Calcolatrice della molalità

Molalità (mol/kg) = moli di soluto ÷ chilogrammi di solvente · Percentuale in massa = soluto ÷ (soluto + solvente) × 100

molalità

Le moli di soluto per chilogrammo di solvente. Si scrive mol/kg e di solito le si dà il simbolo b oppure m

massa di soluto

Quello che hai pesato e sciolto, in grammi o milligrammi

massa di solvente

La massa del liquido che scioglie — l'acqua, pesata da sola, prima che il soluto ci finisca dentro. Non la massa della soluzione finita

percentuale in massa

La quota di soluto sulla massa totale, in percentuale. Usa masse da entrambe le parti della divisione, mai moli

Usa la molalità quando la temperatura si muove: l'innalzamento ebullioscopico, l'abbassamento crioscopico e tutto ciò che dipende dalle proprietà colligative si scrivono in mol/kg proprio perché il numero non deve spostarsi quando la soluzione viene riscaldata. È anche l'unità giusta quando i due componenti si pesano invece di misurarli, dato che la bilancia dà direttamente una massa. Per una soluzione preparata in un matraccio tarato e usata a temperatura ambiente la molarità è la più comoda delle due, ed è quello che quasi ogni etichetta di reagente intende con M.

1. Una mole di sale in un chilogrammo d'acqua

   1. Moli di soluto: 58,44 ÷ 58,44 = 1 mole di cloruro di sodio
   2. Solvente in chilogrammi: 1000 grammi d'acqua = 1 chilogrammo
   3. Dividi: 1 ÷ 1 = 1 mol/kg
   4. Percentuale in massa: 58,44 ÷ (58,44 + 1000) × 100 = 5,521%

   Nota da dove viene quel 5,521%: il denominatore è la massa totale, soluto più solvente. Dividere per il solo solvente darebbe 5,844%, e dividere le moli per la massa totale sarebbe una terza risposta ancora. Tre letture di quel per cento che differiscono già alla prima cifra decimale, ed è per questo che su questa pagina le unità sono scritte per esteso.

2. La stessa mole in metà dell'acqua

   1. Le moli di soluto non cambiano: 1 mole
   2. Solvente in chilogrammi: 500 grammi = 0,5 chilogrammi
   3. Dividi: 1 ÷ 0,5 = 2 mol/kg
   4. Percentuale in massa: 58,44 ÷ (58,44 + 500) × 100 = 10,465%

   Dimezzando il solvente la molalità raddoppia e la percentuale in massa quasi raddoppia, ma le due non raddoppiano esattamente insieme — 5,521% diventa 10,465% invece di 11,042%, perché anche la massa totale al denominatore si è ridotta. Percentuale in massa e molalità sono funzioni diverse delle stesse due masse e coincidono solo per caso.

Il denominatore qui è la massa del solvente, non la massa della soluzione finita e nemmeno il suo volume, ed è la cosa che più facilmente viene fraintesa. Per questo la pagina chiede le due masse separatamente, e non può aiutarti se quello che sai davvero è il volume della soluzione. Convertire una molalità in una molarità non è una moltiplicazione: serve la densità della soluzione finita, e quella densità dipende dalla concentrazione che stai cercando di trovare, quindi la conversione è una lettura in tabella e non un passaggio aritmetico. La ragione per cui la molalità vale la fatica è che non si muove con la temperatura — il volume di una soluzione cresce quando viene riscaldata, quindi la sua molarità cala, mentre le masse ai due lati di questa divisione restano ferme. La percentuale in massa qui è un rapporto fra masse e non ha niente a che vedere con la frazione molare, che compare quando confronti numeri di particelle invece di quantità di materia; una soluzione al 5,5% in massa è lontanissima dal 5,5% delle sue molecole, perché le molecole d'acqua sono molto più leggere delle unità di formula del sale. Le quantità piccole sono riportate con cinque decimali, quindi un milligrammo di sale in un chilogrammo d'acqua dà 0,00002 mol/kg invece di zero, che è la risposta onesta a quella scala ma anche il limite di quello che il display riesce a mostrare. Infine questa pagina dà per scontato che il soluto si sciolga completamente e non reagisca con il solvente: non dice nulla sul fatto che la soluzione sia satura.

Che cos'è la molalità e come si calcola?

Sono le moli di soluto per chilogrammo di solvente, si scrive mol/kg e di solito le si dà il simbolo b. Una mole di sale sciolta in un chilogrammo d'acqua è una soluzione 1 mol/kg, e la stessa mole in mezzo chilogrammo d'acqua è 2 mol/kg. Il denominatore è il peso del liquido che scioglie, pesato da solo — non il peso della soluzione finita e non il suo volume. È proprio questa scelta del denominatore a rendere la molalità indipendente dalla temperatura.

Qual è la differenza tra molalità e molarità?

Il denominatore. La molarità è moli per litro di soluzione; la molalità è moli per chilogrammo di solvente. Un litro è un volume, quindi si dilata quando la soluzione si scalda e la molarità cala; un chilogrammo è una massa, quindi non si muove. I due numeri hanno anche dimensioni diverse già a temperatura ambiente, perché un litro di soluzione pesa più di un chilogrammo: una soluzione di sale 1 mol/kg è circa 0,98 M, e il divario viene dall'acqua che il sale ha spostato. Usa la molarità per preparare soluzioni al banco e la molalità per tutto ciò la cui temperatura cambierà.

Posso convertire la molalità in molarità?

Non con questi due numeri da soli: ti serve anche la densità della soluzione finita. La molarità è moli per litro, e passare da una massa di solvente a un volume di soluzione significa sapere quanto pesa il tutto per millilitro. Dato che la densità stessa dipende da quanto è concentrata la soluzione, la conversione è una lettura in tabella e non una formula da applicare alla cieca. Se hai la densità il passaggio è: massa totale = soluto + solvente, volume = massa totale ÷ densità, molarità = moli ÷ volume in litri.

La percentuale in massa è la stessa cosa della molalità?

No — usano unità diverse da entrambe le parti della divisione. La molalità è moli diviso chilogrammi di solvente; la percentuale in massa è grammi di soluto diviso grammi dell'intera miscela, per cento. Una soluzione di sale 1 mol/kg è al 5,521% in massa, e le due cifre coinciderebbero solo per caso. Quale ti serve dipende dalla domanda: la percentuale in massa per una composizione, la molalità per tutto ciò che dipende da quante particelle ci sono invece che da quanto pesano.

Perché una quantità minuscola appare come 0,00002 invece che zero?

Perché un milligrammo di sale in un chilogrammo d'acqua è davvero 1,7 × 10⁻⁵ mol/kg, e la riga della molalità porta cinque decimali, quindi la quantità più piccola che i campi di massa accettano finisce comunque su una cifra diversa da zero invece di collassare a 0,00000. La cosa conta perché uno zero in un pannello di risultati si legge come non c'è niente di sciolto invece che ce n'è pochissimo. La scala va anche nell'altro verso: una tonnellata di soluto in una tonnellata di solvente sono 17111,56742 moli e 17,1 mol/kg, dato che lì il denominatore è mille chilogrammi.

• SI Units — Amount of Substance: the mole and the mole per cubic metre — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• Standard Atomic Weights — abridged to four significant figures — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC