Formule per la concentrazione
introduzione
Di seguito verranno indicate le formule generali e un esempio relativo al calcolo della concentrazione.
La concentrazione è una grandezza intensiva che esprime la quantità di soluto dispersa in una certa
quantità di soluzione (o di solvente nel caso della molalità).
Sono riportate anche le formule per il calcolo dell'errore associato.
Fare attenzione al testo che segue perché / sta a indicare sia l'operazione di divisione, sia un
elemento dell'unità di misura %m/V e %m/m!
Di seguito le masse m saranno sempre espresse in grammi ed il volume V essere espresso in litri.
Gli errori saranno invece definiti con uno, massimo due cifre diverse da zero.
massa molare o peso molecolare
MM = somma delle singole masse atomiche o pesi atomici in qualità e quantità presenti nella formula chimica (espresso in g/mol)
n° moli
nmol = msoluto / MM
Errore n° moli
Δn° moli = Δmsoluto / MM
(perchè la MM è considerata alla stregua di un numero esatto)
Molarità
M = nmol / V (in litri)
Errore molarità
ΔM = (Δm/m + ΔV/V) • M
massa da pesare
msoluto = M • MM • V (in litri)
Errore sulla massa
(qui priva di significato, perché in genere è proprio la cosa da calcolare a partire dai dati del
problema supposti esatti ma sarebbe) Δ msoluto = (ΔM / M + ΔV / V) • msoluto
percentuale m/V
%m/V = msoluto / Vsoluzione • 100 oppure la x nella proporzione msoluto : Vsoluzione = x : 100
Errore %m/V
Δ%m/V = (Δmsoluto/msoluto + ΔVsoluzione/Vsoluzione) • %m/V
Solo conoscendo la massa della soluzione si può calcolare la %m/m e la molalità
percentuale m/m
%m/m = msoluto / msoluzione • 100 oppure la x nella proporzione msoluto : msoluzione = x : 100
Errore %m/m
Δ%m/m = (Δmsoluto / msoluto + Δmsoluzione / msoluzione) • %m/m
vale inoltre che ΔM / M = Δ%m/V / %m/V = Δ%m/m / %m/m
molalità
molalità = msoluto / (msoluzione - msoluto) • 1000 oppure la x nella proporzione msoluto / (msoluzione - msoluto) = x : 1000
Esempio: calcolare la concentrazione e l'errore associato, espresso in moli/litro di una soluzione
di (265 ± 5) mL di nitrato di sodio preparata a partire da (5,00 ± 0,01) g di sale pesato. si conosce
che la MM del nitrato di sodio risulta 84,995 g/mol.
MM NaNO3 = PANa + PAN + 3 • PAO = 22,9898 + 14,0067 + 3 • 15,9994 = 84,995 g/mol
moli pesate
nmol = g / MM = 5,00 / 84,995 = 0,05883 mol
Errore sulle moli pesate
Δ nmol = Δm / MM = 0,01 / 84,995 = 0,00012 mol
Molarità
M = nmol / V (in litri) = 0,000117653 / 0,265 = 0,00044 mol/L
Errore molarità
ΔM = (Δm/m + ΔV/V) • M = ( 0,01/5,00 + 0,05/0,265) • 0,000443977 = 0,00001 mol/L
percentuale m/V
%m/V = msoluto / Vsoluzione • 100 = 5,00/265 • 100 = 1,89 %
Errore %m/V
Δ%m/V = (Δmsoluto / msoluto + ΔVsoluzione / Vsoluzione) • %m/V = ( 0,01/5,00 + 0,05/0,265) • 1,88679 = 0,04 %
Si verifica facilmente che ΔM / M = Δ%m/V / %m/V = Δ%m/m / %m/m
Bibliografia
Adolfo Ferrari "Trattato di chimica generale ed inorganica" ed. Riccardo Pátron, Bologna 1965
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