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La quantità chimica: la mole
1. La massa atomica e la massa molecolare
2. Contare per moli
3. Formule chimiche e composizione
percentuale
Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010
1. La massa atomica e la
massa molecolare
Dalton compilò la prima tabella delle masse atomiche
degli elementi conosciuti, prendendo come riferimento
l’atomo di idrogeno: la massa così espressa è detta
massa atomica relativa.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
Le masse atomiche proposte da Dalton risultarono errate
nella maggior parte dei casi perché Dalton partiva dal
presupposto che la molecola d’acqua avesse formula HO,
cioè che l’ossigeno fosse otto volte più pesante
dell’idrogeno.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
Fu grazie alla distinzione fra
atomi e molecole proposta
da Stanislao Canizzaro (in
base agli studi già compiuti
nel 1811 da Amedeo
Avogadro) che si arrivò alla
corretta determinazione della
massa degli atomi.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
Canizzaro utilizzò il principio di Avogadro per correggere
le masse atomiche relative conosciute e propose un
metodo per misurarle che aveva origine dalla densità dei
gas.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
Le masse atomiche e le masse molecolari oggi si possono
calcolare sperimentalmente utilizzando lo spettrometro di
massa.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
La massa atomica di un elemento è la massa relativa
rispetto all’ atomo di 12C.
L’unità di massa atomica (u o dalton) è uguale a 1/12
della massa dell’atomo 12C.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
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 tavola periodica riporta per ogni elemento il valore della
massa atomica, chiamata anche peso atomico.
1. La massa atomica e la
massa molecolare
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.
2. Contare per moli
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.
2. Contare per moli
Questa grandezza è la mole (mol).
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.
2. Contare per moli
La massa di una mole di un elemento (o di una molecola) è
uguale alla sua massa atomica (o molecolare) espressa in
grammi/mole.
La massa molare M che si misura in g/mol, è la massa di
una mole.
2. 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
2. 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).
2. Contare per moli
2. Contare per moli
In pratica, per calcolare il numero di moli di una sostanza si
usa la formula
3. Formule chimiche e
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.
3. Formule chimiche e
composizione percentuale
La composizione percentuale è utile per determinare la
massa effettiva di un elemento presente in una data massa
di composto.
3. Formule chimiche e
composizione percentuale
Con l’analisi qualitativa e quantitativa si calcolano
sperimentalmente le percentuali in massa degli elementi,
da cui si ricava la formula minima del composto.
3. Formule chimiche e
composizione percentuale
La formula minima indica il rapporto di combinazione
minimo con cui gli atomi si legano per formare la molecola.
La composizione percentuale è utile per determinare la
massa effettiva di un elemento presente in una data massa
di composto.
3. 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;
3. Formule chimiche e
composizione percentuale
• 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.
3. 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.
3. Formule chimiche e
composizione percentuale