Molalità di una soluzione: esercizi svolti parte 2

di Vittorio Sossi

esercizi svolti, livello facile

inserita il 19-03-2023

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“ 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.

Esercizio 1

Voglio ottenere una soluzione 3 molale di CaSO₄ in 600 g di acqua: calcola la massa di Solfato di Calcio da impiegare

Mentre negli esercizi precedenti dovevamo trovare la molalità partendo dalle quantità di soluto e di solvente, in questo caso sappiamo la molalità, la quantità di solvente ma non conosciamo la quantità di soluto: questa sarà la nostra incognita da trovare.
Usiamo come sempre il metodo di intabellare i dati a disposizione e ricavarci tappa per tappa le incognite.

NB: per prima cosa come sempre trasformiamo i grammi di solvente in chilogrammi, in quanto nella definizione di molalità compaiono i CHILOGRAMMI di solvente e non i grammi.
Dato che il grammo è la millesima parte del chilogrammo dividiamo per mille e otteniamo la massa del solvente nella corretta unità di misura. 600g/1000 = 0,60 Kg

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	3,00	mol/Kg
Massa in grammi	?	g
Massa Solvente	0,60	Kg
Numero di Moli	n=m^.Kg(solv)	mol
Massa Molare (CaSO4)	?	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 il numero di moli di CaSO₄ presenti nella soluzione
La sola cosa che posso ricavare immediatamente dai dati a mia disposizione è il numero di moli presenti in 0.60 Kg di solvente usando la formula inversa della molalità: n=m(molalità)^.Kg(solv)
Per cui sostituendo: n=3,00^.0,60--> 1,80 moli

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	3,00	mol/Kg
Massa in grammi	?	g
Massa Solvente	0,600	Kg
Numero di Moli	1,80	mol
Massa Molare (CaSO₄)	?	g/mol

TAPPA 2: Calcolare la massa molare di CaSO₄
Contiamo come sempre il numero di atomi di ogni elemento.
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (Ca = 40,08, O = 16, S = 32,06):
per cui
Massa molare di CaSO₄ = (Ca) (40,08x1) + (O) (16x4) + (S) (32,06x1) = 136,14 g/mol

Inseriamo il valore nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	3,00	mol/Kg
Massa in grammi	m_g=nxMm	g
Massa Solvente	0,600	Kg
Numero di Moli	1,80	mol
Massa Molare (CaSO₄)	136,14	g/mol

TAPPA 3: Calcola la massa in grammi del CaSO₄
Usiamo quindi la formula inversa del numero delle moli, m_g=nxMm per ricavare la quantità di grammi utilizzato per preparare una soluzione 3,00 molale in 600 grammi di H₂O
Sostituiamo: m_g= 1,80 x 136,14 --> 245,05 g
La quantità in grammi di CaSO₄aggiunta per preparare la soluzione è quindi 245,05 g.

Esercizio 2

calcola la massa di solvente in cui ho sciolto 47 grammi di CaSO₄ per ottenere una soluzione 1,5 molale

Questa è l'ultima variazione sul tema per quanto riguarda gli esercizi base sulla molalità. Nei primi casi l'incognita era la molalità, nel precedente la massa del soluto, in questo caso la massa del solvente.

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	1,5	mol/Kg
Massa in grammi	47	g
Massa Solvente	?	Kg
Numero di Moli	?	mol
Massa Molare (CaSO₄)	?	g/mol

TAPPA 1: Calcolare la massa molare di CaSO₄
Dato che ho i grammi di soluto, se calcolo la massa molare dalla tavola periodica posso ricavare il numero di moli del soluto.
Visto che è lo stesso composto del precedente, il solfato di calcio, ricopiamo i valori già ottenuti.
Contiamo come sempre il numero di atomi di ogni elemento.
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (Ca = 40,08, O = 16, S = 32,06):
per cui
Massa molare di CaSO₄ = (Ca) (40,08x1) + (O) (16x4) + (S) (32,06x1) = 136,14 g/mol

Inseriamo il valore nella tabella

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	1,5	mol/Kg
Massa in grammi	47	g
Massa Solvente	?	Kg
Numero di Moli	n=mg/Mm	mol
Massa Molare (CaSO₄)	136,14	g/mol

TAPPA 2: Calcolare il numero di moli usando la formula nella tabella
Per convertire i grammi di CaSO₄ in moli, dividiamo la massa per la massa molare appena ottenuta: 47 g / 136,14 g/mol = 0,34 mol

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
Molalità	1,5	mol/Kg
Massa in grammi	47	g
Massa Solvente	m=n/Kg	Kg
Numero di Moli	0,34	mol
Massa Molare (CaSO₄)	136,14	g/mol

TAPPA 3: Calcola la massa del solvente
La concentrazione molale (m) è definita come il numero di moli di soluto per chilogrammi di solvente.
Quindi usiamo la formula inversa della molalità per ricavarci la massa del solvente:
Kg(solv)=n/m(molalità)
Kg(solv)=0,34/1,5 --> 0,227 Kg
La massa del solvente è quindi di 0,227 Kg o 227 grammi.

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