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Calcoli stechiometrici per la preparazione di una soluzione 1
M di NaOH e diluizione di una soluzione di CuSO₄
Obiettivo
Lo scopo dell’attività di laboratorio è stato quello di applicare i calcoli stechiometrici per la preparazione di soluzioni con concentrazione nota. In particolare è stata preparata una soluzione acquosa di idrossido di sodio (NaOH) con concentrazione 1 M e volume finale pari a 250 mL, partendo dal solido. Successivamente è stata effettuata la diluizione di una soluzione di solfato di rame (CuSO ) 1 M per ottenere una soluzione con concentrazione 0,1 M e volume finale di 50 mL.₄ L’esperimento ha permesso di comprendere in modo pratico il concetto di molarità, il calcolo della quantità di soluto necessaria per ottenere una determinata concentrazione e il principio della diluizione delle soluzioni.
Materiali e strumenti
- Idrossido di sodio (NaOH) solido
- Soluzione di CuSO ₄1 M
- Acqua distillata
- Bilancia analitica
- Becher
- Matracci tarati
- Pipetta graduata
- Palla di Peleo (propipetta)
- Imbuto
- Bacchetta di vetro
- Spatola
- guanti
- camice da laboratorio
- occhiali protettivi
Calcoli
Preparazione della soluzione di NaOH
Volume della soluzione: 250 mL = 0,25 L Molarità desiderata: 1 M Massa molare NaOH: 40 g/mol
Numero di moli richieste: n= M ⋅ V=1 ⋅ 0,25=0,25 mol Massa necessaria: m= PM ⋅ n= 40 ⋅ 0,25=10 g Pertanto, per preparare 250 mL di soluzione 1 M di NaOH sono necessari 10 g di idrossido di sodio.
Diluizione della soluzione di CuSO₄
Volume finale desiderato: 50 mL Concentrazione finale: 0,1 M Concentrazione iniziale: 1 M Applicando la legge delle diluizioni: V 1 = M 2 ⋅ V 2 / M 1 =0,1⋅ 50 /1=5 mL Sono quindi necessari 5 mL della soluzione madre 1 M. Per raggiungere il volume finale di 50 mL, vengono aggiunti 45 mL di acqua distillata, ottenendo così una soluzione di CuSO ₄ 0,1 M.
Procedimento
Prima di iniziare l’attività sono stati indossati i dispositivi di protezione individuale, in particolare camice, guanti e occhiali protettivi, poiché l’idrossido di sodio è una sostanza corrosiva che richiede particolare attenzione durante la manipolazione. Per la preparazione della soluzione di NaOH sono stati pesati 10 g di solido utilizzando una bilancia analitica. Il composto è stato prelevato con una spatola e trasferito in un becher contenente una piccola quantità di acqua distillata. La miscela è stata agitata con una bacchetta di vetro fino alla completa dissoluzione del solido. Durante questa fase è stato osservato un aumento della temperatura della soluzione, dovuto al fatto che la dissoluzione dell’idrossido di sodio in acqua è un processo esotermico. Una volta ottenuta la soluzione, questa è stata trasferita in un matraccio tarato da 250 mL utilizzando un imbuto. Successivamente è stata aggiunta acqua distillata fino a raggiungere il volume indicato sul matraccio. La lettura del volume è stata effettuata osservando il menisco del liquido, assicurandosi che la parte inferiore coincidesse con la linea di taratura. Il matraccio è stato quindi agitato per favorire una distribuzione uniforme del soluto e infine etichettato. Per la preparazione della soluzione diluita di CuSO ₄sono stati prelevati 5 mL della soluzione madre utilizzando una pipetta graduata collegata a una palla di Peleo, che consente di aspirare i liquidi in modo sicuro. Il volume prelevato è stato trasferito in un recipiente graduato e diluito con acqua distillata fino a raggiungere il volume totale di 50 mL. Dopo aver portato la soluzione a volume, il contenitore è stato agitato per rendere la concentrazione omogenea. La soluzione ottenuta presentava una colorazione blu meno intensa rispetto alla soluzione iniziale, segno della diminuzione della concentrazione.
Conclusioni
L’esperienza ha permesso di applicare concretamente i principi teorici relativi alla preparazione di soluzioni e alle diluizioni. Attraverso i calcoli stechiometrici è stato possibile determinare la massa di soluto necessaria per ottenere una soluzione con la concentrazione desiderata. Durante la preparazione della soluzione di NaOH è stato osservato un aumento della temperatura dovuto alla natura esotermica della dissoluzione del composto. La diluizione della soluzione di CuSO ₄ha invece consentito di comprendere come la concentrazione di una soluzione possa essere
