La mole è la quantità di sostanza che contiene 6.023∙1023 entità elementari (atomi, molecole, ioni, elettroni) e pesa un numero di grammi pari alla sua massa atomica o molecolare ( peso atomico e peso molecolare).
Numero di Avogadro: numero di entità elementari contenute in una mole di sostanza. Il suo valore è 6.023∙1023
Massa molare (peso molecolare): numero di grammi corrispondenti a una mole di atomi o di molecole
Sono proposti semplici esercizi sulla mole con relative spiegazioni
Esercizi svolti
1) Calcolare quanti atomi di ossigeno sono presenti in 0.10 moli di nitrato di bario
Dato che una mole contiene 6.023 ∙ 1023 molecole in 0.10 moli sono presenti 6.023 ∙1022 molecole. In una molecola di Ba(NO3)2 vi sono 3 ∙ 2 = 6 atomi di ossigeno pertanto gli atomi di ossigeno presenti in 0.10 moli di Ba(NO3)2 sono pari 6.023 · 1022∙ 6 = 3.6∙1023 atomi
2) Calcolare quanti atomi di ossigeno sono presenti in 5.22 g di nitrato di bario
Dobbiamo innanzitutto calcolare il peso molecolare del composto dalla somma dei pesi atomici:
Peso atomico del bario = 137.34 g/mol
P,A. dell’azoto = 14.0067 g/mol
P.A. dell’ossigeno = 15.9994 g/mol
In una mole di Ba(NO3)2 vi sono 2 moli di azoto e 3 ∙ 2 = 6 moli di ossigeno.
Il peso molecolare del composto è quindi pari a: 137.34 + 2( 14.0067) + 6( 15.9994) = 261.35 g/mol
Moli di Ba(NO3)2 = 5.22 g/ 261.35 g/mol= 0.0200
Il problema ora si risolve in modo analogo al primo:
molecole di Ba(NO3)2 = 0.0200∙6.023 ∙ 1023 = 1.20∙1022
atomi di ossigeno = 1.20∙1022∙ 6 = 7.22∙1022
N.B. Rispetto al primo problema in cui la traccia dava 2 cifre significative e, conseguentemente anche la risposta prevedeva due cifra significative, in questo problema nella traccia ci vengono date tre cifre significative e, conseguentemente, altrettante ne dobbiamo fornire nella risposta.
3) Calcolare il numero di molecole di P2O5 che si possono formare da 2.00 g di fosforo e 5.00 g di ossigeno
In questi tipi di problema si passa subito dai grammi alle moli:
moli di P = 2.00 g / 30.974 g/mol= 0.0646
moli di ossigeno = 5.00 g/15.9994 g/mol= 0.313
a questo punto calcoliamo, sulla base della formula che prevede che vi siano 2 atomi ( o 2 moli ) di fosforo per ogni 5 atomi (o 5 moli) di ossigeno quale tra i due sia in eccesso; possiamo considerare che il rapporto tra P e O è di 2:5
moli di ossigeno necessarie = 0.0646 ∙ 5 /2 = 0.161
Poiché si dispone di 0.313 moli di ossigeno, è evidente che l’ossigeno risulta essere in eccesso e pertanto, poichè 1 mole di P2O5 contiene due moli di P si potranno formare 0.0646/2 = 0.0323 moli di P2O5
4) Calcolare il peso di una molecola di chinino avente formula C20H24N2O2
Anche in questa tipologia di problema di devono calcolare le moli attraverso il peso molecolare che risulta essere pari a 324.424 g/mol
Una mole contiene 6.023 ∙ 1023 molecole e quindi, dato che una mole pesa 324.424 g il peso di una molecola è pari a
Peso di una molecola di chinino = 324.424 / 6.023 ∙1023 = 5.39 ∙ 10-22 g
5) Calcolare il numero di molecole di acqua presenti in una goccia di acqua sapendo che una goccia equivale a 0.05 mL assumendo la densità dell’acqua pari a 1.0 g/mL
Il peso di una goccia di acqua è pari a 1.0 g/mL ∙ 0.05 mL = 0.05 g
Il peso molecolare dell’acqua vale 18.0 g/mol
Le moli di acqua corrispondono a 0.05 g/ 18.0 g/mol= 0.003
Poiché 1 mole corrisponde a 6.023 ∙1023 molecole si ha:
molecole di acqua = 0.003 ∙6.023 ∙1023 = 2 ∙ 1021
6) Una miscela contiene la specie X e la specie Y. La massa totale di X e Y corrisponde a 3.72 g. Il numero totale di moli è pari a 0.0600. Se il peso di una mole di Y corrisponde a 48.0 g e se sono presenti 0.0200 moli di X calcolare il peso di una mole di X.
Le moli di Y corrispondono a 0.0600 – 0.0200 = 0.0400
La massa di Y è pari a 0.0400 mol x 48 g/mol= 1.92 g
La massa di X vale quindi 3.72 – 1.92 =1.80 g; pertanto il peso di una mole di X che corrisponde al peso molecolare è pari a 1.80/ 0.0200 =90.0 g