Chimica generale/Concentrazione: differenze tra le versioni

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==Concentrazione==
La '''concentrazione''' di una soluzione chimica esprime il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente che la compongono. Essa può essere espressa in differenti modi.
 
 
; CONCENTRAZIONE ESPRESSA IN UNITA' FISICHE
 
; Percentuale in massa [massa % oppure % m/m]: Esprime la massa di soluto (in grammi) contenuta in 100 g di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra la massa in grammi del soluto ed la massa in grammi della soluzione (massa in grammi di solvente + massa in grammi di soluto).
<math> % m/m = \frac{m _{soluto} [g]}{m _{soluzione} [g]} * 100 </math>
 
 
; Percentuale peso/volume [% m/V]: Esprime la massa di soluto (in grammi) contenuta in 100 ml di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra la massa in grammi del soluto e il volume in millilitri della soluzione (ml solvente + ml soluto).
<math> % m/V = \frac{m _{soluto} [g]}{V _{soluzione} [ml]} * 100 </math>
 
 
; Percentuale in volume [volume % oppure % V/V]: Esprime il volume di un soluto (in millilitri) contenuta in 100 ml di soluzione. Si calcola moltiplicando per 100 il rapporto tra i millilitri del soluto e i millilitri della soluzione (ml solvente + ml soluto).
<math> % V/V = \frac{V _{soluto} [ml]}{V _{soluzione} [ml]} * 100 </math>
 
 
;Parti per milione [ppm]: Sono un'unità di misura utilizzata per indicare livelli estremamente bassi di concentrazione di un elemento chimico o di un qualsiasi soluto. Il valore delle ppm è equivalente alla quantità assoluta frazionale moltiplicata per un milione. Un milligrammo è una parte per milione del chilogrammo, quindi, dire che una sostanza ha un certo valore espresso in parti per milione è come dire "milligrammi per ogni chilogrammo".
<math> ppm = \frac{m _{soluto} [mg]}{m _{soluzione} [Kg]} </math>
 
 
; CONCENTRAZIONE ESPRESSA IN UNITA' CHIMICHE
 
; Frazione molare [&chi;]: Esprime il rapporto tra il numero di moli di un componente (soluto o solvente) e il numero di moli totali presenti in soluzione. Le frazioni molari assumono valori sempre compresi tra 0 e 1 e la somma delle frazioni molari di tutti i componenti di una soluzione è sempre uguale ad 1.
<math> \chi _{soluto} = \frac{n _{soluto} [mol]}{n _{soluzione} [mol]} </math>
 
<math> \chi _{solvente} = \frac{n _{solvente} [mol]}{n _{soluzione} [mol]} </math>
 
 
; Molarità [M]: Esprime il numero di moli di soluto contenute in un litro di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra le moli di soluto e il volume della soluzione (l solvente + l soluto). Viene spesso indicata con la formula bruta del soluto racchiusa tra parentesi quadre (ad esempio [H<sup>+</sup>]).
<math> M = \frac{n _{soluto} [mol]}{V _{soluzione} [l]} </math>
 
 
; Molalità [m]: Numero di moli di soluto contenute in 1 kg di solvente. Si calcola moltiplicando per 1000 (g/Kg) il rapporto tra le moli di soluto e la massa in g di solvente. Viene spesso preferita alla molarità perché indipendente dalla temperatura (vedi [[Chimica generale/Proprietà colligative|Proprietà colligative delle soluzioni]]).
<math> m = \frac{n _{soluto} [mol]}{m _{soluzione} [g]} * 1000 [g/Kg] </math>
 
 
; Normalità [N]: Esprime il numero di equivalenti di soluto disciolti in un litro di soluzione. Si calcola facendo il rapporto tra il numero di equivalenti del soluto e il volume della soluzione (l solvente + l soluto). Si può più facilmente calcolare moltiplicando la molarità per la valenza, dove la valenza è il prodotto dei coefficienti stechiometrici dei prodotti.
<math> N = \frac{eq _{soluto}}{V _{soluzione} [l]} </math>
 
 
=== Esempio ===
Calcoliamo la concentrazione di 5,845 grammi (dunque 0,1 moli) di NaCl in 1 litro (1 kilogrammo, dunque 55,55 moli) di acqua.
 
* %m/m<sub>NaCl</sub> = 5,845 g * 100 g / 1000 g = 0,5845 %
* X<sub>NaCl</sub> = 0,1 mol / 55,55 mol = 1,8 &middot; 10<sup>-3</sup>
* M<sub>NaCl</sub> = [NaCl] = 0,1 mol / 1 l = 0,1 mol/l = 0,1 M
* m<sub>NaCl</sub> = 0,1 mol / 1 Kg = 0,1 mol/Kg = 0,1 m
* N<sub>NaCl</sub> = 0,1 mol/l * 1 eq/mol = 0,1 eq/l
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