Come si prepara una soluzione 6 M di H2SO4?

Leonardo ha scritto:

Come si fa a preparare 1 L di soluzione di H2SO4 6,0 M, partendo da una soluzione di H2SO4 al 96% m/m con d =1,835 g/cm3? (MM H2SO4 = 98,078 g/mol)

Rispondo così:

Caro Leonardo ecco lo svolgimento del problema.

Analisi dei dati:

Per prima cosa analizziamo i dati del problema e riflettiamo sulla richiesta.

  • La soluzione di partenza (chiamiamola soluzione A) di acido solforico contiene 96 g di acido ogni 100 g di soluzione.
  • Viene richiesto invece di preparare una soluzione che contenga 6 moli di acido (6,0 M) in 1 litro di soluzione.
  • La concentrazione finale è richiesta in molarità mentre la prima è in massa (%m/m).

Azioni:

1- Per prima cosa occorre convertire in volume la soluzione data. E’ il valore della densità che permette questa conversione.

Calcoliamo il volume corrispondente a 100 g di soluzione A.

Si può impostare una proporzione:

100 g : x cm3 = 1,835 g : 1 cm3 da cui: x = 54,50 cm3

Oppure si può applicare la formula inversa della densità, d = m/V, da cui V = m/d.

Inseriamo i valori e le unità di misura opportune:

V = 100 g/1,835 g/cm3 = 54,50 cm3    ossia 54,50 mL

100 g di soluzione corrispondono pertanto a 54,50 cm3 ossia 54,50 mL.

2- Adesso valutiamo quale volume della soluzione A dobbiamo prelevare per soddisfare la richiesta. Dobbiamo cercare cioè quale volume di A contiene 6 moli, prelevarlo, inserirlo ipoteticamente in un matraccio tarato da un litro e aggiungere acqua fino a ottenere 1 L di soluzione.

Per prima cosa vediamo quante moli sono contenute in 100 g di soluzione A (54,50 mL).

Dato che la concentrazione è del il 96% m/m, vuol dire che ogni 100 g di soluzione ci sono 96 g di acido solforico. Per trovare le moli di acido si applica la formula n = m/MM:

n = 96 g/98,08 g/mol = 0,9798 mol di acido solforico

Queste sono le moli di acido presenti in 100 g di soluzione A, cioè in 54,50 mL.

Per ottenere il volume che ne contiene 6, come richiesto dal problema, si imposta la proporzione:

0,98 mol : 54,50 mL = 6,0 mol : x mL   da cui x = 333,7 mL

È necessario quindi prelevare 334 mL della soluzione A, inserirli in un matraccio tarato da un litro (contenente già un po’ di acqua) e poi portare a volume aggiungendo acqua sino a raggiungere la tacca segnata sul collo del matraccio.

Per la lezione