La mole è un’unità di misura fondamentale all’interno del Sistema Internazionale (S.I.) e rappresenta la quantità di sostanza che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi presenti in 12 g dell’isotopo di Carbonio 12. Questo numero, noto come il numero di Avogadro, è pari a 6.023 ∙ 10^23. Essendo impossibile misurare la massa assoluta di un atomo, si fa ricorso alla misura della massa relativa. La massa relativa è ottenuta facendo il rapporto tra la massa atomica di un elemento e quella di un altro considerata come standard di riferimento, che nel caso della mole è l’isotopo del Carbonio 12.
Una molecola è un aggregato di due o più atomi e la sua massa atomica relativa può essere calcolata sommando le masse relative di tutti gli atomi che la costituiscono, ottenendo così la massa molecolare o peso molecolare (P.M.).
Esercizi pratici:
1. Calcolare il numero di moli corrispondenti a 126.04 g di HNO3.
La massa molecolare di HNO3 è 63.02 g/mol, quindi il numero di moli è pari a 2.00 moli.
2. Determinare a quanti grammi corrispondono 0.150 moli di NaCl.
La massa molecolare di NaCl è 58.44 g/mol, ottenendo così una massa di 8.77 g.
3. Calcolare la massa di 6.023 ∙ 10^22 molecole di cloruro di calcio.
Il numero di moli è 0.100 e la massa molecolare di CaCl2 è 110.986 g/mol, risultando in 11.1 g di massa.
Quando si bilancia una reazione chimica, i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli. Ad esempio, considerando la reazione bilanciata: 4 FeS + 7 O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO2, si possono calcolare i grammi di Fe2O3 ottenuti dalla reazione partendo dai grammi di FeS.
Una molecola è un aggregato di due o più atomi e la sua massa atomica relativa può essere calcolata sommando le masse relative di tutti gli atomi che la costituiscono, ottenendo così la massa molecolare o peso molecolare (P.M.).
I coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli in una reazione chimica.
Nel passaggio da grammi a moli o viceversa, è possibile utilizzare una formula specifica, come la seguente: massa di sostanza (in grammi) / moli di sostanza = massa molare (in grammi) / 1 mole.
Esempio: Se si hanno 8.79 g di FeS, la massa molare di FeS è 87.9 g. Quindi, le moli di sostanza sono pari a 0.100. Considerando il rapporto tra FeS e Fe2O3 (2:1), si può calcolare che ci sono 0.0500 moli di Fe2O3, che corrispondono a 7.99 g di Fe2O3.
Questi esercizi possono essere suddivisi in due tipologie: conversione da grammi a mole e da moli a grammi.
– Conversione da grammi a mole: calcolare per esempio quante moli sono contenute in 30.0 g di acqua.
– Conversione da moli a grammi: calcolare per esempio quanto pesano 2.30 moli di sodio.
Le formule e le proporzioni possono essere utilizzate per risolvere questi tipi di esercizi pratici.Calcolo della quantità di sostanza in chimica, utilizzando le moli
Il sodio ha un peso atomico di 22.9898 g/mol, il che significa che una mole di sodio pesa 22.9898 grammi. Possiamo determinare la quantità di sostanza utilizzando la proporzione: 1 mole : 22.9898 grammi = 2.30 moli : x grammi. Risolvendo, otteniamo x = 52.9 g.
Un’altra aspetto importante riguarda il calcolo del peso molecolare. Ad esempio, per calcolare il peso di 0.101 moli di NaCl, possiamo usare il peso molecolare di sodio (22.9898 g/mol) e cloro (35.453 g/mol), che sommati insieme danno 58.44 g/mol. Quindi, 1 mole : 58.44 grammi = 0.101 moli : x grammi, da cui x = 5.90 grammi.
Un altro tipo di calcolo riguarda il numero di atomi o molecole conoscendo il numero di moli. Ad esempio, nel calcolare quanti atomi di piombo sono contenuti in 2.70 g del metallo, in base al peso atomico del piombo, che è di 207.19 g/mol, 1 mole corrisponde a 207.19 grammi. Quindi, 1 mole : 207.19 grammi = x moli : 2.70 grammi, da cui x = 0.0130 moli e, poiché 1 mole contiene 6.023 × 10^23 entità, otteniamo 7.84 × 10^21 atomi.
Un’ultima tipologia riguarda il calcolo del numero di moli conoscendo gli atomi o le molecole. Ad esempio, per calcolare quante moli di CO (molecole di monossido di carbonio) corrispondono a 1.2 × 10^25 molecole, divideremo il numero di molecole dato per il numero di Avogadro (6.023 × 10^23), ottenendo 20 moli.
In sostanza, le formule chimiche e le quantità di sostanza coinvolte possono essere calcolate in vari modi, attraverso l’uso delle moli, concentrandosi sul peso molecolare e sul numero di Avogadro. Questi calcoli sono fondamentali per analizzare e comprendere le reazioni chimiche, nonché per determinare le quantità di sostanze coinvolte.