Concetti Chiave
- Il Sistema Internazionale di Unità (SI) è basato su 7 grandezze fondamentali, distinguendo chiaramente tra massa e peso.
- La massa atomica relativa si esprime in unità di massa atomica (u.m.a), con 1 u.m.a. pari a 1/12 della massa atomica del carbonio-12.
- La mole è l'unità di misura per la quantità di materia, definita come il numero di Avogadro di particelle, pari a 6,022 x 10^23.
- La massa molare è la massa di una mole di una sostanza, espressa in g/mol, ed è numericamente uguale alla massa atomica o molecolare in u.m.a.
- Le interconversioni tra massa e moli sono comuni nei calcoli chimici, utilizzando formule che collegano massa campione, numero di moli e massa molare.
Indice
- Grandezze e unità di misura
- La massa atomica
- Mole
- Una mole di particelle, un numero di Avogadro di particelle
- La mole
- La massa molare
- Contare per moli: la massa molare
- Contare per moli: la massa molare
- Interconversioni tra massa e moli
Grandezze e unità di misura
La misura di una grandezza è costituita da un valore numerico e un’appropriata unità di misura Esiste un sistema metrico denominato Sistema Internazionale di Unità (SI) basato su 7 grandezze fondamentali e delle relative unità di misura *il termine massa e il termine peso rappresentano due concetti diversi.
Il peso è definito come la forza di gravità esercitata sul corpo e dipende dalla massa del corpo e dall’accelerazione di gravità nella posizione occupata dal corpo.
La massa atomica
Le masse atomiche assolute degli atomi si possono determinare sperimentalmente con la spettrometria di massa e corrispondono a valori molto piccoli, espressi in grammi.
Le
masse atomiche relative sono i valori delle masse misurate rispetto ad un’unità
di massa di riferimento
La massa atomica relativa (o peso atomico ) di un elemento si esprime in unità dimassa atomica ( u.m.a . oppure u). Per convenzione, l’unità di massa atomica ( u.m.a .) è pari a 1/12 della massa atomica assoluta di 12C, cioè del carbonio con
A=12 1 u.m.a . = 1.660540x10 27 Kg = 1.660540x10 24 g
Mole
Unità di misura della quantità di materia.
Poiché non è pensabile "contare" atomi o molecole, è utile definire una quantità di sostanza proporzionale al numero di entità (atomi, molecole, ioni...) che la costituiscono. Si chiama mole una quantità di sostanza che contiene tante unità quanti atomi sono contenuti in 12g di 12C , cioè in una mole di isotopo 12 del carbonio, il consueto isotopo di riferimento. Il numero di unità contenute in una mole si chiama numero o costante di Avogadro (N A o N)
Il suo valore si può ricavare dal rapporto fra 12 g (0.012 Kg) e 12 volte la massa unitaria:
NA = 0,012 / (12 x 1,660531 x 10 27 ) = 6,022169 x 10 23 mol 1
Una mole di particelle, un numero di Avogadro di particelle
1,0 mol di atomi di carbonio 6,022 6,022×10 23 atomi di carbonio = 1,0
mol di molecole di ossigeno 6,022
6,022×10 23 molecole di ossigeno = 1,0 mol di elettroni 6,022 6,022×10 23 elettroni = Mole e numero di particelle 1,0mol di ioni NO 3 6,022 6,022×10 23 ioni NO 3 =
Una mole di materia contiene 6.022 10 23 unità chimiche elementari (atomi, molecole, ioni, elettroni)
La massa in grammi di 1 mol di materia di una qualsiasi sostanza elementare o composta è detta massa molare ed è numericamente uguale alla massa atomica (per sostanze elementari) o molecolare(per sostanze composte) espresse in unità di massa atomica (
La mole
La mole esprime la quantità di materia che è presente in un campione, ovvero la quantità numerica di particelle (atomi e/o molecole di un elemento o di una molecola) uguale ad un numero astronomico (6,022 x 10^23 = numero di Avogadro) tale da raggiungere la sensibilità di uno strumento di misura della massa.
La massa molare
massa molare = N° atomi dell'elemento/N° atomi dell'elemento di riferimentoLa massa di una mole si esprime in g/mol ed è anche chiamata massa molare (mm); si ricava dal peso atomico o dal peso molecolare, se si tratta di una molecola, sostituendo a questi valori l'unità di misura u.m.a. con g/mol.
massa campione = N° moli x massa molare
N° moli = massa campione/massa molare
Contare per moli: la massa molare
Un singolo atomo di C ha massa 12 uma , un singolo atomo di Cu ha massa 63.5 uma
Siccome una mole di 12 C ha massa 12 g (per definizione ), una mole di Cu deve avere una massa di 63.5
Contare per moli: la massa molare
Per altri tipi di sostanze, la stessa relazione numerica esiste tra il peso formula (in amu ) e la massa (in grammi) di una mole di:
1 molecola di H 2 O ha una massa 18.0 uma = 1 mol di H 2 O ha una massa 18.0 g
1 ione NO 3 ha una massa di 62.0 uma = 1 mol di NO 3 ha una massa di 62.0 g
1 unità di NaCl ha una massa di 58.5 uma = 1 mol di NaCl ha una massa di 58.5 g
Interconversioni tra massa e moli
Le conversioni tra masse e moli e viceversa si incontrano frequentemente nei calcoli quando si usa il concetto di mole In pratica , per calcolare il numero di moli di una sostanza si usa la seguente formula: Interconversioni tra massa e numero di particelle.
Domande da interrogazione
- Che cos'è la mole e perché è importante nella chimica?
- Come si determina la massa atomica relativa di un elemento?
- Qual è il valore del numero di Avogadro e come si calcola?
- Come si calcola la massa molare di una sostanza?
- Qual è la relazione tra massa e moli nelle conversioni chimiche?
La mole è un'unità di misura della quantità di materia che contiene un numero di Avogadro di particelle, fondamentale per esprimere quantità di sostanza in chimica.
La massa atomica relativa si esprime in unità di massa atomica (u.m.a.) ed è determinata rispetto a un'unità di massa di riferimento, come 1/12 della massa atomica del carbonio-12.
Il numero di Avogadro è 6,022 x 10^23 mol^-1, calcolato dal rapporto tra 12 g di carbonio-12 e 12 volte la massa unitaria.
La massa molare si calcola dividendo la massa del campione per il numero di moli, ed è espressa in g/mol, equivalente al peso atomico o molecolare in u.m.a.
Nelle conversioni chimiche, la massa di una sostanza può essere convertita in moli e viceversa usando la massa molare, facilitando i calcoli chimici.
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