Chapter 4: Chemical Quantities and Aqueous Reactions

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4.5:

Concentrazione e diluizione della soluzione

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Chimica

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Solution Concentration and Dilution

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In una data quantità di solvente, è possibile aggiungere diverse quantità di soluti al fine di creare soluzioni di concentrazioni variabili. In una soluzione diluita, la proporzione di soluto rispetto al solvente è piccola, mentre per una soluzione concentrata, la proporzione è grande. La concentrazione di una soluzione è espressa come molarità, che è il numero di moli di soluto per litro di soluzione.Il denominatore è il volume della soluzione, e non il volume del solvente. Pertanto, per ottenere 1 litro di una soluzione molare, Una mole di soluto viene aggiunta ad un contenitore tarato, che viene quindi riempito, fino alla demarcazione da 1 litro, con il solvente. Allo stesso modo, se una mole di soluto viene aggiunta ad un altro contenitore e quindi riempita con solvente fino alla tacca di 0, 5 litri, si otterreà una soluzione 2 molare.La molarità della soluzione può essere utilizzata come fattore di conversione tra le moli del soluto e il volume della soluzione. Supponiamo che 237 grammi di permanganato di potassio vengano sciolti in acqua per ottenere una soluzione 3 molare. Per calcolare il volume totale della soluzione, in primo luogo, la massa del soluto viene convertita in moli.Quindi, il numero di moli viene diviso per la molarità per ottenere un volume di 0, 5 litri. Se viene aggiunta più acqua, il volume totale della soluzione aumenta, ma il numero di moli del soluto rimane lo stesso. Ciò significa che la concentrazione della soluzione è diminuita o che la soluzione è stata diluita.La diluizione di una soluzione concentrata, o stock, viene eseguita utilizzando l’equazione di diluizione, che mette in relazione i volumi e le molarità di una soluzione prima e dopo il processo di diluizione. M-uno e V-uno sono la molarità e il volume della soluzione concentrata iniziale, e M-due e V-due sono la molarità e il volume della soluzione diluita finale. Per esempio, l’equazione di diluizione può essere utilizzata per preparare una soluzione di permanganato di potassio, che viene utilizzato in medicina come disinfettante generale.Quale volume di una soluzione madre 2 molare è necessario per preparare un litro di una soluzione 0, 2 molare di permanganato di potassio? Conoscendo M-uno, M-due e V-due e risolvendo l’equazione di diluizione per V-1 si ottengono 0, 1 litri. Pertanto, 0, 1 litri della soluzione madre vengono aggiunti ad un nuovo contenitore tarato e viene aggiunto il solvente per ottenere un litro della soluzione 0, 2 molare.Dopo che la soluzione è stata diluita, benché la concentrazione sia cambiata, il numero di moli di permanganato di potassio rimane lo stesso.

4.5:

Concentrazione e diluizione della soluzione

La quantità relativa di un dato componente della soluzione è nota come concentrazione. Spesso, anche se non sempre, una soluzione contiene un componente con una concentrazione significativamente maggiore di quella di tutti gli altri componenti. Questo componente è chiamato solvente e può essere visto come il mezzo in cui gli altri componenti sono dispersi o sciolti. Le soluzioni in cui l’acqua è il solvente sono, ovviamente, molto comuni sul nostro pianeta. Una soluzione in cui l’acqua è il solvente è chiamata soluzione acquosa.

Un soluto è un componente di una soluzione che è tipicamente presente ad una concentrazione molto inferiore rispetto al solvente. Le concentrazioni di soluto sono spesso descritte con termini qualitativi come diluito (di concentrazione relativamente bassa) e concentrato (di concentrazione relativamente elevata).

Le concentrazioni possono essere valutate quantitativamente utilizzando un’ampia varietà di unità di misura, ciascuna conveniente per particolari applicazioni. La molarità(M)è un’utile unità di concentrazione per molte applicazioni in chimica. La molarità è definita come il numero di talpe di soluto esattamente in 1 litro (1 L) della soluzione e ha le unità di ‘mol/L’.

Si noti che nell’equazione di molarità, viene utilizzato il volume della soluzione e non il volume del solvente. Questo perché, a seconda della natura delle interazioni tra il soluto e il solvente, il soluto può cambiare il volume della soluzione. Quindi, nell’equazione della molarità, usiamo il volume totale della soluzione (cioè volume di solvente + volume di soluto). Poiché i volumi della soluzione variano con la temperatura, anche le concentrazioni molare varieranno. Se espressa in molarità, la concentrazione di una soluzione con un numero identico di specie di soluto e solvente sarà diversa a temperature diverse, a causa della contrazione/espansione della soluzione.

Diluizione delle soluzioni

La diluizione è il processo mediante il quale una soluzione viene resa meno concentrata (o più diluita) dall’aggiunta di solvente. Ad esempio, un bicchiere di caffè freddo diventa sempre più diluito e meno dolce man mano che il ghiaccio si scioglie. Nei laboratori, le soluzioni sono spesso immagazzinate nelle loro forme concentrate, chiamate soluzioni stock. Le soluzioni di concentrazioni più basse vengono preparate dallo stock attraverso la diluizione.

dove M e V sono rispettivamente concentrazione e volume, e i pedici “1” e “2” si riferiscono rispettivamente alla soluzione prima e dopo la diluizione.
Ora, poiché il prodotto di molarità e volume equivale a talpe, il numero di talpe prima e dopo la diluizione rimane lo stesso.