Esercizi: Le soluzioni

Per concimare le piante del balcone, Nora scioglie $30\ \text{g}$ di concime solubile in acqua fino a ottenere $2\ \text{L}$ di soluzione. La concentrazione in massa si calcola dividendo i grammi di soluto per i litri di soluzione. Qual è la concentrazione del concime, in $\text{g/L}$?

Per fare i gargarismi, Marco scioglie $5\ \text{g}$ di sale in $95\ \text{g}$ di acqua.

1. a) Quanti grammi di soluzione ottiene in totale?
2. b) La percentuale in massa si calcola dividendo la massa di soluto per la massa totale di soluzione e moltiplicando per $100$. Qual è la percentuale in massa del sale?

Un gel igienizzante fatto in casa si prepara mescolando $30\ \text{mL}$ di alcol con aloe vera fino a ottenere $150\ \text{mL}$ di gel. La percentuale in volume si calcola dividendo il volume di soluto per il volume totale di soluzione e moltiplicando per $100$. Qual è la percentuale in volume di alcol del gel?

L'aria secca è una soluzione di gas: il $78\ \%$ di azoto, il $21\ \%$ di ossigeno e il $1\ \%$ di argon e altri gas, in volume. La figura riassume questa composizione.

1. a) Qual è il solvente dell'aria? Motiva la tua risposta.
2. b) Quanti litri di ossigeno ci sono, approssimativamente, in $10\ \text{L}$ di aria?

In laboratorio devi preparare $250\ \text{mL}$ di una soluzione usando un matraccio tarato. Riordina questi passaggi, che sono in disordine, e spiega ciascuno con parole tue:

1. a) Portare a volume con acqua fino al segno sul collo del matraccio.
2. b) Pesare il soluto sulla bilancia.
3. c) Sciogliere il soluto in un becher con un po' d'acqua.
4. d) Versare la soluzione nel matraccio con l'aiuto di un imbuto e completare con acqua quasi fino al segno.

Che cosa significa esattamente «portare a volume»?

La candeggina diluita per lavare il pavimento contiene $5\ \text{g}$ di ipoclorito di sodio per litro. Se riempi un secchio con $4\ \text{L}$ di quella soluzione, quanti grammi di ipoclorito ci sono nel secchio?

Una sacca di soluzione glucosata dell'ospedale ha una concentrazione del $5\ \%$ in massa di glucosio.

1. a) Quanti grammi di glucosio contiene una sacca da $500\ \text{g}$ di soluzione?
2. b) E quanti grammi di acqua?

Completa la frase con le parole mancanti: «La concentrazione in grammi per litro mette in relazione la massa di $\dots$ con il $\dots$ di soluzione; la percentuale in massa mette in relazione la massa di soluto con la $\dots$ totale di soluzione; e la percentuale in $\dots$ si usa soprattutto quando il soluto è un liquido o un gas». Poi fai un esempio di soluzione per ciascuno dei tre modi di esprimere la concentrazione.

In laboratorio, Aitana scioglie $12\ \text{g}$ di nitrato di potassio in acqua fino a ottenere $300\ \text{mL}$ di soluzione. Calcola la concentrazione in $\text{g/L}$. Attenzione: per prima cosa converti il volume in litri.

Ti viene chiesto di preparare $500\ \text{mL}$ di una soluzione di solfato di rame da $8\ \text{g/L}$.

1. a) Quanti grammi di solfato di rame devi pesare?
2. b) Descrivi come prepareresti la soluzione in laboratorio, indicando il materiale che useresti (bilancia, becher, imbuto, matraccio tarato da $500\ \text{mL}$…) e in quale momento porti a volume.

Un disinfettante per superfici riporta in etichetta «alcol al $70\ \%$ in volume». Quanti millilitri di alcol contiene un flacone da $250\ \text{mL}$ di quel disinfettante?

Per pulire l'argento, Giulia prepara una soluzione con $40\ \text{g}$ di bicarbonato di sodio in $360\ \text{g}$ di acqua.

1. a) Quale massa totale di soluzione ottiene?
2. b) Calcola la sua percentuale in massa di bicarbonato.

L'etichetta di un brick di latte indica che apporta $125\ \text{mg}$ di calcio ogni $100\ \text{mL}$ di latte.

1. a) Esprimi quella concentrazione in $\text{g/L}$.
2. b) Quanti milligrammi di calcio assumi se fai colazione con un bicchiere da $200\ \text{mL}$ di latte?

Per lavare, diluisci $50\ \text{mL}$ di una candeggina da $40\ \text{g/L}$ in acqua fino a ottenere $2\ \text{L}$ di soluzione. Osserva lo schema della diluizione.

1. a) Quanti grammi di ipoclorito contengono quei $50\ \text{mL}$ di candeggina?
2. b) Qual è la concentrazione della soluzione nel secchio, in $\text{g/L}$?
3. c) Spiega perché la massa di ipoclorito non cambia aggiungendo acqua, mentre la concentrazione sì.

Un acquario richiede un trattamento con $10\ \text{g}$ di un medicinale venduto in una soluzione di $25\ \text{g/L}$.

1. a) Quale volume di soluzione devi misurare, in litri?
2. b) Esprimilo in millilitri.

Hai $50\ \text{mL}$ di una soluzione di colorante di $36\ \text{g/L}$ e vuoi ottenere una soluzione di $12\ \text{g/L}$.

1. a) A quale volume finale devi diluirla con acqua?
2. b) Quale volume di acqua bisogna aggiungere, approssimativamente?
3. c) Verifica il risultato applicando $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$.

Un laboratorio acquista una soluzione madre di un reagente con una concentrazione di $60\ \text{g/L}$. Per un'esperienza ti servono $500\ \text{mL}$ di soluzione diluita di $12\ \text{g/L}$.

1. a) Quale volume della soluzione madre devi misurare?
2. b) Descrivi l'intera procedura in laboratorio: quale materiale usi (pipetta o cilindro graduato, matraccio tarato da $500\ \text{mL}$, contagocce…) e che cosa significa portare a volume.
3. c) Perché non basta misurare il volume calcolato di soluzione madre e aggiungere il resto di acqua misurato con un cilindro graduato fino a completare i $500\ \text{mL}$?

Mescoli in uno stesso recipiente $200\ \text{mL}$ di una soluzione di sale di $30\ \text{g/L}$ con $300\ \text{mL}$ di un'altra soluzione di sale di $10\ \text{g/L}$. Supponi che il volume finale sia la somma dei due. Lo schema mostra il miscuglio.

1. a) Quanti grammi di sale apporta ciascuna soluzione?
2. b) Qual è la concentrazione del miscuglio, in $\text{g/L}$?
3. c) Perché la concentrazione finale non è $20\ \text{g/L}$, la media delle due concentrazioni?

Per un esperimento di cristallizzazione devi preparare $400\ \text{g}$ di una soluzione di nitrato di potassio al $8\ \%$ in massa.

1. a) Quanti grammi di nitrato di potassio e quanti grammi di acqua devi pesare?
2. b) Descrivi come prepareresti la soluzione e spiega perché questa volta non ti servono il matraccio tarato né il portare a volume.
3. c) Poi aggiungi altri $100\ \text{g}$ di acqua. Qual è la nuova percentuale in massa?

Una fabbrica di succhi concentra $800\ \text{kg}$ di succo che ha un $12\ \%$ in massa di zuccheri. Evaporando parte dell'acqua restano $300\ \text{kg}$ di succo concentrato.

1. a) Quanti chilogrammi di zuccheri c'erano all'inizio?
2. b) Quanti chilogrammi di acqua sono evaporati?
3. c) Qual è la percentuale in massa di zuccheri del succo concentrato?
4. d) Spiega perché la percentuale è aumentata anche se non è stato aggiunto nemmeno un grammo di zucchero.

La benzina E5 che Sara mette nel motorino contiene un $5\ \%$ in volume di bioetanolo.

1. a) Quanti litri di bioetanolo ci sono in un serbatoio di $20\ \text{L}$ di E5?
2. b) Sara mescola quei $20\ \text{L}$ di E5 con $20\ \text{L}$ di benzina senza etanolo che aveva in una tanica. Che percentuale in volume di etanolo ha ora il miscuglio?
3. c) Spiega perché non è corretto né sommare le percentuali ($5\ \%+0\ \%=5\ \%$) né mantenere il $5\ \%$.

Prepari una soluzione A sciogliendo $18\ \text{g}$ di sale in acqua fino a completare $300\ \text{mL}$. Poi prendi $100\ \text{mL}$ di A, li versi in un matraccio e porti a volume con acqua fino a $400\ \text{mL}$: questa è la soluzione B.

1. a) Calcola la concentrazione di A, in $\text{g/L}$.
2. b) Quanti grammi di sale contengono i $100\ \text{mL}$ che hai prelevato da A?
3. c) Calcola la concentrazione di B a partire da quei grammi.
4. d) Verifica che ottieni lo stesso risultato con la formula delle diluizioni, $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$, e spiega perché funziona: che cosa si conserva sempre quando si dilucide?

Tre compagni preparano ciascuno $250\ \text{mL}$ di una soluzione di $10\ \text{g/L}$ pesando $2,5\ \text{g}$ di sale, ma ognuno commette un errore:

1. a) Ioana non tara la bilancia con il vetrino da orologio, quindi in realtà pesa meno sale di quanto crede.
2. b) Bruno porta a volume il matraccio sopra il segno del collo.
3. c) Carla travasa la soluzione nel matraccio ma dimentica di recuperare con un po' d'acqua i residui di sale rimasti attaccati al becher.

Per ogni caso, spiega in che cosa consiste l'errore e giustifica se la concentrazione reale della sua soluzione è maggiore, minore o uguale a $10\ \text{g/L}$.

Una soluzione di sale ha una densità di $1,05\ \text{g/mL}$ e una concentrazione del $10\ \%$ in massa.

1. a) Quanta massa hanno $1\ \text{L}$ di quella soluzione?
2. b) Quanti grammi di sale ci sono in quel litro?
3. c) Esprimi la concentrazione in $\text{g/L}$.
4. d) Una soluzione al $10\ \%$ in massa equivale a una di $10\ \text{g/L}$? Giustifica la risposta con i risultati precedenti.