Preparazione di soluzioni a concentrazione nota: esercizi risolti
La preparazione di una soluzione a concentrazione nota può avvenire attraverso la pesata di un solido o la diluizione di una soluzione più concentrata. Spesso, le soluzioni da preparare contengono ioni positivi (cationi) e ioni negativi (anioni), che sono costituiti da sali contenenti ioni metallici o non metalli.
Indice Articolo
- Esercizi risolti
- 1) Calcolo della quantità di cloruro di sodio necessaria a preparare una soluzione con concentrazione 1000 ppm di ione sodio
- 2) Calcolo della quantità di solfato di magnesio eptaidrato per preparare una soluzione con concentrazione 1000 ppm di ione solfato
- 3) Calcolo della concentrazione dello ione nitrato espresso in termini di molarità in una soluzione di volume 250 mL contenente 3.00 g di KNO3
- 4) Calcolo della concentrazione dello ione nitrato espresso in termini di molarità in una soluzione di volume 1.00 L contenente 5.00 g di KNO3 e 5.00 g di Hg(NO3)2
Il primo passo nella preparazione di una soluzione a concentrazione nota di uno ione è individuare un sale che contenga tale ione e assicurarsi che possa dissociarsi completamente in acqua. Ad esempio, per preparare una soluzione con l’ione Ba2+, si può utilizzare il cloruro di bario BaCl2 solubile in acqua, anziché il solfato di bario BaSO4 che ha una minima capacità di dissociarsi.
Successivamente, è importante considerare la formula del sale per verificare quanti ioni si ottengono dalla sua dissociazione. Ad esempio, se si desidera preparare una soluzione a concentrazione nota dell’ione Na+, si può prendere in considerazione il cloruro di sodio NaCl, dal quale si ottiene un ione Na+, oppure il solfato di sodio Na2SO4 dal quale si ottengono due ioni Na+.
Esercizi risolti
1) Calcolo della quantità di cloruro di sodio necessaria a preparare una soluzione con concentrazione 1000 ppm di ione sodio
La quantità di sodio sarà 1000 ∙ 0.500 Kg = 500 mg = 0.500 g. Considerando i pesi atomici di sodio e cloro (22.99 g/mol e 35.45 g/mol rispettivamente), il peso molecolare di NaCl sarà pari a 58.44 g/mol. Pesando 58.44 g di NaCl, si otterranno 22.99 g di sodio.
2) Calcolo della quantità di solfato di magnesio eptaidrato per preparare una soluzione con concentrazione 1000 ppm di ione solfato
Poiché la quantità di soluto è molto piccola rispetto a quella del solvente, si può dire che la densità della soluzione è uguale a quella del solvente, quindi ppm = mg di soluto / L di soluzione. Il peso molecolare del solfato di magnesio eptaidrato è di 246.48 g/mol mentre quello dello ione SO42- è di 96.06 g/mol.
3) Calcolo della concentrazione dello ione nitrato espresso in termini di molarità in una soluzione di volume 250 mL contenente 3.00 g di KNO3
Il peso molecolare del nitrato di potassio è di 101.10 g/mol mentre quello dello ione nitrato è di 62.00 g/mol. Le moli di nitrato di potassio saranno 0.0297, che corrispondono alle moli di ione nitrato. La molarità sarà quindi 0.119 M.
4) Calcolo della concentrazione dello ione nitrato espresso in termini di molarità in una soluzione di volume 1.00 L contenente 5.00 g di KNO3 e 5.00 g di Hg(NO3)2
Le moli di nitrato di potassio sono 0.0495, mentre le moli di nitrato di mercurio (II) sono 0.0154. Sommando le moli totali di ione nitrato, si ottiene 0.0803. Quindi, la molarità di ione nitrato sarà 0.0803 M.
Rielaborando gli esercizi svolti si è ottenuto un testo con una struttura più chiara e mirata all’insegnamento, rendendo più accessibili i concetti della preparazione delle soluzioni a concentrazione nota.
