1. La mole: unità di quantità di sostanza 2. La massa molare
3. Volume molare di un gas Mappa concettuale: La mole
4. Composizione percentuale di un composto 5. Formula empirica e formula molecolare
5 Indice
© Paolo Pistarà
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
La massa di un atomo o di una molecola è molto piccola.
2
In una reazione chimica il numero delle particelle coinvolte è molto grande. È stata quindi adottata dal SI una speciale unità di misura, la mole (mol).
quantità di sostanza
La mole è la quantità di sostanza che contiene 6,02 1023 particelle elementari (atomi, molecole, ioni).
La grandezza fisica “quantità di sostanza” non va intesa come massa ma come un
“pacchetto” di particelle microscopiche la cui unità di misura è la mole.
Il numero di particelle contenute in una mole è noto come costante di Avogadro (simbolo N).
Nel SI “la mole è la quantità di sostanza contenente tante particelle elementari quante se ne trovano in 12,0 g di carbonio-12 (12C)”
Costante di Avogadro
quantità di sostanza
© Paolo Pistarà
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
4
La massa molare si esprime in grammi per mole (g/mol).
La massa molare di un elemento (o di un composto) è un numero di grammi uguale alla massa atomica dell’elemento (o alla massa molecolare del composto).
Una mole di quattro elementi. Ognuno di questi campioni contiene lo stesso numero di atomi, cioè 6,02 x 1023 atomi.
Rame (Cu) 63,55 g
Zolfo (S) 32,06 g
Ferro (Fe) 55,85 g Carbonio (C)
grafite 12,01 g
La relazione tra la massa di una sostanza e le moli corrispondenti è data da:
massa (g)
massa molare (g/mol) n (moli) =
La relazione derivata è:
massa (g) = n ( moli) massa molare (g/mol)
Relazione tra massa di una sostanza e moli
© Paolo Pistarà
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
6
Il volume molare di un gas è il volume occupato da una mole di gas in condizioni definite.
Come per tutti i gas, il volume molare dipende dalla temperatura e dalla pressione.
In condizioni normali, corrispondenti ad una temperatura di 0 °C = 273 K e ad una pressione di 101,3 kPa, la mole di un qualsiasi gas occupa lo stesso volume, cioè 22,4 litri.
Il volume di una mole di gas in condizioni STP (22,4 L) corrisponde al volume di un cubo di circa 28,2 cm di lato. Per confronto il volume di un pallone da calcio è 6,0 L.
Mappa concettuale: La mole
LA MOLE
MOLI
MASSA (in grammi)
VOLUME (in litri)
Numero di atomi O DI MOLECOLE
MOLI
MASSA (in grammi)
VOLUME (in litri)
Numero di atomi O DI MOLECOLE x massa molare
(g/mol)
x 22,4 L/mol (solo per i gas)
x 6,02 1023 particelle mole
÷ massa molare (g/mol)
÷ 22,4 L/mol (solo per i gas)
÷ 6,02 1023 particelle mole
© Paolo Pistarà
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
Per composizione percentuale s’intende la massa di ciascun elemento in 100 g di composto.
8
per una mole del composto, esegui il rapporto in massa e moltiplica per 100.
M
H2O= (2 1,01 g/mol) + (1 16,00 g/mol) = 18,02 g/mol
Consideriamo la molecola di H2O:
di un composto
calcola la massa molare del composto:
(2 x 1,01) g (18,02) g
% H = x 100 = 11,2% (1 x 16,00) g
(18,02) g
% O = x 100 = 88,8%
Per formula empirica s’intende il rapporto numerico più piccolo e intero con cui gli atomi degli elementi sono presenti in un composto.
Dalla composizione percentuale è possibile risalire alla formula empirica di un composto con i seguenti passaggi:
formula molecolare
a. Si fa riferimento a 100 g di composto, per cui le percentuali si possono esprimere in grammi;
Formula empirica di un composto
b. Si converte la massa in grammi di ciascun elemento nelle moli di atomi di quell’elemento;
c. Si dividono le moli di ciascun elemento per il valore più piccolo per trovare i rapporti molari;
d. I numeri interi così ottenuti costituiscono gli indici degli elementi nella formula empirica.
© Paolo Pistarà
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
La formula molecolare indica il numero reale di atomi di ciascun elemento in una molecola del composto.
10
La formula molecolare è un multiplo intero (n) della formula empirica.
formula molecolare
Massa della formula empirica di CH2O = 30,03 u
Formula molecolare di un composto
Massa molecolare del composto, ricavata per via sperimentale, 180,18 u.
massa molecolare del composto massa della formula empirica
n = = 180,18 u
30,03 u
= 6
La formula molecolare del composto è C6H12O6, cioè 6 volte la formula empirica.
