Come calcolare le frazioni molari dei componenti in una soluzione chimica

La frazione molare rappresenta uno dei metodi per esprimere la concentrazione di una specie chimica presente in una determinata soluzione. Essa è data dal rapporto tra il numero di moli di un componente della soluzione ed il numero di moli totale. Generalmente, per indicare la frazione molare, si utilizza la lettera X. All'interno di questa guida vedremo come calcolare, quindi, le frazioni molari dei componenti in una soluzione chimica.

• Base di chimica e matematica
• Tavola periodica

Innanzitutto, è importante sapere che in chimica la frazione molare viene solitamente utilizzata nel caso di soluzioni (per ben specificare e non cadere nel generico), più propriamente miscele gassose, poiché essa ha la capacità di legare la pressione parziale di un componente alla pressione totale degli stessi. Per prima cosa supponiamo, ipoteticamente parlando, di avere una soluzione i cui componenti siano rispettivamente A e B. Le frazioni molari di A e B sono così date da: XA = moli di A/moli totali, XB = moli di B/moli totali. Le frazioni molari assumono sempre valori compresi tra 0 e 1.

Adesso, prendiamo in considerazione, ad esempio, una semplice soluzione ottenuta sciogliendo 5 grammi di cloruro di potassio (KCl) in 85 grammi di acqua. Per calcolare le frazioni molari di cloruro di potassio e di acqua dobbiamo, per prima cosa, trovare il numero di moli di entrambi i componenti. La massa molecolare del cloruro di potassio è rispettivamente 74,6 g/mol mentre la massa molecolare dell'acqua corrisponde a 18 g/mol.

Effettuando dei semplici calcoli, le moli dei due componenti risultano essere: moli di KCl = 5/74,6 = 0,067 mol, moli di acqua = 85/18 = 4,722 mol. Sommando, successivamente, questi due valori, otteniamo il numero di moli totale: moli totali = moli di KCl moli di acqua = 0,067, ossia 4,722 = 4,789. Calcoliamo, in seguito, la frazione molare di KCl dividendo le moli di questo composto per le moli totali: X (KCl) = moli di KCl/moli totali = 0,067/4,789 = 0,014.

A questo punto, per trovare la frazione molare di acqua, possiamo procedere in maniera analoga oppure, sapendo che la somma delle frazioni molari deve dare 1, ne deduciamo, logicamente, che: X (acqua) = X (KCl) = 1-0,014 = 0,986. Con una preparazione base, per quanto riguarda la chimica ed, altresì, il calcolo matematico ed algebrico, potremo facilmente capire il metodo per calcolare in tutta semplicità le frazioni molari dei componenti in una soluzione chimica. Ovviamente, la tavola periodica degli elementi ci fornirà un notevole aiuto.

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