CHIMICA, LEZIONE #3 Formula molecolare Formula minima La formula molecolare è l'espressione per indicare la composizione per quantità e rapporti di una data molecola. La formula minima è, invece, il minimo rapporto a cui si può ridurre la formula molecolare. Non sempre queste due coincidono. Esempio: H2O2 è la formula molecolare dell'acqua ossigenata (formata da 2 atomi di idrogeno e 2 di ossigeno) HO è la formula minima dell'acqua ossigenata La massa molecolare, o peso molecolare, indicato con MM (o PM) è la massa di una molecola, considerando atomo per atomo, espressa in unità di massa atomica (u). Viene definita unità di massa atomica la dodicesima parte dell'isotopo 12 del carbonio. L'unità vale: u = 1.66 * 10-24 g La massa atomica di un dato elemento si calcola come la sommatoria degli i isotopi dell'elemento per la percentuale di abbondanza (diviso 100, poiché entra in gioco la percentuale): ∑i M.A.i * %i/100 Percentuale in peso Si definisce percentuale in peso il rapporto fra la massa atomica e la massa molecolare. %w=M.A. * 100 M.M. Mole La mole è l'unità di sostanza chimica. Una mole contiene NA di particelle. Numero di Avogadro Numero di Avogadro: NA = 6.022 * 1023 Per calcolare il numero di moli disponiamo di due formule: n = Numero di particelle NA n= Massa Massa molare Numero di ossidazione Il numero di ossidazione è la carica che l'elemento assumerebbe, se la molecola si scindesse in parti ioniche. Esistono alcune regole per stabilire il numero di ossidazione: 1. Le specie in forma elementare hanno sempre numero di ossidazione nullo. 2. I metalli alcalini hanno sempre numero di ossidazione pari a +1. 3. I metalli alcalino-terrosi hanno sempre numero di ossidazione +2. 4. L'atomo più elettronegativo ha numero di ossidazione negativo. 5. L'ossigeno, ad eccezione dei perossidi dove ha num. oss. -1 e nei composti col fluoro (+2), ha sempre numero di ossidazione -2. 6. La somma algebrica dei numeri di ossidazione in una molecola deve essere 0. Esempio: La molecola CO2, se si scindesse, avrebbe un atomo di carbonio e due di ossigeno. Abbiamo detto che l'ossigeno ha numero di ossidazione -2 (non è un perossido e non è legato al fluoro). Trattandosi di 2 atomi di ossigeno, il carbonio, per annullare la carica dell'ossigeno, deve necessariamente avere numero di ossidazione +4. Esercizi Si abbia un composto CxHyOz, il cui PM è 180 u. Si sa, inoltre, che la percentuale in peso del carbonio è 40%, dell'idrogeno 6.7% e dell'ossigeno 53.3%. Si calcoli la formula molecolare. Sappiamo quindi che su 100g di questo composto: 40% è di C, →40 g nC = 40/12=3.33 mol 6.7% di H →6.7 g nH = 6.7/1 = 6.7 mol 53.3% di O →53.3 g nO = 53.3/16 = 3.33 mol A questo punto si prende il valore più piccolo e si divide tutti i valori per quello più piccolo, ottenendo il rapporto minimo (formula minima): x = 3.33/3.33= 1 y = 6.7/3.33 = 2 z = 3.33/3.33 = 1 La formula minima della molecola sarà quindi: C1H2O1 Ci resta ora da trovare il valore per cui moltiplicare tutti i pedici della formula minima, nel seguente modo: p = PM CxHyOz = 180 = 6 PM C1H2O1 30 Dobbiamo quindi moltiplicare i pedici della formula minima per 6, ottenendo la formula molecolare: C6H12O6