La mole (o grammo-mole, simbolo mol) è una delle sette unità di misura base del Sistema Internazionale.
Viene definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di entità elementari pari al numero di atomi presenti in 0,012 chilogrammi di carbonio-12.
Tale numero è noto come Numero di Avogadro, ed è approssimativamente pari a 6,023 × 1023.
In conseguenza di tale definizione, la mole di una sostanza chimica - elemento o composto - è approssimabile come una quantità di sostanza espressa in grammi che coincide numericamente con la massa atomica o molecolare della sostanza stessa.
Ad esempio, data la massa atomica del sodio, 22,99, 1 mole di sodio corrisponde a 22,99 grammi (quantità in grammi uguale alla massa atomica).
Altro esempio, il caso di una molecola, data la massa molecolare dell'acqua (H2O), 18,016, 1 mole di acqua corrisponde a 18,016 grammi (quantità in grammi uguale alla massa molecolare).
Un'altra caratteristica della mole è riscontrabile nei gas: una mole di molecole di qualunque gas, in condizioni normali (temperatura di 0°C e pressione di 1013mb) occupa sempre un volume di 22,4L. Così si possono calcolare quante molecole ci sono in un certo volume di gas e anche la sua massa.
Le entità possono essere:
atomi
molecole
ioni
elettroni (la carica di una mole di elettroni definisce il faraday, pari a 96485 coulomb; da non confondere con l'unità della capacità elettrica, il farad)
fotoni (una mole di fotoni è detta anche un einstein)
altre particelle
gruppi specifici di queste particelle
Si veda: Lista delle particelle, chimica e fisica
In termini più semplici, la mole è un metodo conveniente di contare grandi numeri di particelle.
Quindi: 1 mole di atomi contiene 6,02 × 1023 atomi, 1 mole di molecole contiene 6,02 × 1023 molecole, 1 mole di ioni contiene 6,02 × 1023 ioni,
Una mole di atomi o molecole veniva anche in passato chiamata 'grammo-atomo' o 'grammo-molecola', rispettivamente. Oggi si riferisce alla mole di atomi o molecole come massa molare, cioè la massa in grammi di una sostanza che corrisponde alla mole e si esprime in grammi/mole
Dalla definizione consegue che una mole di una sostanza è una quantità di tale sostanza il cui peso espresso in grammi coincide con il valore del suo peso atomico o peso molecolare. Ad esempio, una mole di acqua corrisponde come abbiamo visto a 18,016 grammi perché la massa molecolare è uguale appunto a 18,016.
Alcuni scienziati si sono dilettati nei calcoli per fare degli esempi concreti di quanto sia grande il numero di Avogadro:
Se si prendesse un numero di palline da ping pong pari a quello di Avogadro e le si disponesse in modo omogeneo sulla superficie terrestre si raggiungerebbe un altezza di 50 chilometri, ovvero più di 6 volte l'altezza dell'Everest, e si supererebbe l'atmosfera.
Se si prendesse lo stesso numero di cuori di pop-corn si potrebbero coprire gli Stati Uniti con uno spessore di 9 miglia
Il numero di tazze d'acqua contenute nell'oceano pacifico è anche simile al numero di Avogadro
Se la stessa quantità di centesimi di Euro fosse distribuita ogni abitante della terra avrebbe 1 000 000 000 000 Euro.
[modifica] Moli e calcoli
Le moli sono molto utili nei calcoli chimici, in quanto permettono il calcolo dei rendimenti e di altri valori, quando si trattano particelle di massa differente. È inoltre utile perché si evita di usare numeri molto piccoli o molto grandi. Nel seguente esempio, le moli sono usate per calcolare la massa di CO2 emessa, quando viene bruciato 1 g di etano. La formula coinvolta è:
3,5 O2 + C2H6 → 2 CO2 + 3 H2O
Qui, 3,5 moli di ossigeno reagiscono con 1 mole di etano, per produrre 2 moli di CO2 e 3 moli di H2O. Si noti che la quantità di molecole non necessita di essere bilanciata su ambo i lati dell'equazione. Questo perché la mole non conta la massa o il numero di atomi coinvolti, ma semplicemente il numero di particelle individuali. Nel nostro calcolo è prima di tutto necessario calcolare il numero di moli di etano che sono state bruciate. La massa di una mole di sostanza è definita come pari alla sua massa atomica o molecolare. La massa atomica dell'idrogeno e pari a 1 g, e la massa atomica del carbonio e pari a 12 g, quindi la massa molecolare del C2H6 è: 2×12 + 6×1 = 30 g. Una mole di etano pesa 30 g. Il quantitativo bruciato era di 1 g, o 1/30 di mole. La massa molecolare della CO2 (con massa atomica del carbonio 12 g e dell'ossigeno 16g) è: 2×16 + 12 = 44g, quindi una mole di anidride carbonica pesa 44 g. Dalla formula sappiamo che:
1 mole di etano produce 2 moli di anidride carbonica.
Conosciamo anche la massa delle moli di etano e anidride carbonica, quindi:
30 g di etano producono 2×44 g di anidride carbonica.
È necessario moltiplicare per due la massa dell'anidride carbonica perché due moli vengono prodotte. Comunque, sappiamo anche che solo 1/30 dell'etano è stato bruciato. E di nuovo:
1/30 di mole di etano produce 2×1/30 di mole di anidride carbonica.
E finalmente
30 × 1/30 g di etano producono 44 × 2/30 g di anidride carbonica = 2,93 g
[modifica] Esempi
Convertire in grammi 1,8 mol di ossigeno atomico (O)
Massa atomica dell'ossigeno = 16,00 → 1 mole
16,00 × 1,8 moli = 28,8 grammi.
Convertire in grammi 2,6 mol di ossigeno molecolare (O2)
massa molecolare dell'ossigeno = 32,00 × 2,6 moli = 83,2 grammi.
Convertire in grammi 2,6 mol di cloruro di sodio (NaCl)
massa atomica del sodio = 22,99 + massa atomica del cloro = 35,45 = 58,44 (massa molecolare NaCl)
58,44 × 2,6 = 151,994 grammi.
Convertire in moli 11 g di ammoniaca (NH3)
massa molecolare della NH3 = 3 × 1,008 + 14,01 = 17,34 11 g : 17,34 = 0,634 moli.
Convertire in grammi 67,2 litri di idrogeno in condizioni normali (H2)
67,2L:22,4L/mol=3mol massa molare dell'idrogeno = 1,008g/mol x 2 = 2,016g/mol 3mol x 2,016g/mol = 6,048g
2007-01-08 15:25:52
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answer #9
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answered by eleonora 5
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