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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