Lezione 5. Mole

MASSE ATOMICHE RELATIVE - MOLE
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9 Massa Atomica
9 Massa Molecolare
9 La mole
9 Massa Molare
9 Composizione percentuale dei composti chimici
9 Formula Minima e Formula Molecolare
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Proff. M. De Rosa/C. Schiraldi
MASSA ATOMICA
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Pur essendo ormai note le masse assolute di tutti gli elementi
(che hanno un ordine di grandezza compreso tra 10-22 e 10-24 g),
nei calcoli chimici è più comodo ricorrere alle
masse atomiche relative.
Nel 1961 la IUPAC ha deciso di scegliere come
unità di massa atomica (uma)
ODGRGLFHVLPDSDUWHGHOODPDVVDGHOO¶DWRPR12C, che è
O¶LVRWRSRGHOFDUERQLRSLUDSSUHVHQWDWRLQQDWXUD
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PESO ATOMICO DI UN ELEMENTO
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È il rapporto tra la massa media di un atomo di
TXHOO¶HOHPHQWRFDOFRODWDWHQHQGRFRQWRGHOOD
FRPSRVL]LRQHLVRWRSLFDGHOO¶HOHPHQWRHODPDVVDGHOOD
dodicesima parte di un atomo di 12C.
Peso atomico
del C =
massa in g del 12C . 0,9889 + massa in g 13C . 0,0111
= 12,011 uma
1/12 massa in g del 12C
Peso atomico
GHOO¶2
massa in g del 16O . 0,99759 + massa in g
17O .
0,00037 + massa in g
18O
. 0,00204
= 15,999 uma
1/12 massa in g del 12C
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PESO MOLECOLARE
(¶ODVRPPDGHLSHVLDWRPLFLGLWXWWLJOLDWRPLSUHVHQWLLQXQD
molecola della sostanza
(V&DOFRODUHLOSHVRPROHFRODUHGHOO¶DQLGULGHFDUERQLFD
CO2
1 atomo di carbonio
2 atomi di ossigeno
P.M. = 1 · peso atomico C + 2 · peso atomico O
12, 0112 uma + 2 · 15,9994 uma = 44,0100 uma
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PESO FORMULA
si usa quando una sostanza non è formata da molecole
discrete (es. SiO2, NaCl).
(¶ODVRPPDGHLSHVLDWRPLFLGLWXWWLJOLDWRPLSUHVHQWL
nella formula della sostanza.
Il peso formula di SiO2 è:
peso atomico del Si + 2 . SHVRDWRPLFRGHOO¶2
28,086 uma + 2 . 15,999 uma = 60,084 uma
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LA MOLE
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/DPROHPROqO¶XQLWjFKLPLFDGLPLVXUDGHOODTXDQWLWjGLVRVWDQ]D
La mole è definita come la quantità di sostanza che
contiene 6,022 . 1023 unità chimiche elementari
(atomi molecole, ioni, ecc.) della sostanza
Esempi
- Una mole di H2O è la quantità di H2O che contiene 6,022 . 1023
molecole di H2O
- Una mole di Fe contiene 6,022 . 1023 atomi di Fe
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LA MOLE
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6,022 . 1023 (NUMERO DI AVOGADRO) è il numero di atomi di C
contenuti in 12 g di 12C
1 mole di 12C pesa 12 g
Numericamente il peso (in g) di una mole di C corrisponde al
peso atomico del C (in uma):
1 atomo di C = 12 uma
1 mole di C = 12 g
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MASSA MOLARE
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La MASSA MOLARE di una sostanza
qO¶DPPRQWDUHLQJUDPPLGLXQDPROHGHOODVRVWDQ]D
Numericamente la massa molare di un qualunque elemento
FRUULVSRQGHDOSHVRDWRPLFRGHOO¶HOHPHQWR
Peso atomico Fe = 55,85 uma
Massa molare Fe = 55,85 g/mol
La massa molare di una sostanza molecolare coincide
(numericamente) con il peso molecolare della sostanza
Peso Molecolare CO = 12 uma+16 uma = 28 uma
Massa Molare CO = 28 g/mol
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LA MOLE
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8QDPROHGLVRVWDQ]HGLYHUVHFRQWLHQHORVWHVVRQXPHURGL³SDUWLFHOOH´:
Una mole di C contiene 6,022 . 1023 atomi di C
Una mole di CO2 contiene 6,022 . 1023 molecole di CO2
Una mole di H2O contiene 6,022 . 1023 molecole di H2O
Una mole di sostanze diverse corrisponde ad una massa in g diversa:
Una mole di C pesa 12 g
Una mole di CO2 è costituita da 1 mole di C + 2 moli di O, quindi
pesa 12 g + 16g . 2 = 44 g
Una mole di H2O è costituita da 2 moli di H e 1 mole di O, quindi
pesa 1g .2 + 16g = 18 g
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LA MOLE
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LA MOLE
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Nei calcoli chimici la quantità di sostanza è sempre espressa in
moli, non in grammi!
n
(numero di
moli di una
sostanza)
massa della sostanza (g)
=
massa molare della sostanza (g/mol)
= mol
20 g di H22«TXDQWHPROL"
H = 1 uma O = 16 uma Ÿ PM H2O = 18 uma
Ÿ massa molare H2O = 18 g/mol
nH2O = 20 g / 18 g .mol -1 = 1,11 moli di H2O
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Quante moli di atomi di ferro ci sono in 400 g di
ferro?
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Peso atomico Fe = 55,85 uma
Massa molare Fe = 55,85 g
nFe =
massa in g Fe
=
massa molare Fe
400 g
55,85 g/mol
= 7,16 mol
Quanti atomi di ferro ci sono in 400 g di ferro?
400 g Fe = 7,16 moli Fe
1 mole di Fe contiene 6,022 . 1023 atomi di Fe Ÿ
7,16 moli di Fe contengono 7,16 . 6,022 . 1023
= 43,11 . 1023 atomi di Fe
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Quante moli di molecole di acido solforico ci sono in
250,0 g di H2SO4?
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H = 1 uma S = 32 uma O = 16 uma
Peso Molecolare H2SO4 = 98 uma
Massa molare H2SO4 = 98 g
n H SO =
2
4
massa in g
=
massa molare
250 g
98 g/mol
= 2,55 mol
Quante molecole di H2SO4 ci sono in 250 g di H2SO4?
250 g H2SO4 = 2,55 moli
1 mole di H2SO4 contiene 6,022 . 1023 molecole di H2SO4 Ÿ
2,55 moli di H2SO4 contengono 2,55 . 6,022 . 1023
= 15,36 . 1023 molecole di H2SO4
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Quante moli di H, S e O ci sono in 250,0 g di H2SO4?
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1 mole di H2SO4 contiene 2 moli di H, 1 mole di S e 4 moli di O
Ÿ 250 g di H2SO4 = 2,55 moli di H2SO4
contengono 2,55 . 2 = 5,04 moli di H
2,55 . 1 = 2,55 moli di S
2,55 . 4 = 10,08 moli di O
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COMPOSIZIONE PERCENTUALE DEI COMPOSTI
CHIMICI
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Determinazione della composizione percentuale in peso di un composto
dalla sua formula.
6LFRQVLGHULDGHVO¶DFLGRQLWULFR+123
1 molecola di HNO3 è costituita da 1 atomo di H, 1 atomo di N e 3 atomi di O
1 mole di HNO3 è costituita da 1 mole di H, 1 mole di N e 3 moli di O
1 mole di HNO3 = (1+14+16.3)g = 63 g e contiene
1 mole di H = 1 g di H
1 mole di N = 14 g di N
3 moli di O = 16 . 3 = 48 g di O
%N=
%H=
1gH
63 g totali
.
100 = 1,6 %
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%O=
14 g N
63 g totali
48 g O
63 g totali
.
100 = 22,2 %
.
100 = 76,2 %
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COMPOSIZIONE PERCENTUALE DEI COMPOSTI
CHIMICI
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.. viceversa.. nota la composizione percentuale in peso di un composto,
è possibile risalire alla sua formula chimica.
La percentuale in peso di un composto è:
43,7% di P
56,3 % di O
Qual è la sua formula?
Su 100 g totali di composto, 43,7 sono di P e 56,3 di O.
Su 100 g totali di composto ci sono 43,7g/31g.mol-1 = 1,4 moli di P
e 56,3g/16g.mol-1 = 3,5 moli di O
moli O/ moli P = 3,5/1,4 = 2,5
ŸPO2,5
moltiplicando per 2 si ha P2O5.
Il composto in questione è anidride fosforica.
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FORMULE CHIMICHE
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Formula minima (empirica): si limita ad indicare gli atomi costituenti
il composto nel loro rapporto numerico di combinazione.
Formula Molecolare: indica il numero effettivo degli atomi che
costituiscono la molecola.
Es.
Composto
Acqua
Acqua ossigenata
Ammoniaca
Idrazina
f.minima
f.molecolare
H2 O
HO
NH3
NH2
H2O
H 2 O2
NH3
N 2 H4
Dalla composizione percentuale in peso di un composto si ricava la formula
minima del composto che non sempre coincide con quella molecolare. In
TXHVW¶XOWLPR caso, se è noto anche il Peso Molecolare del composto, si può risalire
anche alla sua formula molecolare
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