Chimica generale/Concentrazione

Indice del libro

GeneralitàChimica_generale/Generalità Teoria atomicaChimica generale/Teoria atomica Il legame chimicoChimica generale/Il legame chimico IoniChimica generale/Ioni Sistema periodico degli elementiChimica generale/Sistema periodico degli elementi Tavola periodicaChimica generale/Tavola periodica Gruppi e periodi Proprietà periodicheChimica generale/Proprietà periodiche Raggio atomicoChimica generale/Raggio atomico Metalli di transizioneChimica generale/Metalli di transizione SoluzioniChimica generale/Soluzioni SolubilitàChimica generale/Solubilità ConcentrazioneChimica generale/Concentrazione

DistillazioneChimica generale/Distillazione Proprietà colligativeChimica generale/Proprietà colligative ElettrolitiChimica generale/Elettroliti Grado di dissociazioneChimica generale/Grado di dissociazione Conducibilità elettrolitica Acidi e basiChimica generale/Acidi e basi TermodinamicaChimica generale/Termodinamica Variabili termodinamicheChimica generale/Variabili termodinamiche Stati di aggregazioneChimica generale/Stati di aggregazione Legge dei gas idealiChimica generale/Legge dei gas ideali Cinetica chimicaChimica generale/Cinetica chimica Equilibrio chimicoChimica generale/Equilibrio chimico Costanti di equilibrioChimica generale/Costanti di equilibrio

Principio di Le ChâtelierChimica generale/Principio di Le Châtelier Isocora di Van't Hoff ElettrochimicaChimica generale/Elettrochimica Reazione redoxChimica generale/Reazione redox PilaChimica generale/Pila Equazione di NernstChimica generale/Equazione di Nernst Pila a concentrazioneChimica generale/Pila a concentrazione AccumulatoreChimica generale/Accumulatore Appendici CostantiChimica generale/Costanti Potenziali standard di riduzioneChimica generale/Potenziali standard di riduzione Elementi chimici e loro proprietà NomenclaturaChimica generale/Nomenclatura

Concentrazione

La concentrazione di una soluzione chimica esprime il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente che la compongono. Essa può essere espressa in differenti modi.

Concentrazione espressa in unità fisiche

Percentuale in massa [massa % oppure % m/m]

Esprime la massa di soluto (in grammi) contenuta in 100 g di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra la massa in grammi del soluto ed la massa in grammi della soluzione (massa in grammi di solvente + massa in grammi di soluto).

$\%m/m={\frac {m_{soluto}[g]}{m_{soluzione}[g]}}*100$

Percentuale peso/volume [% m/V]

Esprime la massa di soluto (in grammi) contenuta in 100 ml di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra la massa in grammi del soluto e il volume in millilitri della soluzione (ml solvente + ml soluto).

$\%m/V={\frac {m_{soluto}[g]}{V_{soluzione}[ml]}}*100$

Percentuale in volume [volume % oppure % V/V]

Esprime il volume di un soluto (in millilitri) contenuta in 100 ml di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra i millilitri del soluto e i millilitri della soluzione (ml solvente + ml soluto).

$\%V/V={\frac {V_{soluto}[ml]}{V_{soluzione}[ml]}}*100$

Parti per milione [ppm]

Sono un'unità di misura utilizzata per indicare livelli estremamente bassi di concentrazione di un elemento chimico o di un qualsiasi soluto. Il valore delle ppm è equivalente alla quantità assoluta frazionale moltiplicata per un milione. Un milligrammo è una parte per milione del chilogrammo, quindi, dire che una sostanza ha un certo valore espresso in parti per milione è come dire "milligrammi per ogni chilogrammo".

$ppm={\frac {m_{soluto}[mg]}{m_{soluzione}[Kg]}}$

Concentrazione espressa in unità chimiche

Frazione molare [χ]

Esprime il rapporto tra il numero di moli di un componente (soluto o solvente) e il numero di moli totali presenti in soluzione. Le frazioni molari assumono valori sempre compresi tra 0 e 1 e la somma delle frazioni molari di tutti i componenti di una soluzione è sempre uguale ad 1.

$\chi _{soluto}={\frac {n_{soluto}[mol]}{n_{soluzione}[mol]}}$

$\chi _{solvente}={\frac {n_{solvente}[mol]}{n_{soluzione}[mol]}}$

Molarità [M]

Esprime il numero di moli di soluto contenute in un litro di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra le moli di soluto e il volume della soluzione (l solvente + l soluto). Viene spesso indicata con la formula bruta del soluto racchiusa tra parentesi quadre (ad esempio [H⁺]).

$M={\frac {n_{soluto}[mol]}{V_{soluzione}[l]}}$

Molalità [m]

Numero di moli di soluto contenute in 1 kg di solvente. Si calcola moltiplicando per 1000 (g/Kg) il rapporto tra le moli di soluto e la massa in g di solvente. Viene spesso preferita alla molarità perché indipendente dalla temperatura (vedi Proprietà colligative delle soluzioni).

$m={\frac {n_{soluto}[mol]}{m_{soluzione}[g]}}*1000[g/Kg]$

Normalità [N]

Esprime il numero di equivalenti di soluto disciolti in un litro di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra il numero di equivalenti del soluto e il volume della soluzione (l solvente + l soluto). Si può più facilmente calcolare moltiplicando la molarità per la valenza, dove la valenza è il prodotto dei coefficienti stechiometrici dei prodotti.

$N={\frac {eq_{soluto}}{V_{soluzione}[l]}}$

Esempi di esercizi svolti

Calcoliamo la concentrazione di 5,845 grammi (dunque 0,1 moli) di NaCl in 1 litro (1 kilogrammo, dunque 55,55 moli) di acqua.

• %m/m_NaCl = 5,845 g * 100 g / 1000 g = 0,5845 %
• X_NaCl = 0,1 mol / 55,55 mol = 1,8 · 10^-3
• M_NaCl = [NaCl] = 0,1 mol / 1 l = 0,1 mol/l = 0,1 M
• m_NaCl = 0,1 mol / 1 Kg = 0,1 mol/Kg = 0,1 m
• N_NaCl = 0,1 mol/l * 1 eq/mol = 0,1 eq/l