La mole: lo stratagemma dei chimici per quantificare le reazioni

[LA MOLE: LO STRATAGEMMA DEI CHIMICI PER QUANTIFICARE LE
REAZIONI.]
La mole è uno dei concetti più importanti di tutta la chimica inorganica.
Partiamo dalla definizione: una mole corrisponde alla quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di
atomi pari a quelli contenuti in 12 g di C12.
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Tale numero di atomi è il numero di Avogadro, pari a 6.62*10 .
Ma non è certo da questa definizione che si può capire a cosa serve la mole.
Prendiamo una reazione chimica, molto semplice: la dissociazione dell'NaCl (il comune sale da cucina) in acqua.
L'NaCl è un composto ionico e, in quanto tale, in acqua si dissocia nei suoi ioni costituenti:
+
NaCl Na + Cl
Quando in una reazione chimica non ho numeri (i coefficienti stechiometrici) davanti ai composti, significa che è
sottointeso un 1:
+
1 NaCl 1 Na + 1Cl
E cosa significa quell'1?
+
Significa 1 mole! Dunque 1 mole di NaCl si dissocia in acqua per dare 1 mole di Na e 1 mole di Cl
Prendiamo un'altra celebre reazione, la combustione del metano:
CH4 + 2 O2 --> CO2 + 2 H2O
Qui 1 mole di metano (CH4) reagisce con 2 moli di ossigeno molecolare (O2) per dare 1 mole di anidride carbonica
(CO2) e 2 moli di acqua.
Ecco dunque a cosa servono le moli ai chimici: a determinare la quantità di ogni composto necessaria per effettuare
una reazione e per prevedere la quantità di composti che si formeranno da tale reazione.
C'è poi un altro concetto importante che permette di passare in modo semplice dalle moli (che non si possono
misurare con uno strumento) alla massa in g.
Il peso atomico di ogni atomo (o massa atomica) è la massa di un atomo di un determinato elemento. Si esprime in g
o kg ma i numeri che si ottengono sono molto piccoli (10^-25/10^-27); per ovviare a ciò si è passati al concetto di peso
atomico relativo.
Il peso atomico relativo di un atomo è il rapporto tra la massa atomica assoluta dell'atomo e la massa atomica di 1/12
dell'atomo di C-12.
La massa di 1/12 dell'atomo di C-12 è il valore adottato nell'SI per l'unità di massa atomica (u o uma).
Dato che poi 12 u corrispondono alla massa atomica di 12 g di C-12, si deduce che il peso atomico relativo è unguale
numericamente, ma non dimensionalmente (e concettualmente), alla massa molare di un atomo.
La massa molare è la massa di una mole di atomi e si esprime in g/mol.
Nella tavola periodica è identificabile con il peso atomico relativo.
Il peso atomico dell'atomo è il numero che normalmente si trova in alto a destra, per ogni elemento
della tavola periodica.
In alcune tavole periodiche capita però di trovarlo anche sotto all'elemento.
Il numero in alto a sinistra è invece il numero atomico dell'atomo, che corrisponde al numero di protoni
contenuti nel nucleo dell'atomo stesso.
C'è una relazione importantissima che lega massa, massa molare e numero di moli:
numero di moli (mol)= massa (g) * massa molare (g/mol)
Elena La Chimica
[LA MOLE: LO STRATAGEMMA DEI CHIMICI PER QUANTIFICARE LE
REAZIONI.]
Con tale relazione si può tranquillamente passare dalle moli alla massa.
Quando si considera un composto e non un signolo elemento, la massa molare è uguale alla somma delle masse
molari dei singoli elementi costituenti la molecola.
Impropriamente si parla di peso molecolare (o massa molecolare) per intendere la massa molare di una molecola:
invece il peso molecolare è la somma dei pesi atomici relativi e si esprime in u.
Ai fini pratici peso molecolare e massa molare di una molecola risultano uguali in valore (e da qui l'errore) ma
dimensionalmente non lo sono.
Si può tranquillamente parlare di peso molecolare per intendere la massa molare di un composto (e tutti i chimici lo
fanno), basta però aver ben chiara la differenza concettuale.
Elena La Chimica