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Mole e Quantità Chimica

La mole: unità di quantità di sostanza

Da un punto di vista pratico, l'utilizzo delle masse atomiche e molecolari espresse in unità di massa atomica non è agevole, in quanto tale unità corrisponde a un valore estremamente piccolo (1,66 ·10-27 Kg).

E' necessario pertanto trovare un collegamento tra il mondo microscopico e quello macroscopico.

A tal fine è conveniente prendere in considerazione un insieme sufficientemente elevato di unità tale da potere essere apprezzato e quindi misurato.

Se mettiamo a confronto un atomo di rame, Cu (massa atomica 64u), e un atomo di ossigeno, O (massa atomica 16u), notiamo che l'atomo di rame è 4 volte più pesante dell'atomo di ossigeno.

Se ora consideriamo 2 atomi di rame e due atomi di ossigeno, notiamo che il rapporto delle loro masse è sempre di 4 : 1.

Se ora consideriamo invece dieci atomi di rame e dieci atomi di ossigeno, il rapporto delle loro masse sarà sempre di 4 : 1

In generale se consideriamo n atomi di rame e n atomi di ossigeno, il rapporto tra le loro masse è sempre 4 : 1.

Se prendiamo 64 g di rame, cioè una massa uguale alla massa atomica del rame espressa in grammi, e 16 g di ossigeno, cioè una massa uguale alla massa atomica dell'ossigeno espressa in grammi, allora entrambe le quantità contengono lo stesso numero n di atomi poichè le rispettive masse sono sempre nel rapporto di 4 : 1.

Le n particelle con massa complessiva pari alla massa atomica espressa in grammi costituiscono una ben precisa quantità chiamata mole, che è l'unità di misura della quantità di sostanza, una delle sette grandezze fondamentali del Sistema Internazionale.

Lo stesso ragionamento resterà valido se anzichè a degli atomi ci si riferisce a delle molecole.

Tale numero n è stato determinato sperimentalmente ed è risultato essere 6,022 · 1023. Esso viene indicato con No ed è chiamato numero di Avogadro, dal nome dello scienziato che per primo ne ha colto il significato.

Pertanto: la mole è la quantità di sostanza che contiene un numero di Avogadro di particelle elementari, atomi o molecole.

Quindi: per prelevare una mole di qualsiasi sostanza, basterà pesarne una quantità in grammi numericamente uguale alla massa atomica o alla massa molecolare. In tal modo saremo sempre certi che con tale quantità preleveremo sempre un numero di Avogadro di atomi o di molecole.

Definizione di mole

Poichè l'unità di massa atomica scelta è il Dalton, unità di massa atomica, che corrisponde alla dodicesima parte dell'atomo di 12C, occorre dare per la mole una definizione più rigorosa, che è quella adottata nella comunità scientifica:

la mole è la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari, atomi o molecole, quanti sono gli atomi presenti in 12 g di carbonio 12C.

La mole per il chimico è quindi l'unità di misura fondamentale; essa, infatti, permette di determinare il numero delle particelle contenute in una determinata quantità di sostanza.

La massa in grammi di una mole prende il nome di massa molare, misurata in g/mol, e il suo simbolo è M.

Calcoli con le moli

Conoscendo la massa in grammi m di una sostanza è possibile determinare il numero delle moliutilizzando la seguente formula:

massa molare

nella quale:

n = numero moli (mol)

m = massa in grammi (g)

M = massa molare (g/mol)

Conoscendo il numero delle moli n è possibile determinare il valore della massa m del campione:

formula massa molare

E' possibile determinare il valore della massa molare della sostanza conoscendo il numero di moli e la massa in grammi:

formulainversa massa molare

Esercizi sulla mole

Se ti interessano esercizi svolti su questi argomenti vai al seguente link: esercizi con le moli.

Quiz sulla mole

Se ti interessano li trovi qui: quiz sulla mole.

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