Concentrazione % e frazione molare

Rosanna ha scritto:
Gentile professoressa, non riesco ad impostare questo esercizio. Per favore mi potrebbe aiutare a capire quali sono i passi da seguire?
110 mL di NH3 al 15% p/p con densità 0,93 g·mL-1 vengono aggiunti a 250 mL di NH3 al 10% p/p avente densità 0,95 g·mL-1. Qual è la frazione molare di NH3?
Grazie mille in anticipo.

 

Rispondo così:

A partire dalla densità delle due soluzioni, è possibile calcolare le corrispondenti masse; in seguito, a partire dalle concentrazioni % p/p delle soluzioni, si riesce a determinare la massa del soluto NH3 in entrambi i casi. Per trovare la frazione molare, ΧNH3, è necessario determinare la quantità in moli complessiva del soluto NH3 e rapportarla alla somma delle quantità in moli di soluto e solvente. La quantità in moli del solvente acqua si calcola facendo la differenza tra la massa di ciascuna soluzione e quella del soluto che esse contengono, sommando poi le masse di solvente e dividendo il risultato per la massa molare dell’acqua.

I calcoli in dettaglio sono questi:

m = d·V

msoluz. 1 = d1·V1 = 0,93 g/mL · 110 mL = 102,3 g

msoluz. 2 = d2·V2 = 0,95 g/mL · 250 mL = 237,5 g

msoluto 1 = msoluz. 1 · C%1 / 100 = 102,3 g·15/100 = 15,345 g

msoluto 2 = msoluz. 1 · C%2 / 100 = 237,5 g·10/100 = 23,75 g

msoluto totale = (15,345 + 23,75) g = 39,095 g = mNH3 totale

msolvente 1 = msoluz. 1msoluto 1 = (102,3 – 15,345) g = 86,955 g

msolvente 2 = msoluz. 2msoluto 2 = (237,5 – 23,75) g = 213,75 g

msolvente totale = (86,955 + 213,75) g = 300,705 g = mH2O totale

n NH3 = mNH3 totale/mmolare NH3 = 39,095 g/17,031 g/mol = 2,296 mol

n H2O = mH2O totale/mmolare H2O = 300,705 g/18,015 g/mol = 16,69 mol

ntotale = n NH3 + n H2O = 2,296 + 16,69 = 18,99

ΧNH3 = n NH3 / (n NH3 + n H2O) = 2,296 / 18,99 = 0,12

In conclusione, la frazione molare dell’ammoniaca nella soluzione finale è 0,12.

Per la lezione