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
Il numero di Avogadro è numero di entità elementari contenute in una mole di sostanza. Il suo valore è 6.023 ∙1023
La massa molare ( peso molecolare) è numero di grammi corrispondenti a una mole di atomi o di molecole
Esercizi svolti
1a tipologia: conversione da grammi a mole
1) Calcolare quante moli sono contenute in 30.0 g di acqua.
Innanzitutto calcoliamo il peso molecolare che viene ottenuto dalla somma dei pesi atomici ( che sono forniti dalla Tavola Periodica):
peso atomico dell'idrogeno: 1.008 g/mol
peso atomico dell'ossigeno 15.999 g/mol
sommiamo i pesi atomici tenendo conto che, nella formula dell'acqua H2O vi sono 2 atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Peso molecolare = ( 2 ∙1.008) + 15.999 = 18.015 g/mol
Il peso molecolare ci indica che una mole di acqua pesa 18.015 g
Da cui se una mole pesa 18.015 g a quante moli corrispondono 30.0 g ?
Il calcolo può essere fatto in due modi
– impostando una proporzione ovvero 1 (mole) : 18.015 (grammi) = x (moli) : 30.0 (grammi)
Le proporzioni sono costituite da due estremi, nel nostro caso 1 e 30.0, e da due medi, nel nostro caso 18.015 e x. Per risolvere una proporzione si ricordi che se l'incognita è un medio essa è data dal prodotto dei due estremi diviso l'altro medio mentre se l'incognita è un estremo essa è data dal prodotto dei due medi diviso l'altro estremo.
Quindi nel nostro caso x = 30.0 g ∙1 mole / 18.015 g = 1.66
– ricordando la formula moli = grammi / peso molecolare
Si consiglia l'utilizzo del primo metodo in quanto non si deve ricordare alcuna formula a memoria
2) Calcolare a quante moli corrispondono 132.0 g di H2SO4
Calcoliamo il peso molecolare:
H: 1.008 g/mol
S: 32.066 g/mol
O: 15.999 g/mol
tenendo conto che nella molecola sono presenti due atomi di idrogeno, un atomo di zolfo e quattro atomi di ossigeno si ha:
peso molecolare = ( 2 ∙1.008) + 32.066 + ( 4 ∙15.999) =98.078 g/mol
da cui: 1 (mole) : 98.078 (grammi) = x (moli) : 132.0 (grammi)
x = 132.0 grammi ∙1 mole/ 98.078 g/mol= 1.35
2a tipologia: conversione da moli a grammi
1) Calcolare quanto pesano 2.30 moli di sodio
Dal peso atomico del sodio che è 22.9898 g/mol sappiamo che una mole di sodio pesa 22.9898 grammi. Possiamo impostare una proporzione:
1 mole : 22.9898 grammi = 2.30 moli : x grammi
Da cui x = 22.9898 grammi ∙2.30 moli / 1 mole = 52.9 g
In alternativa si può adoperare la formula:
grammi = numero di moli ∙peso molecolare
2) Calcolare quanto pesano 0.101 moli di NaCl
Calcoliamo il peso molecolare:
Na = 22.9898 g/mol
Cl = 35.453 g/mol
peso molecolare = 22.9898 + 35.453 = 58.44 g/mol
Impostiamo la proporzione:
1 mole : 58.44 grammi = 0.101 moli : x grammi
Da cui x = 58.44 grammi ∙0.101 moli / 1 mole = 5.90 grammi
3a tipologia: calcolo del numero di atomi o molecole conoscendo il numero di moli
1) Calcolare quanti atomi di piombo sono contenuti in 2.70 g del metallo
Dal peso atomico del piombo sappiamo che 1 mole pesa 207.19 g per cui calcoliamo le moli:
1 mole : 207.19 grammi = x moli : 2.70 grammi
x = 2.70 grammi ∙1 mole/ 207.19 g/mol= 0.0130 moli
Poiché 1 mole contiene 6.023 ∙1023 entità si può facilmente calcolare il numero di atomi:
6.023 ∙ 1023 ∙0.0130 = 7.84 ∙ 1021 atomi
2) Calcolare quante molecole sono contenute in 1.25 moli di CO2
In questo caso conoscendo già le moli, le molecole si ottengono da:
6.023 ∙ 1023 ∙1.25 = 7.53 ∙ 1023
3) Calcolare il numero di atomi di ossigeno presenti in 1.50 moli di H2SO4
Calcoliamo le molecole corrispondenti a 1.50 moli
6.023 ∙1023 ∙ 1.50 = 9.03 ∙ 1023
Poiché in ogni molecola di H2SO4 sono contenuti 4 atomi di ossigeno si ha:
atomi di ossigeno = 9.03 ∙ 1023 ∙ 4=3.61 ∙ 1024
4a tipologia: calcolo del numero di moli conoscendo gli atomi o le molecole
1) Calcolare a quante moli corrispondono 1.2 ∙ 1025 molecole di CO
Molecole di CO = 1.2 ∙ 1025 / 6.023 ∙ 1023 = 20 moli
2) Calcolare quante moli di H2SO4 contengono 1.20 ∙ 1024 atomi di ossigeno
Poiché 1 mole di H2SO4 contiene 4 moli di ossigeno si ha:
molecole di H2SO4 = 1.20 ∙ 1024/ 4 =3.00 ∙ 1023
moli di H2SO4 = 3.00 ∙ 1023 / 6.023 ∙1023 = 0.498
3) Calcolare gli atomi di idrogeno contenuti in 50.0 g di H2SO4
Innanzitutto dobbiamo calcolare le moli sapendo il peso molecolare di H2SO4 che è pari a 98.078 g/mol
Impostiamo la proporzione:
1 mole : 98.078 g = x moli : 50.0 g
x = 50.0 g ∙ 1 mole / 98.078 g = 0.510
Dal momento che 1 mole di H2SO4 contiene 2 moli di idrogeno si ha:
moli di idrogeno = 0.510 ∙ 2 = 1.02
atomi di idrogeno = 1.02 ∙ 6023 ∙ 1023 = 6.14 ∙ 1023
