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Paolo Pistarà Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011
Copertina
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Paolo Pistarà Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011
CAPITOLO
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
6. Concentrazione molare di una soluzione
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Indice
Paolo Pistarà Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011
La massa di un atomo o di una molecola è molto piccola.
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CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 961
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).
La mole: unità di 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 insieme di particelle la cui unità di misura è la mole.
Paolo Pistarà Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011
Il numero di particelle contenute in una mole è noto come costante di Avogadro (simbolo N).
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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)”
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 961
Costante di Avogadro
La mole: unità di quantità di sostanza
Paolo Pistarà Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011 5
2 Le massa molare
La massa molare si esprime in grammi per mole (g/mol).
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 97
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
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2 Le massa molare
La relazione tra la massa di una sostanza e le moli corrispondenti è data da:
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 97
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 Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011 7
3 Volume molare di un gas
Il volume molare di un gas è il volume occupato da una mole di gas in condizioni definite.
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 100
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.
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3 Volume molare di un gas
Mappa concettuale: La mole
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 101
LA MOLE
MOLI
MASSA(in grammi)
VOLUME(in litri)
NUMERO DI ATOMIO DI MOLECOLE
MOLI
MASSA(in grammi)
VOLUME(in litri)
NUMERO DI ATOMIO 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 Principi di Chimica Moderna© Istituto Italiano Edizioni Atlas 2011
Per composizione percentuale s’intende la massa di ciascun elemento in 100 g di composto.
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per una mole del composto, esegui il rapporto in massa e moltiplica per 100.
MH2O = (2 1,01 g/mol) + (1 16,00 g/mol) = 18,02 g/mol
Consideriamo la molecola di H2O:
Composizione percentualedi un composto
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 101
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%
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Per formula empirica s’intende il rapporto numerico più piccolo e intero con cui gli atomi degli elementi sono presenti in un composto.
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Dalla composizione percentuale è possibile risalire alla formula empirica di un composto con i seguenti passaggi:
5 Formula empirica e formula molecolare
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 102
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.
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La formula molecolare indica il numero reale di atomi di ciascun elemento in una molecola del composto.
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La formula molecolare è un multiplo intero (n) della formula empirica.
5 Formula empirica e formula molecolare
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 103
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 empirican = =
180,18 u
30,03 u= 6
La formula molecolare del composto è C6H12O6, cioè 6 volte la formula empirica.
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La molarità di una soluzione (indicata con M) è definita dalle moli di soluto disciolte in un litro di soluzione (soluto + solvente).
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6 Concentrazione molaredi una soluzione
CAPITOLO 5. LA MOLE PAG. 104
moli (soluto)
volume in litri (soluzione)Molarità (M) =