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Paolo Arcari » 4.Le Reazioni chimiche I


Mole e numero di Avogadro

Quando le sostanze reagiscono tra loro, bisogna conoscere quante molecole o atomi prendono parte alla reazione in modo da poter stabilire la natura dei prodotti della reazione. Per fare ciò bisogna collegare il mondo microscopico degli atomi e delle molecole con quello macroscopico, cioè con quello che possiamo vedere ed è a questo scopo che è stato introdotto il concetto di mole.

La mole (mol) viene definita come la quantità di sostanza che contiene un numero di particelle elementari uguale al numero di atomi contenuto in 12 grammi dell’isotopo carbonio-12.

Una mole di una sostanza contiene sempre lo stesso numero di particellle, indipendentemente dalla natura della sostanza. Questo numero è conosciuto come numero di Avogadro ed è pai a 6,0221415 x 1023.

 

1 mole = 6,0221415 x 1023 particelle

 

Quindi, ad esempio, 1 mole di sodio (Na) conterrà  6,0221415 x 1023 atomi di sodio; 1 mole di acqua (H2O) conterrà 6,0221415 x 1023 molecole di acqua; 1 mole di ossigeno molecolare (O2) conterrà 6,0221415 x 1023 molecole di ossigeno e così via.

 

Massa molare dell’ atomo I

La massa molare è la massa espressa in grammi di una mole (6,0221415 x 1023 particelle) di una sostanza. La sua unità di misura è grammi per mole (g/mol) e si indica con M (maiuscolo, corsivo). La massa molare di un elemento è la quantità in grammi numericamente uguale alla sua massa atomica.

 Esempi

Sodio (Na): 22,99 uma; massa molare (M): 22,99 g/mol = massa di una mole di atomi di Na = massa di 6,0221415 x 1023 atomi di Na.

Cloro (Cl): 35,4527 uma; massa molare (M): 35,4527 g/mol = massa di una mole di atomi di Cl =  massa di 6,0221415 x 1023 atomi di Cl.

 

Massa molare dell’ atomo II

E’ possibile convertire le moli in massa o la massa in moli attraverso semplici eguaglianze:

 Mole in massa                                                                         Massa in mole

     Moli x massa molare = grammi                                              Grammi/massa molare = moli

Nella diapositiva successiva sono riportati vari esempi.

 

Massa molare dell’ atomo III

Calcolare la massa in grammi di 2,5 moli di alluminio.

Sapendo che la massa molare dell’alluminio (Al) è di 26,9815 g/mol, la massa in grammi di 2,5 moli sarà pari a 2,5 mol x 26,9815 g/mol = 67,4537 g.

Calcolare la massa in grammi di 0,015 moli di calcio.

Sapendo che la massa molare del calcio (Ca) è di 40,078 g/mol, la massa in grammi di 0,015 moli sarà pari a 0,015 mol x 40,078 g/mol = 0,601 g.

Calcolare la quantità di moli contenuta in 127,08 g di rame.

Sapendo che la massa molare del rame (Cu) è di 63,546 g/mol, le moli contenute in 127,08 g saranno pari a 127,08 g /63,546 g/mol  = 1,9998 mol Cu.

Calcolare la quantità di moli contenuta in 0,012 g di litio.

Sapendo che la massa molare del litio (Li) è di 6,941 g/mol, le moli contenute in 0,012 g saranno pari a 0,012 g/6.941 g/mol = 0,00172 mol Li.

 

Massa molare delle molecole I

La formula di un composto indica non solo quali sono gli atomi presenti ma anche il numero di ciascuno di essi. E’ quindi possibile dalla formula risalire alla massa molecolare (espressa in uma) del composto in esame e, di conseguenza, alla sua massa molare.

Esempi

Il cloruro di sodio (NaCl) è formato da un atomo di Na (22,99 uma) ed un atomo di Cl (35,4527 uma); la massa del cloruro di sodio sarà uguale alla somma di queste due masse: (22,99 + 35,4527)  58,4427 uma. La sua massa molare (M) sarà: 58,4427 g/mol = massa di una mole di molecole di NaCl = massa di 6,0221415 x 1023  molecole di NaCl.

L’acqua (H2O) è formata da due atomi di H (1,0079 uma) ed un atomo di O (15,9994 uma); la massa dell’acqa sarà uguale alla somma di queste masse tenendo presente che sono presenti 2 atomi di H: (1,0079×2 + 15,9994) 18,0152 uma. La sua massa molare (M) sarà: 18,0152 g/mol = massa di una mole di molecole di acqua = massa di 6,0221415 x 1023 molecole di H2O.

 

 

Massa molare delle molecole II

Anche nel caso dei composti è possibile convertire la massa di un composto nell’equivalente numero di moli e viceversa.

Esempi

Calcolare la quantità di moli contenuta in 95,00 g di acido cloridrico (HCl).

Sapendo che la massa molare di HCl è di (1,0079 + 35,4527) 36,4606 g/mol, le moli contenute in 95,00 g saranno pari a 95,00 g/36,4606 g/mol = 2,6 mol HCl.

Calcolare la massa in grammi di 0,70 moli di metano (CH4).

Sapendo che la massa molare del metano (CH4) è di (12,011 + 1,0079×4) 16,0426 g/mol, la massa in grammi di 0,70 moli sarà pari a 16,0426 g/mol x 0,70 mol = 11,223 g.

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