 100
La percentuale in volume (%V/V) rappresenta il volume di soluto sciolto in 100 millilitri di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra il volume in mL del soluto e il volume in mL della soluzione, moltiplicando poi il risultato per 100. La formula è dunque:
%V/V = ( volume soluto (mL) / volume soluzione (mL) ) x 100
La percentuale massa su volume (%m/V) rappresenta i grammi di soluto sciolti in 100 millilitri di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra la massa in grammi del soluto e il volume in mL della soluzione, moltiplicando poi il risultato per 100. La formula è dunque:
%m/V = ( massa soluto (g) / volume soluzione (mL) ) x 100
Le parti per milione (ppm) rappresentano i milligrammi di soluto sciolti in 1 L di soluzione. L’unità di misura è dunque mg/L.
Le parti per miliardo (ppb) rappresentano i microgrammi di soluto sciolti in 1 L di soluzione. L’unità di misura è dunque µg/L.
Per ulteriori approfondimenti sulla concentrazione percentuale in peso vedi qui
Concentrazione: come si esprime sfruttando grandezze chimiche
Le unità in chimica utilizzate per esprimere la concentrazione, e sfruttano grandezze chimiche come il numero di moli, sono:
- Molarità
- Molalità
- Normalità
- Frazione molare
La molarità (M) rappresenta le moli di soluto presenti in 1 L di soluzione. Poiché il volume della soluzione varia a seconda della temperatura, la molarità dipende della temperatura. Si calcola facendo il rapporto tra il numero di moli di soluto (mol) e il volume in litri di soluzione (L). La formula dunque è:
M = n soluto (mol) / V soluzione (L)
La molalità (m) rappresenta le moli di soluto presenti in 1 Kg di solvente. Si calcola facendo il rapporto tra il numero di moli di soluto (mol) e la massa in Kg di solvente. La formula dunque è:
m = n soluto (mol) / m solvente (Kg)
La normalità (N) rappresenta il numero di equivalenti di soluto presenti in 1 L di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra il numero di equivalenti di soluto (eq) e il volume in L di soluzione. La formula dunque è:
N = neq (eq) / V soluzione (L)
La frazione molare (X) rappresenta il rapporto tra il numero delle moli di soluto e il numero delle moli totali. La formula dunque è:
X = n soluto / n tot
Per ulteriori approfondimenti sulla molarità e molalità vedi qui
Esempio di calcolo della molarità di una soluzione
Calcolare la molarità di una soluzione di 400 mL che contiene 1 g di acido nitrico HNO3.
V soluzione = 400 mL = 0,4 L
m soluto = 1 g
La molarità è data dal rapporto tra il numero di moli di soluto (mol) e il volume in litri di soluzione (L). Sapendo il volume della soluzione, ciò che ci manca per calcolare la molarità sono le moli di soluto.
n = m soluto / MM
La massa molecolare (MM) di HNO3 è facilmente calcolabile con la tavola periodica.
MM = 1 + 14 + (16 x 3) = 63 g/mol
Perciò:
n = 1 g / 63 (g/mol) = 0,016 mol
Sostituendo nella formula della molarità:
M = n soluto (mol) / V soluzione (L) = 0,016 mol / 0,4 L = 0,04 mol/L
Domande da interrogazione
- Cosa rappresenta la concentrazione in chimica?
- Quali sono le unità fisiche utilizzate per esprimere la concentrazione?
- Come si calcola la percentuale in massa di una soluzione?
- Qual è la differenza tra molarità e molalità?
- Come si calcola la molarità di una soluzione?
La concentrazione in chimica rappresenta il rapporto tra la quantità del componente presente in minor quantità in una miscela e la quantità totale dei componenti della miscela o del componente presente in maggior quantità.
Le unità fisiche includono percentuale in massa, percentuale in volume, percentuale massa su volume, parti per milione (ppm) e parti per miliardo (ppb).
La percentuale in massa si calcola facendo il rapporto tra la massa in grammi del soluto e la massa in grammi della soluzione, moltiplicando poi il risultato per 100.
La molarità rappresenta le moli di soluto in 1 L di soluzione e dipende dalla temperatura, mentre la molalità rappresenta le moli di soluto in 1 Kg di solvente e non dipende dalla temperatura.
La molarità si calcola facendo il rapporto tra il numero di moli di soluto e il volume in litri della soluzione. Ad esempio, per una soluzione di 400 mL contenente 1 g di HNO3, la molarità è 0,04 mol/L.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
