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1 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

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1 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

Valitutti, Tifi, Gentile

Esploriamo la chimica Seconda edizione di Chimica: molecole in movimento

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Capitolo 5 La quantità chimica: la mole

1. La massa atomica e la massa

molecolare

2. Contare per moli 3. Formule chimiche e composizione

percentuale

Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

4 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare Dalton compilò la prima tabella delle masse atomiche degli

elementi conosciuti, prendendo come riferimento l’atomo di

idrogeno: la massa così espressa è detta massa atomica

relativa.

5 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare Le masse atomiche proposte da Dalton risultarono errate

nella maggior parte dei casi perché Dalton partiva dal

presupposto che la molecola d’acqua avesse formula HO,

cioè che l’ossigeno fosse otto volte più pesante

dell’idrogeno.

6 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare Fu grazie alla distinzione fra

atomi e molecole proposta

da Stanislao Canizzaro (in

base agli studi già compiuti

nel 1811 da Amedeo

Avogadro) che si arrivò alla

corretta determinazione della

massa degli atomi.

7 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare Canizzaro utilizzò il principio di Avogadro per correggere

le masse atomiche relative conosciute e propose un

metodo per misurarle che aveva origine dalla densità dei

gas.

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1. La massa atomica e la massa molecolare Le masse atomiche e le masse molecolari oggi si possono

calcolare sperimentalmente utilizzando lo spettrometro di massa.

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1. La massa atomica e la massa molecolare La massa atomica di un elemento è la massa relativa

rispetto all’ atomo di 12C.

L’unità di massa atomica (u o dalton) è uguale a 1/12

della massa dell’atomo 12C.

10 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare La massa atomica relativa, MA, di un elemento è la sua

massa espressa in unità u, quindi relativamente alla massa

dell’atomo di carbonio.

La tavola periodica riporta per ogni elemento il valore della

massa atomica, chiamata anche peso atomico.

11 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. La massa atomica e la massa molecolare La massa molecolare relativa, MM o peso molecolare, è

la somma delle masse atomiche che compaiono nella

molecola.

Per i composti ionici la massa molecolare relativa si calcola

allo stesso modo ma prende il nome di peso formula.

12 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2. Contare per moli

Il valore dell’unità di massa atomica, 1 u = 1,661 10-24 g,

è estremamente piccolo per essere misurato con gli

strumenti a noi conosciuti.

È stato perciò necessario trovare una grandezza che

mettesse in relazione gli atomi e le molecole con le

grandezze misurabili con le bilance.

13 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2. Contare per moli

Questa grandezza è la mole (mol).

Una mole è la quantità di sostanza che contiene un numero

di particelle elementari uguali al numero di atomi contenuti

in 12 g di 12C.

14 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2. Contare per moli

La massa di una mole di un elemento (o di una molecola) è

uguale alla sua massa atomica (o molecolare) espressa in

grammi/mole.

La massa molare M che si misura in g/mol, è la massa di

una mole.

15 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2. Contare per moli

Avogadro si pose il problema di quante particelle

elementari fossero contenute in una mole e lo risolse

tramite il rapporto:

massa molare/massa atomica =

= 6,022 1023 particelle/mol

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2. Contare per moli

Il risultato del rapporto

massa molare/massa atomica =

= 6,022 1023 particelle/mol

è noto come numero o costante di Avogadro.

Una mole di sostanza contiene sempre 6,022 1023

particelle (atomi, molecole o ioni).

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2. Contare per moli

18 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2. Contare per moli

In pratica, per calcolare il numero di moli di una sostanza si

usa la formula

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3. Formule chimiche e composizione percentuale Attraverso le formule chimiche che esprimono i rapporti di

combinazione fra gli atomi componenti è possibile calcolare

la percentuale in massa o composizione percentuale di

ciascun elemento presente nel composto.

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3. Formule chimiche e composizione percentuale La composizione percentuale è utile per determinare la

massa effettiva di un elemento presente in una data massa

di composto.

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3. Formule chimiche e composizione percentuale Con l’analisi qualitativa e quantitativa si calcolano

sperimentalmente le percentuali in massa degli elementi,

da cui si ricava la formula minima del composto.

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3. Formule chimiche e composizione percentuale La formula minima indica il rapporto di combinazione

minimo con cui gli atomi si legano per formare la molecola.

La composizione percentuale è utile per determinare la

massa effettiva di un elemento presente in una data massa

di composto.

23 Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

3. Formule chimiche e composizione percentuale

•  si scrive la massa m in grammi di ciascun elemento

presente in 100 g di composto, cioè la sua percentuale

in massa;

•  si calcola il numero di moli n di ciascun elemento;

I passaggi per determinare la formula minima sono i seguenti:

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3. Formule chimiche e composizione percentuale

•  si divide il numero di moli di ciascun elemento per il

più piccolo numero di moli calcolato: i numeri interi che si

ottengono sono gli indici numerici della formula;

•  si scrivono gli elementi e in basso a destra di

ciascuno il rispettivo indice.

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3. Formule chimiche e composizione percentuale Per ricavare la formula molecolare di un composto è

necessario misurare sperimentalmente anche la sua massa

molecolare.

La formula molecolare è un multiplo della formula minima.

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3. Formule chimiche e composizione percentuale