1. La Molarità ($M$)
La molarità (o concentrazione molare) rappresenta il numero di moli di soluto contenute in esattamente un litro ($1\text{ L}$) di soluzione. È l'unità di misura della concentrazione più utilizzata in laboratorio e nei calcoli stechiometrici in fase liquida.
L'unità di misura della molarità è la mole per litro ($\text{mol/L}$), spesso indicata semplicemente con il simbolo $\text{M}$ (es. una soluzione $1{,}5\text{ M}$ di acido cloridrico).
Nota importante: Poiché il volume dei liquidi varia al variare della temperatura (dilatazione termica), la molarità dipende dalla temperatura. Un aumento della temperatura riduce la densità della soluzione e ne aumenta il volume, facendo diminuire il valore della molarità a parità di moli di soluto.
2. La Molalità ($m$)
La molalità esprime il numero di moli di soluto presenti in esattamente un chilogrammo ($1\text{ kg}$) di solvente (e non di soluzione totale).
L'unità di misura della molalità è la mole per chilogrammo ($\text{mol/kg}$).
Vantaggio chiave: Poiché la massa non risente delle variazioni di temperatura, la molalità è indipendente dalla temperatura. Per questo motivo viene impiegata sistematicamente nello studio delle proprietà colligative (come l'innalzamento ebullioscopico e l'abbassamento crioscopico).
3. Tabella comparativa: Molarità vs Molalità
| Grandezza | Simbolo | Definizione Numerica | Unità di Misura | Dipendenza dalla Temperatura |
|---|---|---|---|---|
| Molarità | $M$ | Moli di soluto per litro di soluzione | $\text{mol/L}$ ($\text{M}$) | Sì (il volume varia con $T$) |
| Molalità | $m$ | Moli di soluto per chilogrammo di solvente | $\text{mol/kg}$ ($m$) | No (le masse sono indipendenti da $T$) |
4. Esempio pratico di calcolo della Molarità
Calcoliamo la molarità di una soluzione ottenuta sciogliendo $29{,}22\text{ g}$ di cloruro di sodio ($\text{NaCl}$) in acqua fino a raggiungere un volume totale di $500\text{ mL}$ ($0{,}500\text{ L}$).
- Massa molare del cloruro di sodio: $$MM(\text{NaCl}) = 22{,}99 + 35{,}45 = 58{,}44\text{ g/mol}$$
- Numero di moli di $\text{NaCl}$: $$n = \frac{m}{MM} = \frac{29{,}22\text{ g}}{58{,}44\text{ g/mol}} = 0{,}500\text{ mol}$$
- Calcolo della Molarità ($M$): $$M = \frac{0{,}500\text{ mol}}{0{,}500\text{ L}} = 1{,}00\text{ M}$$
💡 Quando si sceglie l'una o l'altra?
Nella chimica di laboratorio di tutti i giorni, la molarità è nettamente la più diffusa perché i chimici prelevano i reagenti liquidi misurandone il volume con cilindri graduati, pipette o matracci tarati, rendendo immediato l'uso dei litri di soluzione. Al contrario, nei laboratori di termodinamica chimica e nello studio approfondito delle soluzioni ideali e delle proprietà colligative, si preferisce la molalità per evitare errori di calcolo legati alle fluttuazioni termiche dell'ambiente.