Una soluzione da preparare…

Antonio ha scritto:

Salve, professoressa. Sto riscontrando notevoli difficoltà nell’eseguire questo esercizio.

Una soluzione contiene 158,2 g di KOH per litro; la sua densità è 1,13 g/cm³. Un tecnico di laboratorio vuole preparare una soluzione di KOH 0,250 m, partendo da 100,0 mL di questa soluzione. Quanta acqua o quanto KOH solido deve aggiungere alla porzione da 100,0 mL?

L’esercizio si risolve così:

Si determina la massa di KOH contenuta in 100,0 mL della soluzione iniziale e, tramite la sua densità, si calcola la massa di soluzione in cui è disciolta quella massa di KOH; sottraendo alla massa della soluzione quella del soluto si ottiene la massa di acqua presente.

Poiché la concentrazione finale deve essere 0,250 molale, cioè deve contenere 0,250 mol di KOH in 1000 g di solvente, si deve calcolare la quantità in moli di KOH presente in 100,0 mL della soluzione iniziale, e stabilire in quale massa di solvente deve essere disciolta affinché la molalità sia pari a 0,250 mol/kg_solvente.

I calcoli in dettaglio sono questi:

158,2 g/L di KOH = 15,82 g di KOH in 100 mL di soluzione

m_soluzione = d·V = 1,13 g/mL · 100,0 mL = 113 g

m_solvente = m_soluzione - m_soluto = (113 – 15,82) g = 97,18 g di acqua

n KOH = m / m_molare = 15,82 g / 56,1056 g/mol = 0,282 mol

affinché la soluzione risulti 0,250 molale è quindi necessario che la massa di acqua sia maggiore di 1000 g

molalità = n / m_{solvente (kg)}     

m_{solvente (kg)} = n / molalità = 0,282 mol / 0,250 mol/kg_solvente = 1,128 kg_solvente = 1128 g di acqua

m_solvente già presente = 97,18 g di acqua

m_solvente da aggiungere = (1128 – 97,18) g = 1031 g di acqua

In conclusione, la massa di acqua, espressa con il corretto numero di cifre significative, da aggiungere a 100,0 mL della soluzione iniziale affinché la sua concentrazione sia 0,250 molale è pari a 1,03·10³ g.