Quando si realizza una soluzione in laboratorio, ci sono diversi modi per esprimere la concentrazione. Alcuni dei modi più comuni sono elencati di seguito:
- Molarità (M): moli di soluto/litri di soluzione o moli/L (mol/L)
- w/v (g/mL): peso in grammi di soluto/millilitri di soluto
- w/w: peso in grammi di soluto/peso in grammi di soluzione (g/g)
- v/v: volume di soluto/volume di soluzione (L/L)
Qui, il focus sarà specificamente su come realizzare soluzioni con le loro concentrazioni espresse come peso per volume o w/v.
Perché usare W/V?
Perché ci sono così tanti modi diversi per esprimere la concentrazione? Bene, è perché non tutte le soluzioni sono fatte allo stesso modo. Ad esempio, w/v viene spesso utilizzato quando a soluto secco viene pesato e aggiunto a un solvente liquido. Puoi immaginare di pesare KCl e aggiungerlo all'acqua. Questo rende davvero facile esprimere la concentrazione poiché sai quanto KCl hai pesato.
Cosa significa una soluzione al 5% p/v di KCl? Significa che per ogni 100 ml di soluzione hai 5 grammi di KCl.
Ecco l'equazione da utilizzare quando si calcola la percentuale w/v per una soluzione:
Realizzare soluzioni di una data concentrazione
Quindi, se ti chiedessero di preparare 100 ml di una soluzione al 17% p/v di sodio azide, come faresti?
Puoi usare l'equazione sopra:
Ciò significa che:
Per preparare 100 ml di una soluzione di sodio azide al 17%, dovresti pesare 17 grammi di sodio azide e quindi aggiungere acqua fino a quando il volume finale è di 100 ml.
Puoi usare questa equazione in un altro modo. Supponiamo che ti venga detto che la soluzione che utilizzerai contiene 45 grammi di acetato di magnesio e il volume totale è di 245 ml. Qual è la concentrazione di questa soluzione in percentuale w/v?
Ancora una volta, puoi utilizzare l'equazione sopra:
Così:
Ciò significa che quando si aggiungono 45 grammi di acetato di magnesio a una soluzione per un totale di 245 ml, la percentuale in peso/volume di acetato di magnesio è del 18,4%.
La cosa grandiosa dell'uso di w/v è che non devi preoccuparti di calcolare le moli del soluto che richiederebbero un passaggio in più.
Passare da W/V alla molarità
Supponiamo, tuttavia, che il tuo insegnante ti dia una soluzione al 21% (p/v) di NaCl e ti chieda di trovare il molarità di questa soluzione. Come lo faresti?
Inizia calcolando quanti grammi di soluto hai in quanta soluzione. Poiché la quantità di soluzione che hai non cambierà la concentrazione, puoi semplicemente assumere 100 ml di soluzione.
Allora:
Risolvendo per la massa di soluto si trova:
Ciò significa che ci sono 21 grammi di NaCl in ogni 100 ml di soluzione. Per trovare la molarità dovrai convertire questo numero di grammi in moli usando la massa molare di NaCl:
Per trovare la molarità, puoi dividere il numero di moli per il volume del soluto (in litri):
Ciò significa che una soluzione al 21% p/v di NaCl equivale a una soluzione al 3,6 di NaCl. In questo modo, puoi convertire tra le designazioni di concentrazione.