Concentrazione massa su massa di un miscuglio/soluzione

di Vittorio Sossi

esercizi svolti, livello facile

inserita il 01-04-2023

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“ Le formule che dobbiamo usare „

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

Le formule da utilizzare sono le seguenti:

La Concentrazione percentuale massa su massa di una sostanza è uguale al rapporto tra la massa della sostanza (m_g) espressa in grammi, diviso la massa della SOLUZIONE o MISCUGLIO espressa in grammi moltiplicato per 100
% m/m = m_g/m_soluz X 100

La massa della soluzione è uguale alla massa del soluto più la massa del solvente tutto in grammi:
m_soluzione = m_soluto + m_solvente

In questi esercizi non è normalmente richiesto il numero di moli, per cui non c'è il passaggio tra grammi e moli e tecnicamente non ci serve calcolare la massa molare del composto tramite la tavola periodica.

Vediamo 3 esercizi in cui le incognite sono o la massa del soluto o la massa della soluzione/solvente o la %m/m.
Sono tutti molto semplici

Una concentrazione percentuale è un numero puro in quanto è data dal rapporto grammi su grammi.
Il significato della grandezza è: in 100 grammi di una soluzione/miscuglio ci sono TOT grammi della sostanza, in quanto il valore del rapporto è moltiplicato per 100.

Esercizio 1

calcola la concentrazione percentuale massa su massa di una soluzione contenente 23 grammi di metanolo in 100 grammi di acqua

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	?	percentuale
Massa del soluto	23	g
Massa del solvente	100	g
Massa della soluzione	?	g

Abbiamo due incognite. In questo caso ci serve la massa globale della soluzione per conoscere la %m/m

TAPPA 1: Calcolare la massa della soluzione
La massa della soluzione è uguale alla massa del soluto + la massa del solvente
m = m_sol + m_solv --> 23 + 100 = 123 g

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	%m/m = m_solu/m_soluz x 100	percentuale
Massa del soluto	23	g
Massa del solvente	100	g
Massa della soluzione	123	g

TAPPA 2: Calcolare la concentrazione percentuale massa su massa
Usiamo semplicemente la formula diretta.
%m/m = m_solu/m_soluz x 100 --> 23/123 x 100 --> 18,7%
Per cui se prendo 100 grammi di soluzione prenderò 18,7 grammi di Metanolo.

Esercizio 2

Mangio 6 biscotti al cioccolato, ognuno dei quali pesa 8,5 grammi. La concentrazione percentuale massa su massa di zucchero nei biscotti è 23,5%. Quanto zucchero ho ingerito mangiando 6 biscotti?

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	23,5	percentuale
Massa del soluto	?	g
Massa del solvente	non serve	g
Massa del miscuglio	?	g

NB: i biscotti sono un miscuglio eterogeneo per cui per correttezza non possiamo scrivere Soluzione. Ma la procedura è la stessa in quanto le concentrazioni percentuali possono essere applicate sia a soluzioni in senso lato sia a miscugli.
Qui conosciamo la %m/m mentre quello che vogliamo sapere è la quantità di zucchero (soluto) che abbiamo ingerito.
Per prima cosa calcoliamoci quanta massa di miscuglio, biscotti, abbiamo mangiato.

TAPPA 1: Calcolare la massa dei biscotti
La massa dei biscotti è ovviamente uguale alla massa di un biscotto per sei, il numero di biscotti che ho mangiato.
m = 8,5 g X 6 --> 51 g

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	23,5	percentuale
Massa del soluto	m_soluto=(%m/m^.m_miscuglio)/100	g
Massa del solvente	non serve	g
Massa del miscuglio	51	g

TAPPA 2: Calcolare la quantità di zucchero ingerita
Qui dobbiamo usare la formula inversa in quanto la quantità di zucchero è la massa del soluto.
m_soluto=(%m/m^.m_miscuglio)/100 --> (23,5^.51)/100 --> 11,98 g
Per cui se mangio anche solo sei biscotti (relativamente leggeri) assumo 11,98 grammi di zuccheri semplici, molto al di sotto del fabbisogno giornaliero, è vero, ma da non trascurare, in quanto poi nel corso della giornata non saranno gli unici zuccheri semplici che assumerò, ovviamente.

Esercizio 3

Si vogliono preparare 200 grammi di una soluzione acquosa di solfato di rame al 6% in massa. Quanti grammi di solfato di rame e quanti di acqua vanno messi?

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	6	percentuale
Massa del soluto	m_soluto=(%m/m^.m_miscuglio)/100	g
Massa del solvente	?	g
Massa della soluzione	200	g

In questo caso le nostre incognite sono la massa del solvente e quella del soluto.
Direttamente possiamo ricavare soltanto la massa del soluto in quanto abbiamo sia la %m/m che la massa totale della soluzione.

TAPPA 1: Calcolare la massa del solfato di rame
Qui dobbiamo usare la formula inversa in per ricavare la massa del soluto.
m_soluto=(%m/m^.m_soluzione)/100 --> (6^.200g)/100 --> 12 g

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
Grandezza	Valore	Unità di misura
% m/m	6	percentuale
Massa del soluto	12	g
Massa del solvente	m_solvente=m_soluzione-m_soluto	g
Massa della soluzione	200	g

TAPPA 2: Calcolare la massa dell'acqua
Dato che conosciamo la massa della soluzione e ora la massa del soluto con una semplice sottrazione ci ricaviamo la massa del solvente
m_solvente=m_soluzione-m_soluto --> (200g - 12g) --> 188 g
Per cui se voglio preparare 200 grammi di una soluzione acquosa di solfato di rame al 6% massa su massa devo aggiungere 12 grammi di solfato di rame a 188 grammi di acqua