La concentrazione del soluto è un termine usato per descrivere le miscele e definisce la quantità di una sostanza, chiamata soluto, disciolta in un’altra, denominata solvente. Esistono diversi modi per descrivere la concentrazione, a seconda delle necessità, e possono coinvolgere peso, volume o massa molecolare. La concentrazione delle miscele è importante perché molte reazioni chimiche dipendono dall’avere la giusta quantità di reagenti per completare la reazione.
Forse il modo più semplice per descrivere la concentrazione di soluti è in base al peso. Una persona che desidera fare una miscela consistente di sale in acqua potrebbe pesare entrambi i materiali e registrare i risultati. Pesare ripetutamente le stesse quantità può quindi riprodurre la concentrazione di acqua salata, che fornirà miscele equivalenti. Una miscela prodotta utilizzando questo metodo viene solitamente chiamata miscela percentuale in peso, che definisce che sono stati utilizzati pesi anziché volume.
Il peso per volume è anche una misura comune della concentrazione di soluti. Una quantità di soluto viene prima pesata utilizzando una scala di misurazione, quindi aggiunta a un contenitore. Il solvente viene quindi aggiunto a un segno di volume sul contenitore, ottenendo un volume noto di miscela. La miscela risultante è definita come peso per volume, come libbre per gallone o grammi per litro.
La concentrazione volumetrica del soluto è possibile se entrambi i materiali sono liquidi, ma non viene utilizzata per i solidi disciolti nei liquidi. Un contenitore contrassegnato viene utilizzato per misurare il volume del soluto e del solvente, quindi vengono miscelati. La concentrazione viene indicata come percentuale del volume per identificare che entrambi i materiali sono presenti in volume, anziché in peso.
Per l’uso in laboratorio, le concentrazioni molari o molari vengono spesso utilizzate per determinare con precisione la quantità di materiale disponibile per le reazioni chimiche. Le moli di un soluto sono uguali al peso del materiale diviso per la massa molare, che è determinata matematicamente dalla tavola periodica degli elementi. Ad esempio, una molecola d’acqua contiene due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. La massa molare di idrogeno e ossigeno può essere trovata su qualsiasi tavola periodica pubblicata.
Una volta trovata, la massa molare della molecola viene determinata sommando la massa molare dell’ossigeno a due masse di idrogeno, che eguagliano gli atomi presenti in una molecola d’acqua. La massa molare non ha unità, ma è spesso pubblicata come grammi per mole; questo può essere libbre per mole se le masse molari sono libbre. Il numero di moli è spesso determinato dalla reazione chimica stessa, poiché i prodotti reagiscono secondo le loro masse molari quando le molecole si combinano.
Per determinare la quantità di soluto da aggiungere in una miscela molare, il numero di moli necessarie viene moltiplicato per la massa molare per ottenere un peso. Questo peso viene aggiunto a un contenitore e viene aggiunta una quantità nota di volume di solvente, tipicamente un litro o un gallone per ottenere una concentrazione coerente. Il risultato è un rapporto moli per volume, che è chiamato concentrazione molare di soluto. Aggiungendo lo stesso peso a un peso noto di solvente si ottiene la concentrazione molare.