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1. La massa di atomi e molecole: un po’ di storia
Dalton: prima tabella delle masse atomiche degli elementi conosciuti (prendendo come riferimento l’atomo di idrogeno)
La massa così espressa è detta massa atomica relativa.
La massa degli atomi: un po’ di storia…
2. Le reazioni tra i gas e il principio di Avogadro
Le ricerche condotte da Gay-Lussac sui gas confermarono l’esistenza di rapporti di combinazione ben precisi tra i loro volumi.
2. Le reazioni tra i gas e il principio di AvogadroLa legge di combinazione dei volumi di Gay-Lussac e la teoria atomica di Dalton furono messe in relazione dal principio di Avogadro.
Volumi uguali di gas diversi, alla stessa pressione e temperatura, contengono lo stesso numero di molecole.
4. La massa atomica e la massa molecolare
La massa atomica di un elemento è la massa relativa rispetto all’atomo di 12C, cioè l’unità di massa atomica (u o dalton) è uguale a 1/12 della massa dell’atomo 12C.
La massa atomica relativa, MA, di un elemento è la sua massa espressa in unità u, quindi relativamente alla massa dell’atomo di carbonio.
La massa molecolare relativa, MM o peso molecolare, è la somma delle masse atomiche che compaiono nella molecola.
Per i composti ionici la massa molecolare relativa si calcola allo stesso modo ma prende il nome di peso formula.
5. Contare per moli
LA MOLE
Il valore dell’unità di massa atomica, 1 u = 1,661 * 10-24 g, è estremamente piccolo per essere misurato con gli strumenti a noi conosciuti.
È stato perciò necessario trovare una grandezza che mettesse in relazione gli atomi e le molecole con le grandezze misurabili con le bilance.
Questa grandezza è la mole (mol).
5. Contare per moliLA MOLE
Una mole è la quantità di sostanza che contiene un numero di particelle elementari uguali al numero di atomi contenuti in 12 g di 12C.
5. Contare per moli
La massa di una mole di un elemento (o di un composto) è uguale alla sua massa atomica (o massa molecolare) espressa in grammi.
La massa molare M che si misura in g/mol, è la massa di una mole.
Nel caso dei gas, il Vm corrisponde a 22,4 L
5. Contare per moli
Avogadro si pose il problema di quante particelle elementari fossero contenute in una mole e lo risolse tramite il rapporto:
massa molare/massa atomica =
= 6,022 * 1023 particelle/mol
5. Contare per moli
Il risultato del rapporto
massa molare/massa atomica =
= 6,022 * 1023 particelle/mol
è noto come numero o costante di Avogadro.
Una mole di sostanza contiene sempre 6,022 * 1023 particelle (atomi, molecole o ioni).
Es. Quanti atomi di H sono presenti in una mole di acqua?A. 2*105
B. 2,12*10-15
C. 1,204*1024
D. 1,1*1015
E. 6,02*1023
In una mole di acqua ci sono 6,02*1023 molecole di acqua, in ogni molecola di acqua ci sono 2 atomi di H
La massa molecolare dell’acqua è pari a 18 uma. Perciò in 1L d’acqua sono contenute:A. 100 mol di acquaB. 1,8 *10-3 mol di acquaC. 55,5 mol di acquaD. 22,4 mol di acquaE. 1,8 *103 mol di acqua
Nel caso dell’acqua, 1L=1Kg; quindi n= 1000g /18 g mol-1
5. Contare per moliIn pratica, per calcolare il numero di moli di una sostanza si usa la formula:
Es.L’acido solforico ha peso molecolare 98 uma. A quanti grammi corrispondono 5 mol di questa sostanza?
A. 98B. 490C. 35D. 19,6E. 5*6, 023*1023
g= moli * massa molare
Quindi: 5*98= 490 g
Il peso molecolare del glucosio C6H12O6 è 180 uma. Quante molecole sono presenti in 18 g di glucosio?A. 342B. 6,02*1022
C. 3420D. 3,42*1010
E. 6,02*1023
Prima troviamo le moli: 18g/180 g*mol-1=
A questo punto, il numero di molecole= n* NA
22,0 g di un gas occupano 5.6 dm3 in condizioni STP. Qual è la massa molare del gas?A. 88,0 g/molB. 44,0 g/molC. 108 g/molD. 5,50 g/molE. 176 g/mol
Calcoliamo le moli: n= 5.6 dm3 /22,4 L (dm3)= 0,25E poi la massa molare= 22/0,25= 88
Quando 1,2 g di magnesio reagiscono completamente con acido solforico diluito ein eccesso, il magnesio solfato prodotto viene separato, disidratato e ha un pesofinale di 5,5 g.La reazione è:Mg + H2SO4→ MgSO4 + H2
Qual è la resa di magnesio solfato in percentuale?“Si assuma massa atomica relativa: Mg = 24; S = 32; O = 16”
A) 92%
B) 22%
C) 71%
D) 80%
E) 8%
1,2 g di Mg corrispondono a 0,05 moli; il massimo teorico di MgSO4 che 0,05 molidi Mg possono produrre è 0,05 moli cioè 6 g di MgSO4. In questa reazione ne sonostati prodotti 5,5 g, cioè il 92% ddlla resa teorica
6. Formule chimiche e composizione percentuale
LA COMPOSIZIONE PERCENTUALE
Attraverso le formule chimiche che esprimono i rapporti di combinazione fra gli atomi componenti è possibile calcolare la percentuale in massa o composizione percentuale di ciascun elemento presente nel composto.
La composizione percentuale è utile per determinare la massa effettiva di un elemento presente in una data massa di composto.
6. Formule chimiche e composizione percentuale
IL CALCOLO DELLA FORMULA MINIMA E MOLECOLARE
Per mezzo dell’analisi qualitativa e quantitativa si calcolano sperimentalmente le percentuali in massa degli elementi, da cui si ricava la formula minima del composto.
La formula minima indica il rapporto di combinazione minimo con cui gli atomi si legano per formare la molecola.
6. Formule chimiche e composizione percentuale
I passaggi per determinare la formula minima sono i seguenti:
• si scrive la massa m in grammi di ciascun elemento presente in 100 g di composto, cioè la sua percentuale in massa;
• si calcola il numero di moli n di ciascun elemento;
• si divide il numero di moli di ciascun elemento per il più piccolo numero di moli calcolato: i numeri interi che si ottengono sono gli indici numerici della formula;
• si scrivono gli elementi e in basso a destra di ciascuno il rispettivo indice.
Un ossido di rame contiene l’80% in massa di rame. Qual è la formula di quest’ossido)A. Cu3O4
B. CuO2
C. Cu2O3
D. CuOE. CuO3
I passaggi per determinare la formula minima sono i seguenti:
• si scrive la massa m in grammi di ciascun elemento presente in 100 g di composto, cioè la sua percentuale in massa: Cu= 80 g e O=20 g
• si calcola il numero di moli n di ciascun elemento
nCu= 80/ 64= 1,25 nO=20/16= 1,25
• si divide il numero di moli di ciascun elemento per il più piccolo numero di moli calcolato: i numeri interi che si ottengono sono gli indici numerici della formula;
Cu 1,25/1,25=1 O 1,25/1,25=1
• si scrivono gli elementi e in basso a destra di ciascuno il rispettivo indice= CuO
6. Formule chimiche e composizione percentuale
Per ricavare la formula molecolare di un composto è necessario misurare sperimentalmente anche la sua massa molecolare.
La formula molecolare è un multiplo della formula minima.
