Molalità di una soluzione - esercizi svolti - chimica - 2023

di Vittorio Sossi

esercizi svolti, livello facile

inserita il 19-03-2023

formulario

“ Le formule che dobbiamo usare „

Per la teoria sulla Molalità 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 Molalità (m) di una sostanza è uguale al numero di moli della sostanza (n) divisa per la massa del SOLVENTE (Kg o m_solv) espresso in chilogrammi
m = n / Kg

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

La densità di una soluzione o del solvente è uguale alla massa (m) diviso il Volume (V), qui ci possono essere diverse unità di misura a seconda delle esigenze:
d = m/V

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 il widget a fondo pagina per calcolare Mm, l'importante è che scriviate CORRETTAMENTE la formula della sostanza, ogni errore nella formula vi farà sbagliare il calcolo.

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Esercizio 1

calcola la concentrazione molale di una soluzione ottenuta mescolando 45 grammi di KCl in 0,400 Kg di H₂O

Procediamo come abbiamo fatto con gli esercizi sulla molarità intabellando i dati a nostra disposizione e individuando le incognite da trovare.

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	?	mol/Kg
Massa in grammi	45	g
Massa Solvente	0,400	Kg
Numero di Moli	?	mol
Massa Molare (KCl)	?	g/mol

Abbiamo tre incognite ma tutte dipendenti l'una dall'altra. Ricordati che la Massa molare può essere ricavata utilizzando la tavola periodica, dalla somma delle masse dei singoli atomi che compongono il composto.

TAPPA 1: Calcolare la massa molare di KCl
Leggiamo sulla tavola periodica le masse dei singoli elementi e poi calcoliamo la massa molare del composto
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (K = 39,10 Cl = 35,45):
per cui
Massa molare di KCl = (K) (39,10x1) + (Cl) (35,45 x 1) = 74,55 g/mol

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	?	mol/Kg
Massa in grammi	45	g
Massa Solvente	0,100	Kg
Numero di Moli	n=mg/Mm	mol
Massa Molare (KCl)	74,55	g/mol

TAPPA 2: Calcolare il numero di moli usando la formula nella tabella
Per convertire i grammi di KCl in moli, dividiamo la massa per la massa molare: 45 g / 74,55 g/mol = 0,60 mol

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	m=n/Kg	mol/Kg
Massa in grammi	45	g
Massa Solvente	0,400	Kg
Numero di Moli	0,60	mol
Massa Molare (CH3OH)	74,55	g/mol

TAPPA 3: Calcola la concentrazione molale
La concentrazione molale (m) è definita come il numero di moli di soluto per chilogrammi di solvente.
Quindi usiamo la formula riportata nella tabella e dividiamo il numero di moli di KCl per la massa del solvente:
0,60 mol / 0,4 Kg = 1,5 m
La concentrazione molale della soluzione di KCl è quindi di 1,5 m.

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Esercizio 2

calcola la concentrazione molale di una soluzione ottenuta mescolando 23 grammi di CH₃OH in 100 g di H₂O

NB: questo esercizio ci permette di evidenziare uno degli errori più comuni quando si affrontano questi problemi. Nel testo dell'esercizio la massa del solvente è espressa in grammi.
PER PRIMA COSA bisogna trasformare la massa nella corretta unità di misura cioè in Chilogrammi:
Dato che il grammo è la millesima parte del chilogrammo dividiamo per mille e otteniamo la massa del solvente nella corretta unità di misura. 100g/1000 = 0,1 Kg

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	?	mol/Kg
Massa in grammi	23	g
Massa Solvente	0,100	Kg
Numero di Moli	?	mol
Massa Molare (CH3OH)	?	g/mol

Abbiamo tre incognite ma tutte dipendenti l'una dall'altra. Ricordati che la Massa molare può essere ricavata utilizzando la tavola periodica, dalla somma delle masse dei singoli atomi che compongono il composto.

TAPPA 1: Calcolare la massa molare di CH₃OH
Questa molecola è un alcool, il metanolo. Non lasciamoci confondere dal fatto che l'idrogeno compare due volte nella formula. Questa è una convenzione per evidenziare che si tratta di un alcool con il suo caratteristico gruppo OH.
Contiamo come sempre il numero di atomi di ogni elemento.
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (C = 12, O = 16, H = 1):
per cui
Massa molare di CH₃OH = (C) (12x1) + (O) (16x1) + (H) (1 x 4) = 32 g/mol

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	?	mol/Kg
Massa in grammi	23	g
Massa Solvente	0,100	Kg
Numero di Moli	n=mg/Mm	mol
Massa Molare (CH3OH)	32	g/mol

TAPPA 2: Calcolare il numero di moli usando la formula nella tabella
Per convertire i grammi di CH₃OH in moli, dividiamo la massa per la massa molare: 23 g / 32 g/mol = 0,72 mol

Dati e Incognite

Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	m=n/Kg	mol/Kg
Massa in grammi	23	g
Massa Solvente	0,100	Kg
Numero di Moli	0,72	mol
Massa Molare (CH3OH)	32	g/mol

TAPPA 3: Calcola la concentrazione molale
La concentrazione molale (m) è definita come il numero di moli di soluto per chilogrammi di solvente.
Quindi usiamo la formula riportata nella tabella e dividiamo il numero di moli di CH₃OH per la massa del solvente:
0,72 mol / 0,1 Kg = 7,2 m
La concentrazione molale della soluzione di CH₃OH è quindi di 7,2 m.

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