Come calcolare la concentrazione di ioni

Quando un sale, noto come "soluto", viene disciolto in un solvente, subisce un processo in cui gli ioni positivi e negativi si separano. Questo processo è chiamato "dissociazione". Le concentrazioni degli ioni dipendono dal rapporto in cui erano presenti nel sale prima della dissoluzione e la quantità di solvente in cui sono stati disciolti. Le concentrazioni sono per lo più comunemente espresse in unità di molarità, o moli per litro. Vediamo come calcolare la concentrazione di ioni.

• Calcolatrice scientifica
• Tabella periodica degli elementi

Per prima cosa è necessario calcolare il peso e le moli degli ioni intatti, o non disciolti, secondo la formula generale: moli = grammi / peso. Così, utilizzando i pesi atomici riportati nella tabella periodica degli elementi, la formula del peso del fosfato di sodio è: 3na = 3 (22.99 g / mol) = 68.97 g / mol. Quindi: 1P = 1 (30.97 g / mol) = 30.97 g / mol; e di conseguenza: 4O = 4 (16,00 g / mol) = 64,00 g / mol. Pertanto, la formula del peso è: Na PO = 68,97 + 30,97 + 64,00 = 163,94 g / moli. Le moli del fosfato di sodio sarebbero allora: 1,0 g / (163,94 g / mol) = 0,0061 moli PO. La concentrazione di ioni nella soluzione dipende dal rapporto molare tra la sostanza disciolta e i cationi e gli anioni che forma in soluzione. Quindi, se un composto si dissocia in cationi e anioni, la concentrazione minima di ciascuno di questi due prodotti sarà uguale alla concentrazione del composto originale.

Calcolare ora le moli di ogni ione in base ai coefficienti dell'equazione bilanciata e le moli di composto disciolto. Continuando con l'esempio del fosfato di sodio, si ottiene: mol Na = [(3 moli Na) / (1 mole Na PO4)] x 0,0061 moli Na PO = 0,018 moli Na; quindi, mol PO = [(1 mole PO) / (1 mole Na PO)] X 0,0061 moli Na PO = 0,0061 moli PO. Calcolare la concentrazione di ogni ione in base alla formula generale: molarità = moli di soluto / litri di soluzione. Così, sapendo che 1 grammo di fosfato di sodio è stato sciolto e diluito in 100 millilitri di soluzione, si avrà: molarità di Na = 0,018 moli / 0.100 litri = 0,18 M. Quindi, la molarità di PO = 0,0061 moli / 0.100 litri = 0.061 m. La concentrazione degli ioni è pari a 0,061 moli. Il volume della soluzione rimane costante, ma il numero di moli raddoppia; automaticamente, ciò implica che la concentrazione sarà due volte maggiore per quel rispettivo ione.

L'identificazione degli ioni positivi e negativi nel composto può richiedere la familiarizzazione con le formule degli ioni comuni. Le tabelle degli ioni sono ampiamente disponibili sia sui libri di testo scolastici e le enciclopedie, sia on line. Verificare che il composto sia solubile nel solvente indicato: questo può richiedere un riferimento alle regole della solubilità, che possono variare a seconda del composto e del solvente.
Scrivere un'equazione chimica bilanciata per la dissociazione o la scissione degli ioni. Si noti che gli ioni poliatomici, come il fosfato (PO), rimangono intatti perché i legami sono covalenti. Il fosfato di sodio (NaPO), per esempio, potrebbe dissociarsi secondo la formula: Na PO (S) 3 Na (Aq) + PO (Aq); dove (s) denota la fase solida e (aq) denota la fase acquosa (cioè, disciolta in acqua).

• http://web.ticino.com/gfwp/scuola/mptserie8.pdf
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