Qual è la concentrazione della soluzione?
Le soluzioni sono miscele omogenee che risultano dalla dissoluzione, a livello molecolare, di uno o più "soluti" all'interno del "solvente" - il mezzo di dissoluzione. Il solvente può anche essere costituito da più di una sostanza, purché anch'esse si dissolvano l'una nell'altra. Nell'uso ordinario, la parola soluzione si riferisce a sostanze disciolte in un solvente liquido, sebbene l'ampio uso della parola non sia così limitato. Gli scienziati chiamano la quantità o la ricchezza soluta all'interno di una soluzione la sua concentrazione di soluzione . Esistono diversi modi per quantificare o assegnare un valore numerico alla concentrazione della soluzione.
I metodi usati per riportare la concentrazione variano, a seconda che l'uso sia scientifico o meno - e talvolta a seconda della scienza particolare. Soprattutto tra i chimici analitici, l'unità più comune per riportare la concentrazione della soluzione è "molarità". Questo termine deriva dalla parola "talpa", che si riferisce al peso molecolare di un particolare composto in grammi. Si può facilmente vedere che, poiché i loro pesi molecolari differiscono, una talpa di zucchero non è uguale in peso a una talpa di sale.
Considera come viene preparata una soluzione un molare di sale da cucina. Il cloruro di sodio ha la formula chimica NaCl - è il prodotto di reazione prodotto combinando il sodio (Na) metallo con il cloro gassoso. Il peso atomico di sodio è di 22,99; il peso atomico del cloro è di 35,45. L'aggiunta semplice fornisce il peso molecolare del sale pari a 58,44, ovvero una mole di NaCl pesa 58,44 grammi. Sciogliendo questa quantità di NaCl in acqua per ottenere un litro (1,06 quarti) di soluzione si ottiene esattamente una soluzione molare (1,0 M).
Meno frequentemente, la concentrazione della soluzione può essere espressa in termini di "normalità" o "molalità". La definizione di normalità non è molto diversa da quella per molarità, ma incorpora il concetto di "equivalenti". Ad esempio, una soluzione che è 1,0 molare in acido fosforico (H 3 PO 4 ), poiché produce tre ioni idrogeno per ogni molecola di acido fosforico, è 3,0 normale (3,0 N). Sebbene all'inizio possa sembrare vantaggioso utilizzare la normalità al posto della molarità come standard di concentrazione della soluzione, la normalità non è un termine assoluto, ma dipende dall'uso della soluzione. Per questo motivo, l'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata ha sollecitato l'interruzione della normalità nell'esprimere la concentrazione della soluzione.
La molalità è usata anche meno spesso della normalità. Una soluzione è un molare (1,0 m) se consiste in una mole di soluto disciolto in un chilogrammo - non di soluzione - ma di solvente. All'inizio, potrebbe sembrare che la molalità non offra proprietà particolarmente preziose che la rendono utile come termine per la concentrazione della soluzione. Non comporta volume, tuttavia, ma solo peso - sia per il soluto che per il solvente. Ciò significa che la molalità non dipende dalla temperatura, rendendola l'unità di scelta in quelle aree della chimica che implicano proprietà "colligative" - quelle proprietà che coinvolgono il numero di particelle.