Come calcolare le frazioni molari utilizzando la percentuale di massa

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Un soluto si dissolve in un solvente per fare una soluzione. La concentrazione indica quanto di un composto o miscela è disciolto nella soluzione e si puó esprimere in vari modi. Le frazioni molari si riferiscono al rapporto fra numero di moli di soluto e numero totale di moli in una soluzione. In questa guida vedremo come calcolare le frazioni molari utilizzando la percentuale di massa.

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Soluzione

Nel caso di una soluzione, data X la frazione molare, X risulta dal rapporto fra n del soluto ed n totali; nel caso di un solvente, la frazione molare (XB) equivale al rapporto fra moli del solvente e somma dei moli del soluto e moli del solvente (=nB/nA+nB). Nel caso di una miscela gassosa la quantitá di moli totali è dato dalla somma del numero di moli di ciascun gas che la compone e la frazione molare è data dal rapporto fra numero di moli del componente e numero di moli totali. Per fare un pó di pratica esercitatevi con il calcolo delle frazioni molari nella soluzione di idrossido di sodio (NaOH) in acqua (H2O), se la percentuale di massa di NaOH equivale a 10.

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Massa molecolare

Vediamo ora come calcolare la massa molecolare (M) di tutti i componenti (solvente incluso) che costituiscono la soluzione. In linea generale per un composto avente formula chimica AnBm: massa molecolare (M) = n x M (A) + m x M (B), laddove M (A) o M (B) sono i pesi atomici degli elementi corrispondenti e possono essere presi dalla tavola periodica degli elementi. Nel nostro esempio: M (NaOH)=M (Na)+M (O)+M (H)=23+16+1=40 g/mole. M (H2O)=2xM (H)+M (O)=2 x 1+16=18 g/mole.

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Massa

Proviamo ora a calcolare le masse di soluto e solvente nella soluzione. Percentuale di massa (soluto)=100% x[massa (soluto)/(massa (soluzione)). Abbreviamo massa (soluzione) con \"m\" per semplicitá ed otterremp: massa (soluto)= m x [percentuale di massa (soluto)/100%], e massa (solvente)= m-massa (soluto).

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Frazione molare

Calcoliamo a quantitá di soluto e solvente in moli: quantitá =massa/massa molecolare (mole). Nel nostro caso: quantitá (NaOH)=0.1m/40 (mole)=0.0025m (mole); quantitá (H2O)=0.90m/18 (mole)=0.05m (mole). Infine esercitatevi con le frazioni molari. La frazione molare del componente X della soluzione corrisponde a: frazione molare (X)= quantitá (X)/[ quantitá totale (somma) di tutte le componenti]. Nel nostro caso: NaOH e H2O sono solo 2 componenti ovvero: frazione molare (NaOH)=0.0025m/(0.0025m+0.05m)= 0.0025/0.0525=0.048; frazione molare (H2O)=0.05m/(0.0025m+0.05m)= 0.05/0.0525=0.952.

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