ESERCIZI SULLA PREPARAZIONE DI SOLUZIONI CON MOLARITA’ RICHIESTA
esercizio 1
Preparare una soluzione 0,1 molare di HCl (PM = 36,46 )avendo a disposizione un recipiente contenente acido cloridrico al 37% (nota :è un liquido di densità =1200 g /1000 ovvero 1,2 g/ml).
soluzione
l’obiettivo è preparare una soluzione 0,1 M.
dalla definizione di Molarità sappiamo che 0,1 Molare significa che IN 1 LITRO DI SOLUZIONE VI SONO 0,1 MOLI.
siccome 1 mole corrisponde al Peso Molecolare allora 1 mole di HCl pesa 36,46 g.
perciò 0,1 moli di HCl pesano 3,646 g cioè 3,65 g .
QUINDI PER AVERE UNA SOLUZIONE 0,1 MOLARE DI HCL OCCORRE PESARE 3,65 gr DI ACIDO E PORTARLI AD 1 LITRO CON ACQUA.
Sarebbe stato semplice se l’acido fosse stato un solido in quanto avremmo potuto utilizzare una bilancia,
MA L’ACIDO E’ UN LIQUIDO QUINDI POSSIAMO PRELEVARE SOLO ml e non gr!!!
quanti ml dobbiamo prelevare?
ci viene in aiuto la densità che è 1,2 g/ml quindi è espressa in g /ml ciò significa che 1 ml di acido pesa 1,2 g .
pertanto dovendo pesare 3,65 g occorre pensare che se prelevando 1 ml prelevo 1,2 g , quanti ml devo prelevare per avere 3,65 gr che mi servono per metterli in 1 pallone da 1 litro e diluirli con acqua? cioè
1ml: 1,2 g = Xml : 3,65 g pertanto devo prelevare X = 3,65/1,2 ml = 3,04 ml di HCl
tutto ciò sarebbe valido se l’acido fosse puro al 100% ma invece è al 37%
ATTENZIONE !!!! DOBBIAMO METTERE IN EVIDENZA CHE NEL RECIPIENTE, L’ACIDO CONCENTRATO E’ AL 37 % QUINDI SE PRELEVASSI 3,04 ml IN REALTA’ NON CORRISPONDEREBBERO A 1,2 gr ma al 37% di 1,2 gr quindi ne preleverei meno di quanto necessario.
allora bisogna dire che : se prelevando 100 ml in realtà preleverò 37 ml quanti ml mi permettono di avere la quantità che mi necessita che è 1,2 g a cui corrispondono 3,04 ml ?cioè
100ml : 37ml = Xml : 3,04 ml X= 3,04 x 100 / 37 = 8, 21 ml di acido
come si vede 8,21 è molto di più di 3,02 come è logico aspettarsi quindi devo prelevare una quantità maggiore rispetto a quella necessaria se l’acido fosse stato al 100%.
esercizio 2
Calcolare la Molarità di una soluzione di H2SO4 (PM 98 g) se contiene acido al 65% ed ha una densità di 1,55 g/ml
soluzione
1 litro di acido contiene 1550 gr di H2SO4 essendola densità 1,55 g/ml se però fosse al 100% ma esso è al 65% quindi i grammi non sono effettivamente 1550 ma il 65% di 1550 cioè
100:65 = 1550 : X perciò i grammi reali di acido al 65 % sono 1550 x 65 / 100 = 1007,5 gr
le moli in 1 litro di acido sono quindi 1,007,5/ 98 = 10,28 moli in 1 litro
La Molarità dell’acido è 10,98
esercizio 3
3,456 g di Na Cl vengono sciolti in una piccola quantità di acqua e poi trasferiti in un palloncino da 250ml quindi portati a volume. Calcolare la Molarità di NaCl (PM= 58,5)
soluzione
la molarità per definizione corrisponde alle moli in 1 litro (1000 ml).
3,456 g di NaCl corrispondono a 3,456 /58,5 = 0,059 moli e queste sono contenute in 250ml quindi essendo la molarità riferita sempre alle moli in 1 litro si avrà
250ml : 0,059 moli = 1000 ml : X X = moli in 1 litro = Molarità = 1000x 0,059 /250 = 0,236
NaCl è quindi 0,236 M
esercizio 4
Siano 2 recipienti contenenti un Acido con 2 diverse concentrazioni ad es Recipiente A 98% recipiente B 80 % . Preleviamo 2 Kg di acido A per preparare un acido a concentrazione 90% . Quanto acido B bisogna prelevare e miscelarlo ai 2 Kg di acio A?
soluzione
l’esercizio è semplice, basta usare il sistema a croce con al centro la concentrazione di acido che si vuole ottenere
Acido A 98 10 90-80=10 sono le parti di acido A da usare per 18 parti in totale di acido 90%
90 98-90 =8 sono le parti di acido B da usare per 18 parti in totale di acido al 90%
Acido B 80 8
totale 18
allora occorre fare la semplice proporzione:
se per 18 Kg devo usare 8Kg di acido B quanti ne devo usare per 2 Kg ?
2×18/8 = 36/8 =4,5Kg
Esercizio N. 5
quanti ml di HCl al 25% (densità = 1,127 g/ml) sono necessari per preparare 1000 ml di HCl al 10 % DI DENSITA’ 1,051 g/ml ?
Soluzione
per fare il prodotto a croce trasformiamo tutto in moli e calcoliamo la molarità dei due acidi.
la quantità di acido in 1000 ml è data da 1000×1,051 = 1051 g ma essendo al 10 % i grammi sono 105,1 g e le moli sono 105,1/36,5 =2,88 in un litro cioè la soluzione deve essere 2,88 M
per quanto riguarda l’acido iniziale 1000 ml contengono 1127 g ma siccome è al 25% vi sono 281,75 g e 281,75 /36,5= 7,72 M
HCl 7,72 M iniziale. 2,88
2,88 M finale
H2O 0 4,84
TOTALE 7,72
il prodotto a croce ci dice che :
per preparare 7,72 ml di acido al 10% necessitano 2,88 ml di acido 25% per 1000 ml ne servono x X=2,88 x 1000/ 7,72 = 373,05 ml
esercizio 6
con quanta acqua occorre diluire 50 ml di acido nitrico HNO3 al 60% per ottenere 150 ml di acido al 20 %
soluzione
la procedura è identica a quella del problema precedente
acido 60% 20
20
ACQUA 0 40
TOTALE 60
per 20 ml di acido al 20% bisogna usare 40 ml di acqua quindi per 50 ml occorrono 40×50/20 =100ml
in totale avremo 50 ml acido al 60 % + 100 ml acqua = 150 ml di soluzione di acido al 20%
esercizio 7
quanti grammi di H2SO4 al 96% sono necessari per preparare 150 gr di acido al 15%?
soluzione
96 15
15
acqua 81
totale 96
per ottenere 96 gr di acido al 15 % sono necessari 15 grammi di acido al 96 % quindi per prepararne 150 se ne dovranno adoperare X g
X= 150×15/96 =23,4 gr
esercizio 8
quanti ml di ammoniaca NH4OH al 25%( densità= 0,910)sono necessari per preparare 1 litro di soluzione 0,1 M?
PM ammoniaca =35,0
soluzione
se dobbiamo preparare una soluzione 0,1Molare significa che vi devono essere 0,1 moli in 1 litro e se vogliamo applicare il prodotto a croce dobbiamo conoscere la Molarità della soluzione originaria. Per questo sappiamo che 1000 ml (1litro) della soluzione pesa 910 gr (la densità è infatti 0,91 g/ml) ma in realtà sono il25% perciò sono 910 x 25 /100 = 227,5 cioè 227,5/ 35= 6,5 moli in 1 litro pertanto l’ammoniaca originaria è 6,5 M
Moli /l di NH4OH originario = 26 x 25/100 = 6,5
pertanto
6,5 0,1
0,1
acqua 6,4
totale 6,5
se per ottenere 650 ml di soluzione finale dobbiamo usare 10 ml di ammoniaca originaria, per ottenere 1000 ml occorre usare 15,38 ml
Analogo risultato si ottiene ricordando che V1 x M1 = V2 x M2 infatti 1000x 6,5 = X x 0,1
X= 100/6,5 =15,38 ml
esercizio 9
1 litro di HCl al 35%(densità= 1,18 gr/ml) deve essere diluito per ottenere un acido al 20% . Quanta acqua bisogna utilizzare?
soluzione
1000 ml di acido pesano 1180 gr e siccome è al 35 % i grammi sono 1180 x 35/100= 414,3 grammi reali cioè 11,35 moli litro
dobbiamo preparare acido al 20% . se ne prepariamo un litro allora in esso dovranno esserci 1180x 0,20 gr i acido cioè
6,12 moli /litro . pertanto
11,35 6,12
6,12
acqua 5,23
totale 11,35
pertanto per 612 ml di acido originario sono necessari 523 ml di acqua per ottenere acido al 20% perciò per 1000 ml saranno
X = 523 x 1000/612 =854,6 ml
esercizio 10
calcolare quanto NaOH al 15 % si ottiene dalla diluizione di 1 litro di NaOH al 50% (densitò =1,644)
soluzione
come per l’esercizio n.9 1000 ml di acido al 50% pesano 1644 gr e siccome sono al 50 % la quantità reale è 822 gr
cioè 822/ 39,9 = 20,6 moli quindi la concentrazione iniziale di NaOH è 20,6 M
supponiamo di voler ottenere 1000 ml di acido al 15% sempre con densità 1,644 g/l allora in esso vi saranno 246 gr cioè 246/39,9 = 6,18 moli ovvero la soluzione che dobbiamo ottenere sarà 6,18 M
pertanto
20,6 6,18
6,18
acqua 14,42
totale 20,6
utilizzando 6,18 parti di NaOH si ottengono 20,6 parti di acido al 15% quindi da 1000 se ne ottengon0 X
X= 20,6 x 1000 /6,18 =3333,3 gr 3,33 kg
esercizio 11
quanto deve essere diluita una soluzione di Ba(OH)2 =0,5 N perché si abbia una concentrazione di 20 mg di Ba per ml ?
soluzione
il peso equivalente del Ba è 1/2 del peso atomico cioè 68,7 g i grammi di ione Ba+2 sono dati da PE x N = 68,7 x 0,5=34,3 g quindi [Ba+2] = 34,3 g /l ovvero 34,3 mg/ml.
sapendo che volume 1 x concentrazione 1 =volume 2 x concentrazione 2 s ha:
1 ml x 34,3 mg = X x 20 mg/ml X = 1,72 ml
il che significa che ogni ml di Ba(OH)2 deve esserediluito con acqua sino ad un volume di 172ml per ottenere una concentrazione di Ba+2 di 20 mg/ml.
esercizio 12
se si aggiunge una goccia (pari a 0,05ml) AgNO3 nitrato d’argento 0,1M in 1 ml di acqua, qual è la concentrazione della soluzione risultante?( PAtomico Ag=107,9 gr)
soluzione
in una mole di AgNO3 vi è 1 atomo di Ag, cioè 107, 9 gr perciò in 0,1 moli di soluzione ve ne sono 10,79gr cioè 0,01079 mg /ml (essendo la molarità pari alle moli 1n 1000ml) e sapendo che
volume 1 x conc 1 = volume 2 x conc 2 si ha
0,05 x 0,01079 = 1,05 ( cioè 1ml +0,05) x X
X = 0,00051 cioè 0,51 mg/ml
esercizio 13
quanto acido solforico 0,5 M si deve miscelare con Acido Solforico 0,1 M per preparare 2 litri di acido 0,2 M ?
soluzione
0,5 0,1
0,2
0.1 0,3
totale 0,4
per ottenere 4 litri di soluzione di acido 0,2 M occorre mescolare 1 litro di acido o,5M e 3 litri di acido 0,1 molare
perciò per ottener 2 litri bisogna mescolare 0,5 litri di acodo 0,5M con 1,5 litri ddi acido o,1 M
esercizio 14
quanti grammi di soluzione al 15% di urea e quanti grammi di una soluzione al 4 % occorre mescolare per ottenere 100 grammi di soluzione al 7%?
soluzione
15 3
7
4 8
totale 11
per ottenere 110 gr di urea al 7 % occorre mescolare 30 gr di urea al 15% e 80 gr di urea al 4 perciò per ottenere 100 gr
110 :30 = 100 :X1 X1 = 27,3 110:80 = 100: X2 X2 = 72,7 cioè occorre usare 27,3g di urea al 15% e 72,7 al 4% per ottenere 100 ml di urea al 7 %