Calcolo della molarità: esercizio svolto

Calcorare la molarità di 748 g di solfato di calcio in 5L di acqua.

Poichè la molarità è il rapporto fra il numero delle moli del soluto (in questo caso solfato di calcio) e il volume della soluzione, è evidente che manca un dato, cioè proprio il numero di moli. Disponiamo anche di un’altra formula che ci permette di ottenere questo valore, come rapporto fra i grammi di solfato di calcio (dato in nostro possesso) e il suo peso molecolare.
È quindi importante capire che è quest’ultimo è il dato che dobbiamo recuperare, grazie al quale possiamo risolvere il quesito.

Per calcolare il peso molecolare di una molecola è necessario sommare i pesi molecolari dei singoli elementi che la costituiscono. Di conseguenza bisogna saperne la formula bruta, e la nomenclatura ci insegna come fare ad ottenerla.
Il suffisso -ato di solfato ci suggerisce che questo è un sale ternario che deriva dall’acido solforico (vedi lezione nomenclatura)

Essendo i suffissi -ato e -ico relativi allo stato di ionizzazione maggiore dell’elemento (in questo caso dello zolfo) dobbiamo prendere la tavola periodica e trovare questo dato. Lo zolfo si trova nel sesto gruppo, al di sotto dell’ossigeno, e ha come stati di ionizzazione -2, +4 e +6. Quest’ultimo valore (+6) è quindi quello da considerare. Al fianco dello zolfo dobbiamo mettere l’ossigeno (stato di ionizzazione -2) per formare l’anione solfato.

Per “bilanciare” il valore +6, utilizziamo quattro atomi di ossigeno, per un "valore totale" di -8.
Lo ione solfato avrà quindi carica -2. Esso legherà con un solo atomo di calcio, dato che ha come stato di ionizzazione +2, essendo un metallo alcalino-terroso (secondo gruppo della tavola periodica).
La formula bruta del solfato di calcio è quindi CaSO₄.

Prendendo la tavola periodica dobbiamo ricercare quindi i pesi molecolari dei singoli elementi, moltiplicandoli per il numero di atomi di uno stesso tipo presenti.

PM_Ca = 40 g/mol    PM_S = 32 g/mol    PM_O = 16 g/mol

PM_CaSO4 = 40 + 32 + 16x4 = 136 g/mol

Grazie a questo dato si riesce facilmente a trovare la molarità, ovvero ciò che ci richiede l’esercizio, utilizzando le formule che conosciamo.

n°moli = g CaSO_​4    PM CaSO_​4 = 748 g / 136 g/mol = 5,5 mol

Molarità = n° moli / V  =  5,5 mol / 5 L  =   1,1 M

La concentrazione molare di 748 g di solfato di calcio in 5 L di acqua è quindi 1,1 M.