La frazione molare di una soluzione di H2SO4

Walter ha scritto:

50 mL di H2SO4 al 15% in peso con densità 1,102 g·mL-1 vengono aggiunti a 250 mL di H2SO4 al 60% in peso avente densità 1,483 g·cm-3. Determinare la frazione molare di H2SO4.
 
La ringrazio anticipatamente per il suo aiuto.
 
 
Ecco l’aiuto…
 
Per determinare la frazione molare di H2SO4,che è data dal rapporto tra il numero di moli di acido solforico e il numero totale di moli di tutti i componenti la soluzione, è necessario calcolare la quantità in moli sia del soluto sia del solvente. Tramite la densità si ricava la massa di ciascuna soluzione e, conoscendo la concentrazione percentuale, C%, si calcola la massa di soluto che esse contengono; per differenza tra la massa della soluzione e quella del soluto si determina la massa del solvente. Dalla massa complessiva di soluto e da quella complessiva di solvente si calcolano le rispettive quantità in moli e infine la frazione molare. I calcoli sono questi:
 
m soluz. 15% H2SO4 = d×V = 1,102 g·mL-1×50 mL = 55,10 g     
 
m H2SO4 = msoluz.×C%/100 =55,1×15/100 = 8,27 g                    m H2O = msoluz.m H2SO4 = (55,10 – 8,27) g = 46,83 g
 
m soluz. 60% H2SO4 = d×V = 1,483 g·mL-1×250 mL = 370,75 g  
 
m H2SO4 = msoluz.×C%/100 =370,75×60/100 = 222,39 g       m H2O = msoluz.m H2SO4 = (370,75 – 222,39) g = 148,36 g
 
m totale H2SO4 = (8,27 + 222,39) g = 230,66 g                m totale H2O = (46,83 + 148,36) g = 195,19 g
 
n H2SO4 = m/mmolare = 230,66 g/98,09 g/mol = 2,35 mol              n H2O = m/mmolare = 195,19 g/18,02 g/mol = 10,83 mol
 
n totale = n H2SO4 + n H2O = (2,35 + 10,83) mol = 13,18 mol
 
χ H2SO4 = n H2SO4/n totale = 2,35 mol/13,18 mol = 0,178
 
In conclusione, la frazione molare di acido solforico nella miscela della due soluzione è 0,178.

Per la lezione