Esercizi svolti sulla Molarità di una soluzione (2)

di Vittorio Sossi

esercizi svolti, livello facile

inserita il 05-03-2023

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“ Le formule che dobbiamo usare „

Per la teoria sulla Molarità e il calcolatore automatico consultate Questa pagina
in questa e nelle pagine successive vi propongo qualche esercizio svolto dai più semplici ai più difficili, livello triennio delle superiori.

Ricordiamo le formule che ci servono e le grandezze coinvolte in questi esercizi

Le formule da utilizzare sono le seguenti:

La Molarità (M) di una sostanza è uguale al numero di moli della sostanza (n) divisa per il Volume (V) della SOLUZIONE espresso in Litri:
M = n / V

Il numero di moli (n) di una sostanza è uguale alla massa della sostanza (m_g) espressa in grammi, divisa per la massa molare (Mm) della sostanza in grammi per mole:
n = m_g / Mm

La massa della sostanza (m_g) espressa in grammi è uguale al numero di moli (n) della sostanza moltiplicato per la massa molare (Mm) della sostanza in grammi per mole:
m_g = n x Mm

Il numero di particelle (N) di una sostanza è uguale al numero di moli (n) della sostanza moltiplicato per il numero di Avogadro (N_A):
N = n x N_A

La massa molecolare (Mm) di una sostanza la ricaviamo dalla tavola periodica ed è uguale alla somma delle masse atomiche dei singoli atomi che compongono la molecola, espresse in unità di massa atomica (uma):
Mm = (numero di atomi elemento1 x uma1) + (numero di atomi elemento2 x uma2) + (numero di atomi elemento3 x uma3) + ...

Potete usare questo widget, l'importante è che scriviate CORRETTAMENTE la formula della sostanza, ogni errore nella formula vi farà sbagliare il calcolo.

Esercizio 1

calcola la massa in grammi di acido fluoridrico HF contenuta in 670mL di una soluzione 1,5 Molare

NB: questo esercizio ci permette di evidenziare uno degli errori più comuni quando si affrontano questi problemi. Nel testo dell'esercizio il volume è espresso in millilitri.
PER PRIMA COSA bisogna trasformare il Volume nella corretta unità di misura cioè in LITRI:
Dato che il millilitro è la millesima parte del litro dividiamo per mille e otteniamo il volume nella corretta unità di misura. 670mL/1000 = 0,67 L

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	1,5	mol/L
Massa in grammi	?	g
Volume	0,67	L
Numero di Moli	n=M.V	mol
Massa Molare (HF)	?	g/mol

Abbiamo tre incognite ma a differenza degli esercizi della Pagina Precedente questa volta l'incognita principale non è la Molarità ma la Massa in grammi.
NB: L'incognita centrale di questo tipo di esercizi è sempre il numero di moli, in quanto è la grandezza che ci permette di passare dalla massa in grammi alla molarità.
Questa volta per calcolare il numero di moli DOBBIAMO utilizzare i dati noti cioè il Volume e la Molarità utilizzando la formula inversa della molarità M=n/V --> n=M.V

TAPPA 1: Calcolare il numero di moli di HF
n=M.V
per cui
moli di HF = 1,5 mol/L x 0,670 L = 1,005 mol

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	1,5	mol/L
Massa in grammi	?	g
Volume	0,67	L
Numero di Moli	1,005	mol
Massa Molare (NaOH)	?	g/mol

TAPPA 2: Calcolare la massa molare di HF
Ora che sappiamo il numero di moli procediamo con il calcolo della massa molare di HF che utilizzeremo nel passaggio successivo, ovviamente utilizzando la tavola periodica.
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (H = 1; F=19):
per cui
Massa molare di HF = 1 + 19 = 20 g/mol

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	1,5	mol/L
Massa in grammi	m_g=nxMm	g
Volume	0,67	L
Numero di Moli	1,005	mol
Massa Molare (HF)	20	g/mol

TAPPA 3: Calcola la massa in grammi
Massa di HF = numero di moli x massa molare
Massa di HF = 1,005 mol x 20 g/mol = 20,10 g
Quindi, la massa di acido fluoridrico contenuta in 670 mL di una soluzione 1,5 M è di 20,10 grammi.

Esercizio 2

qual è il volume di una soluzione 0,10 M di NaCl che contiene 1,461 grammi di sale?

Mentre negli altri esercizi l'incognita da trovare era la molarità o la massa in grammi del soluto in questo caso dobbiamo trovare il Volume della soluzione.
Conosciamo la molarità.
Conosciamo la massa in grammi del sale.
Per prima cosa calcoliamo il numero di moli in modo da poter utilizzare la formula inversa della molarità M=n/V --> V=n/M

Ora procediamo in modo analogo al primo, inserendo nelle tabelle successive i valori che ricaviamo e le formule risolutive per le incognite.

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	0,10	mol/L
Massa in grammi	1,461	g
Volume	?	L
Numero di Moli	?	mol
Massa Molare (NaCl)	?	g/mol

Partiamo dalla Massa Molare che può essere ricavata utilizzando la tavola periodica.

TAPPA 1: Calcolare la massa molare di NaCl
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (Na = 22,99; Cl=35,45):
per cui
Massa molare di HCl = 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	0,10	mol/L
Massa in grammi	1,461	g
Volume	?	L
Numero di Moli	n=mg/Mm	mol
Massa Molare (NaCl)	58,44	g/mol

TAPPA 2: Calcolare il numero di moli usando la formula nella tabella
Per convertire i grammi di NaCl in moli, dividiamo la massa per la massa molare: 1,461 g / 58,44 g/mol = 0,0250 mol

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molarità	0,10	mol/L
Massa in grammi	1,461	g
Volume	V=n/M	L
Numero di Moli	0,0250	mol
Massa Molare (NaCl)	58,44	g/mol

TAPPA 3: Calcola il Volume
Una volta che abbiamo calcolato il numero di moli di NaCl nella soluzione, possiamo utilizzare la definizione di Molarità per calcolare il volume di soluzione:
Concentrazione molare = numero di moli / volume in litri
Volume in litri = numero di moli / concentrazione molare
V= 0,0250 mol / 0,10 mol/L = 0,250 L
Quindi, il volume di una soluzione 0,10 M di NaCl che contiene 1,461 grammi di sale è di 0,250 litri o 250 millilitri.

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domenica 5 marzo 2023