Che cos'è la concentrazione di soluto?
La concentrazione di soluto è un termine usato per descrivere le miscele e definisce la quantità di una sostanza, chiamata soluto, che viene dissolta in un'altra, indicata come solvente. Esistono diversi modi per descrivere la concentrazione, a seconda delle necessità, e possono comportare peso, volume o massa molecolare. La concentrazione di miscele è importante perché molte reazioni chimiche dipendono dall'avere la giusta quantità di reagenti per completare la reazione.
Forse il modo più semplice per descrivere la concentrazione di soluto è in peso. Una persona che desidera fare una miscela coerente di sale in acqua potrebbe pesare entrambi i materiali e registrare i risultati. La pesatura ripetuta delle stesse quantità può quindi riprodurre la concentrazione di acqua salata, che fornirà miscele equivalenti. Una miscela preparata con questo metodo è generalmente chiamata miscela percentuale in peso, il che definisce che sono stati usati pesi anziché volume.
Il peso per volume è anche una misura comune della concentrazione di soluto. Una quantità di soluto viene prima pesata usando una scala di misurazione, quindi aggiunta a un contenitore. Il solvente viene quindi aggiunto a un segno di volume sul contenitore, risultante in un volume noto di miscela. La miscela risultante è definita come peso per volume, come libbre per gallone o grammi per litro.
La concentrazione volumetrica del soluto è possibile se entrambi i materiali sono liquidi, ma non viene utilizzato per i solidi disciolti nei liquidi. Un contenitore contrassegnato viene utilizzato per misurare il volume del soluto e del solvente, quindi vengono miscelati. La concentrazione è indicata come percentuale in volume per identificare che entrambi i materiali sono presenti in volume, piuttosto che in peso.
Per uso di laboratorio, le concentrazioni molari o molali sono spesso utilizzate per determinare accuratamente la quantità di materiale disponibile per le reazioni chimiche. Le moli di un soluto equivalgono al peso del materiale diviso per la massa molare, che è determinato matematicamente dalla tavola periodica degli elementi. Ad esempio, una molecola di acqua contiene due atomi di idrogeno e un ossigeno. La massa molare di idrogeno e ossigeno può essere trovata su qualsiasi tavola periodica pubblicata.
Una volta trovata, la massa molare della molecola viene determinata aggiungendo la massa molare dell'ossigeno a due masse di idrogeno, che equivale agli atomi presenti in una molecola d'acqua. La massa molare non ha unità, ma è spesso pubblicata come grammi per mol; questo può essere libbre per mol se le masse molari sono libbre. Il numero di moli è spesso determinato dalla reazione chimica stessa, poiché i prodotti reagiscono in base alle loro masse molari quando le molecole si combinano.
Per determinare la quantità di soluto da aggiungere in una miscela molare, il numero di moli necessari viene moltiplicato per la massa molare per ottenere un peso. Questo peso viene aggiunto a un contenitore e viene aggiunta una quantità nota di volume di solvente, in genere un litro o gallone per ottenere una concentrazione costante. Il risultato è un rapporto in moli per volume, che si chiama concentrazione molare del soluto. Aggiungendo lo stesso peso a un peso noto di solvente si ottiene la concentrazione molare.