In un matraccio tarato cade dall’alto una goccia, la soluzione nel collo sale lentamente fino alla tacca rosa e torna a scendere, come se la portassero a volume, mentre nel bulbo girano bolle di mescolamento. A destra ruota il rotore di una centrifuga con quattro provette, e in basso un indice percorre la scala fino a una mole per litro.
Scheda dell'unità
Fuori dal SI · chimica analitica scheda 1/1 · rev. 2026-09Mole per litro
Unità fuori dal SI · grandezza: concentrazione di quantità di sostanza c · 1 M = 1000 mol/m³
Una soluzione calda portata a volume si raffredda più concentrata di quanto dica il quaderno
Un tecnico di laboratorio scioglie quaranta grammi di soda caustica, e il matraccio si scalda sensibilmente tra le sue mani: l’alcali libera tanto calore che la soluzione si riscalda di dieci-venti gradi, a seconda di quanta acqua c’è già nel matraccio. Se per fretta si porta subito a volume, la soluzione è ancora calda e dilatata; raffreddandosi si contrae sotto la tacca, così il quaderno riporta «esattamente una mole per litro» mentre il matraccio ne contiene un po’ di più.
La mole per litro è comoda perché conta particelle, non grammi: in un litro di soluzione uno molare di qualsiasi sostanza c’è lo stesso numero di molecole, seicentodue triliardi, e perciò le reazioni si calcolano con semplici rapporti di volumi. È proprio questa proprietà ad aver fatto della molarità l’unità di lavoro della titolazione, delle analisi del sangue e di ogni ricetta di laboratorio.
Ma un litro è un volume, e il volume di un liquido dipende dalla temperatura; per questo su ogni matraccio tarato è inciso «20 °C»: solo a quella temperatura la tacca significa ciò che vi è scritto. La molarità si rivela una grandezza che cambia con la stanza in cui si trova il matraccio, e nei lavori di precisione la si sostituisce con la molalità, che ha chilogrammi al denominatore.
M latina maiuscola e diritta, senza punto, separata dal numero da uno spazio: 0,1 M. La scrittura rigorosa è mole per litro, mol/L o mol/dm³, e nel SI la mole per metro cubo. Si indica sempre la sostanza: c(NaCl) = 0,154 mol/L, perché una concentrazione senza sostanza non significa nulla.
La molarità M conta le moli per litro di soluzione, la molalità b le moli per chilogrammo di solvente. La prima dipende dalla temperatura, perché la soluzione si dilata, la seconda no; in acqua diluita quasi coincidono, ma in un acido concentrato divergono di decine di punti percentuali. E ancora: la normalità N dell’acido solforico è il doppio della sua molarità.
01 · Definizione
pesata · matraccio · tacca · temperaturaLa concentrazione di quantità di sostanza è il rapporto tra la quantità di soluto e il volume della soluzione. Una mole per litro significa che ogni litro della soluzione finita contiene una mole di particelle di quella sostanza, circa 6,022·10²³.
Una soluzione del genere si prepara con bilancia e matraccio tarato: una pesata pari alla massa molare per il numero di moli richiesto si trasferisce nel matraccio, si scioglie e si porta a volume con acqua fino alla tacca del collo. Conta che al denominatore ci sia il volume della soluzione, non dell’acqua: un litro d’acqua più la pesata dà più di un litro, ed è per questo che si porta a volume invece di misurare l’acqua in anticipo.
Il matraccio è tarato a venti gradi. Se si porta a volume a un’altra temperatura, il volume a venti gradi sarà diverso: una soluzione tiepida raffreddandosi si contrae e la concentrazione risulta più alta di quella registrata; una fredda riscaldandosi si dilata e diventa più debole. Per le soluzioni acquose la correzione è di qualche decimo di punto percentuale ogni dieci gradi, che per una titolazione è già molto.
La diluizione conserva il numero di moli: tanta sostanza ha prelevato la pipetta, tanta ne è finita nel nuovo matraccio. Perciò il prodotto di concentrazione e volume è lo stesso prima e dopo, e una serie di soluzioni di taratura si ottiene da un’unica soluzione madre con semplice aritmetica.
A sinistra la pesata sulla bilancia, al centro il matraccio tarato, a destra un secondo matraccio in cui la pipetta trasferisce parte della soluzione per diluirla. Il colore della soluzione si intensifica con la concentrazione secondo la legge di assorbimento, la linea tratteggiata ambra nel collo mostra dove sarà il menisco quando la soluzione arriverà a venti gradi, e cristalli gialli compaiono sul fondo se la sostanza è più di quanta l’acqua ne possa sciogliere.
Prendiamo una soluzione pronta e cambiamo solo la temperatura della stanza. La linea blu è la sua molarità, che scende quando la soluzione si dilata; il tratteggio rosa è la molalità, che non dipende affatto dalla temperatura; il punto ambra è la vostra temperatura, e la verticale sono i venti gradi della taratura.
02 · Conversione
unità · diluizione · centrifugaDai grammi alle moli e dalle moli alla provetta
La prima scheda converte la concentrazione in millimoli, grammi per litro e particelle per millilitro per la sostanza scelta. La seconda calcola quanta soluzione madre prelevare per una serie di diluizioni, e la terza indica quale accelerazione subirà una provetta con questa soluzione in centrifuga.
Regola da ricordare: i grammi per litro sono la molarità per la massa molare, e l’accelerazione in centrifuga cresce con il quadrato dei giri: raddoppiando i giri, la forza quadruplica.
Per gli idrati cristallini la massa molare comprende l’acqua: il solfato di rame pentaidrato pesa quasi 250 grammi per mole, quello anidro solo 160. Con la formula sbagliata, il tecnico sbaglia la concentrazione di un fattore uno e mezzo.
| Grandezza | Valore | Nota |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
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Nove ordini di grandezza separano la traccia di piombo ammessa nell’acqua potabile dall’acqua stessa, e tutti si scrivono con un’unica unità. Curioso il vertice della scala: un litro d’acqua pura sono cinquantacinque moli e mezzo d’acqua, mentre l’acido solforico concentrato a diciotto moli per litro è quasi una sostanza pura: contiene solo circa due moli d’acqua per litro, nove volte meno dell’acido.
04 · Strumenti di misura
matraccio tarato · buretta · centrifuga · spettrofotometroVetro, goccia, rotore e fascio
Il collo stretto fa sì che un millimetro di altezza corrisponda a una piccola frazione del volume: per un matraccio da duecentocinquanta millilitri la tolleranza di classe A è di quindici centesimi di millilitro. Il fondo del menisco si porta sulla tacca guardandolo esattamente in orizzontale.
Dalla buretta si aggiunge goccia a goccia una soluzione di molarità nota finché l’indicatore cambia colore. Il volume consumato, moltiplicato per quella molarità, dà le moli nel campione: così la molarità di una soluzione ne misura un’altra.
Un precipitato si separa dalla soluzione con la forza centrifuga, e i protocolli la indicano non in giri ma come accelerazione in g, perché dipende anche dal raggio del rotore. Qui la molarità incontra il giro al minuto: la stessa sospensione richiede giri diversi su centrifughe diverse.
L’assorbanza di una soluzione è proporzionale alla sua molarità finché non è troppo concentrata, perciò uno strumento tarato con una serie di diluizioni legge la concentrazione direttamente dalla luce. È la stessa legge per cui il colore si intensifica nel matraccio del blocco 01.
05 · Regole di scrittura
sostanza tra parentesi · M latina · temperatura nei lavori di precisioneConcentrazione di cosa — sempre scritto
La molarità si scrive con la formula della sostanza tra parentesi, una M latina maiuscola o l’unità mole per litro, e nei lavori di precisione si aggiunge la temperatura a cui la soluzione è stata portata a volume.
Il primo errore non nomina la sostanza, e il numero non si converte né in grammi né in normalità. Il secondo scrive una М cirillica che motori di ricerca e banche dati non riconoscono. Il terzo dice «per litro» due volte. Il quarto dimentica che l’acido solforico cede due protoni e la sua normalità è il doppio della molarità. Il quinto cambia la maiuscola in minuscola e con essa la molarità in molalità, e il sesto mette al denominatore un litro di solvente invece di un litro di soluzione.
06 · Unità vicine
mol/kg · N · mol/m³La molarità vive tra tre vicini: la molalità, che non teme la temperatura; la normalità, che conta non molecole ma particelle reattive; e l’unità SI, in cui la stessa grandezza è mille volte maggiore nel numero.
Quantità di sostanza per chilogrammo di solvente: la pesata non dipende dalla temperatura, ed è per questo che termochimica e crioscopia usano proprio questa.
Moli di equivalenti per litro; la IUPAC la sconsiglia da tempo, ma vive ancora sulle bottiglie dei titolanti della vecchia scuola, ed è facile confonderla con la molarità.
La centrifuga trasforma i giri in accelerazione, e un protocollo di sedimentazione la indica in g; sulla scheda del giro vive anche lo stroboscopio con cui si controllano i giri del rotore.
07 · Sezione storica
archivio · come la mole è diventata un numeroDall’ipotesi di Avogadro a un numero esatto
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Nella scrittura «una mole per litro» si uniscono due cose molto diverse. Dal 2019 la mole è definita da un numero esatto di particelle ed è quindi impeccabile, mentre il litro del matraccio dipende dal vetro, dalla tacca e dalla temperatura a cui è stato misurato. Tutta l’incertezza della molarità sta al denominatore: nella purezza della pesata, nella classe del matraccio e nel fatto che la soluzione abbia avuto il tempo di raffreddarsi.
Per questo le soluzioni campione per verificare gli strumenti analitici si preparano non a volume ma a massa, e i certificati danno la concentrazione in moli per chilogrammo. La molarità resta l’unità di lavoro dell’analisi quotidiana: comoda, chiara e onesta, finché matraccio e termometro segnano gli stessi venti gradi.