La concentrazione molare, programma di chimica delle superiori

La concentrazione molare

Nella neutralizzazione abbiamo visto che per avvenire, devono reagire un egual numero di ioni $H^{+}$ e $OH^{-}$ . Per tale motivo non si esprime la concentrazione delle soluzioni acide e basiche in molarità, ma in normalità (N).

La normalità di una soluzione è il rapporto tra il numero di equivalenti di soluto e il volume di soluzione, espresso in litri.

N= $\frac{eq_{{soluto(eq)}}}{V_{{soluzione(L)}}}$ quindi la sua unità di misura è eq/L.

Abbiamo introdotto l’equivalente che è la quantità di composto a cui corrisponde una mole della unità che reagisce. Per gli acidi e le basi tale unità reattiva è lo ione $H^{+}$ .

Un equivalente di un acido è la quantità di acido che può fornire una mole di ioni $H^{+}$ ; un equivalente di base è la quantità di base che può accettare una mole di ioni $H^{+}$ .

Se dovessimo passare dalla concentrazione molare alla normalità avremo N= $n_{{p}}$ • M dove $n_{{p}}$ è il numero di protoni donati o accettati dalla specie in reazione.

Per esempio:

HCl → $H^{+}$ + $Cl ^{-}$ in questo caso il numero di protoni donati dall’acido è 1 , quindi $n_{{p}}$ = 1, ciò fa sì che la normalità coincida con la molarità. Se $n_{{p}}$ fosse 2 come nel caso dell’acido solforico $H_{{2}}SO_{{4}}$ , la normalità è il doppio della molarità.

Per capire invece la questione degli equivalenti, consideriamo degli esempi:

Una mole di HCl, poichè libera un solo $H^{+}$ corrisponde ad un equivalente.

Una mole di $H_{{2}}SO_{{4}}$ libera 2 $H^{+}$ , quindi una mole corrisponde a 2 equivalenti.

Una mole di $H_{{3}}PO_{{4}}$ libera 3 $H^{+}$ , quindi una mole corrisponde a 3 equivalenti.

Per ottenere la neutralità, gli equivalenti di acido, dovranno eguagliare quelli della base. Quindi:

$N_{{acido}}$ • $V_{{acido}}$ = $N_{{base}}$ • $V_{{base}}$

Consideriamo un esempio:

Calcola quanti mL di $H_{{2}}SO_{{4}}$ 0,1 M sono necessari per neutralizzare 300 mL di KOH 0,1 M.

Le reazioni di ionizzazione sono le seguenti:

$H_{{2}}SO_{{4}}$ $\rightleftharpoons$ 2 $H^{+}$ + ${SO_{4}}^{2-}$ 1 mole di acido libera 2 moli di $H^{+}$ , quindi $n_{{p}}$ = 2 , abbiamo che N= $n_{{p}}$ • M, andando a sostituire otteniamo : N= 2 • 0,1 = 0,2 eq/L

KOH $\rightleftharpoons$ $K^{+}$ + $OH^{-}$ ogni mole libera una mole di $OH^{-}$ , quindi $n_{{p}}$ = 1 , N= 1 • 0,1 = 0,1 eq/L quindi la normalità è uguale alla molarità.