Calcolatore di Molarità - Calcola la Concentrazione della Soluzione (mol/L)

Che cos'è la molarità?

La molarità è un modo per misurare la quantità di una sostanza disciolta in un liquido. È definita come il numero di moli di soluto per litro di soluzione, scritto come mol/L o con il simbolo M. Una soluzione contrassegnata con "1 M" contiene una mole di sostanza disciolta in ogni litro.

Formula della molarità

La molarità si calcola con una semplice divisione:

$\text{Molarità (M)} = \frac{\text{Moli di soluto (mol)}}{\text{Volume della soluzione (L)}}$

• Moli di soluto è la quantità di sostanza disciolta, misurata in moli.
• Volume della soluzione è il volume totale del liquido dopo che il soluto si è completamente disciolto, misurato in litri.
• Molarità è il risultato, espresso in moli per litro (mol/L), indicato anche con M.

Esempio svolto

Sciogliendo 2 moli di cloruro di sodio (NaCl) in una quantità d’acqua sufficiente a ottenere 0,5 litri di soluzione si ottiene:

$\text{Molarità} = \frac{2 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} = 4 \text{ M}$

La soluzione ha una concentrazione di 4 moli per litro, scritta come 4 M.

Come calcolare la molarità a partire dai grammi

Spesso il soluto viene pesato in grammi invece di essere misurato direttamente in moli. Occorre quindi un passaggio aggiuntivo per convertire i grammi in moli prima di applicare la formula della molarità.

1. Determinare la massa molare del composto, in grammi per mole.
2. Dividere la massa, in grammi, per la massa molare per ottenere le moli.
3. Dividere le moli per il volume della soluzione, in litri.

Esempio: 10 g di NaCl vengono disciolti per ottenere 500 mL (0,5 L) di soluzione.

• Massa molare del NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Moli: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molarità: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Come funziona questo calcolatore

Il calcolatore di questa pagina richiede due dati: la quantità di soluto in moli e il volume della soluzione in litri. Divide le moli per il volume e mostra il risultato arrotondato a quattro cifre decimali.

Entrambi i valori devono essere maggiori di zero. Un valore pari o inferiore a zero in uno dei due campi genera un messaggio di errore anziché un risultato, perché una quantità negativa di soluto o un volume pari a zero non ha significato fisico e renderebbe la divisione non definita.

Preparazione di una soluzione di molarità nota

I chimici spesso procedono a ritroso partendo da una molarità obiettivo per determinare la quantità di soluto da pesare.

Esempio: Preparare 250 mL (0,25 L) di una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) 0,1 M.

1. Moli necessarie = molarità × volume = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Massa necessaria = moli × massa molare = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Sciogliere 1 g di NaOH in acqua e aggiungere acqua fino a raggiungere esattamente 250 mL di soluzione.

Diluizione di una soluzione concentrata

Una soluzione concentrata «madre» può essere diluita fino a una molarità inferiore usando l’equazione M₁V₁ = M₂V₂, dove M₁ e V₁ sono la concentrazione e il volume della soluzione madre, mentre M₂ e V₂ sono la concentrazione e il volume desiderati dopo la diluizione.

Esempio: Preparare 500 mL di una soluzione 0,2 M a partire da una soluzione madre 2 M.

$V_1 = \frac{M_2 \times V_2}{M_1} = \frac{0.2 \text{ M} \times 0.5 \text{ L}}{2 \text{ M}} = 0.05 \text{ L} = 50 \text{ mL}$

Aggiungendo 50 mL della soluzione madre 2 M a una quantità d’acqua sufficiente a raggiungere un volume totale di 500 mL si ottiene la concentrazione desiderata.

La molarità nella titolazione

In una titolazione, una soluzione a concentrazione nota viene aggiunta a un’altra finché la reazione non è completa. La molarità mette in relazione i volumi misurati con la quantità di sostanza che reagisce.

Esempio: 20 mL di NaOH 0,1 M neutralizzano 25 mL di una soluzione di HCl a concentrazione sconosciuta.

1. Moli di NaOH utilizzate: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl e NaOH reagiscono in rapporto 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), quindi le moli di HCl sono pari a 0,002 mol.
3. Molarità dell’HCl = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Altre unità di concentrazione

La molarità è uno dei diversi modi per esprimere la concentrazione. Ciascuno è adatto a situazioni differenti.

Cenni storici

L'idea di un'unità di conteggio fissa per atomi e molecole risale all'ipotesi di Amedeo Avogadro del 1811, che collegava il volume di un gas al numero di particelle. Nel secolo successivo i chimici svilupparono questa idea fino a definire la mole, e la molarità divenne il modo standard per descrivere la concentrazione di una soluzione dopo che la mole fu adottata come unità di base del SI nel 1971. Nel novembre 2018 la Conferenza generale dei pesi e delle misure votò per ridefinire la mole insieme ad altre unità del SI. La nuova definizione fissa la costante di Avogadro esattamente a 6,02214076 × 10²³ per mole, anziché basarsi su uno standard fondato sulla massa.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra molarità e molalità?

La molarità divide le moli di soluto per i litri di soluzione. La molalità divide le moli di soluto per i chilogrammi di solvente. Poiché i liquidi si espandono leggermente quando vengono riscaldati, la molarità varia un poco con la temperatura, mentre la molalità no.

La molarità può essere superiore a 1 M?

Sì. L’acido cloridrico concentrato ha una molarità di circa 12 M e l’acido solforico concentrato di circa 18 M. La molarità massima possibile dipende dalla quantità di soluto che può sciogliersi nel solvente a quella temperatura.

Qual è la molarità dell’acqua pura?

Circa 55,3 M. La densità dell’acqua a 25 °C è di circa 997 g/L e la sua massa molare è 18,02 g/mol, quindi 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Questo valore viene usato nei calcoli di equilibrio perché la rimozione di una piccola quantità d’acqua da un grande volume modifica appena la sua concentrazione.

La temperatura influisce sulla molarità?

Leggermente. La maggior parte dei liquidi si espande quando si riscalda, quindi la stessa quantità di soluto occupa un volume maggiore e la molarità diminuisce. La molalità non dipende dalla temperatura perché si basa sulla massa anziché sul volume.

Come viene usata la molarità nelle titolazioni?

In una titolazione si misura il volume di una soluzione con molarità nota necessario per reagire completamente con un’altra soluzione. Il rapporto molare della reazione, ricavato dall’equazione chimica bilanciata, viene poi usato per calcolare la molarità della soluzione sconosciuta.

A quante cifre decimali mostra i risultati questo calcolatore?

Il risultato viene mostrato con quattro cifre decimali. Il numero di cifre realmente significative dipende dalla precisione delle moli e del volume immessi; un risultato non dovrebbe essere riportato con più cifre significative di quante ne consenta il dato meno preciso.

Riferimenti

1. Ufficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM). Resolution 3 of the 14th CGPM (1971): SI unit of amount of substance (mole). CGPM 1971, Risoluzione 3 — definisce la mole e afferma "The mole is a base unit of the Système International d'Unités".
2. National Institute of Standards and Technology. Redefining the Mole. Redefining the mole — il 16 novembre 2018 i rappresentanti di più di 50 paesi votarono per ridefinire il SI, compresa la mole.
3. Ufficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM). SI base unit: mole (mol). SI base unit: mole — una mole contiene esattamente 6,022 140 76 × 10²³ entità elementari, il valore fissato della costante di Avogadro.