Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Che cos'è una talpa?
- Una talpa di idrogeno
- Massa molare dei composti
- Esempi
I singoli atomi e molecole, i mattoni della materia, sono troppo piccoli per essere misurati usando strumenti o unità macroscopici, quindi gli scienziati esprimono massa usando le Unità di massa atomica, di solito abbreviate in amu o AMU. Nel mondo reale, tuttavia, l'uso di unità di massa atomica sarebbe impraticabile a causa dei bazillions di atomi e molecole che compongono quantità macroscopiche. Riconoscendo ciò, gli scienziati hanno definito l'AMU in modo tale da rendere semplice la conversione da quantità microscopiche a macroscopiche. La massa di un atomo o molecola in AMU è uguale alla massa di una talpa degli atomi o delle molecole in grammi. Un grammo è un millesimo di chilogrammo.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
La massa di un elemento o molecola in unità di massa atomica è uguale alla massa di una talpa delle stesse particelle in grammi. Dividi il numero per 1.000 per ottenere la massa molare in chilogrammi.
Che cos'è una talpa?
Una talpa è un numero molto grande di atomi o molecole. Questo numero elevato, noto come numero Avogadros, è 6,02 x 1023. Questo numero è stato determinato attraverso una serie di esperimenti condotti in un periodo di circa 100 anni da vari ricercatori. Una talpa è per il mondo macroscopico ciò che una singola particella è per il mondo microscopico con una differenza: puoi dividere una talpa in frazioni, ma non puoi farlo in una particella come un atomo o una molecola senza cambiarla in qualcos'altro.
Una talpa di idrogeno
La regola è che la massa di una particella in AMU è uguale alla massa di una talpa delle particelle in grammi. Ad esempio, la massa atomica di una molecola di idrogeno (H2) è pari a 2,016 AMU, quindi una mole di idrogeno gassoso pesa 2,016 grammi. Poiché ci sono 1.000 grammi in un chilogrammo, la massa di una talpa di gas idrogeno è (2.016 ÷ 1.000) = 0.002016 = 2.016 X 10-3 chilogrammi.
Potresti avere una quantità di particelle che non costituiscono una talpa. Ad esempio, il campione di idrogeno può pesare solo 2,52 x 10-4 kg. È possibile utilizzare la massa atomica dell'idrogeno, misurata in AMU, per calcolare la frazione di una mole del gas nel campione. Basta dividere la massa del campione, in chilogrammi, per la massa di una talpa in chilogrammi. Poiché una mole di idrogeno ha una massa di 2,016 X 10-3 kg e hai 2,25 X 10-4 kg, ne hai solo 1/8.
Massa molare dei composti
Per determinare la massa di un composto, si contano gli atomi nel composto osservando la sua formula chimica. Cerca le masse di ciascuno degli atomi che costituiscono la molecola nella tavola periodica, aggiungi queste masse e avrai la massa della molecola in AMU. Questa è anche la massa di una talpa del composto in grammi. Se si desidera la massa molare in chilogrammi, dividere per 1.000.
Esempi
1. Qual è la massa molare del carbonato di calcio in chilogrammi?
La formula chimica del carbonato di calcio in CaCO3. Dalla tavola periodica è possibile determinare la massa di calcio (Ca) pari a 40,078 AMU, quella del carbonio (C) pari a 12,011 AMU e quella dell'ossigeno (O) pari a 15,999 AMU. Moltiplicando la massa di ossigeno per 3 e aggiungendo ad essa le masse di carbonio e calcio, si ottiene la massa del CaCO3 molecola, che è 100,086 AMU. Ciò significa che una talpa di carbonato di calcio ha una massa di 100,086 grammi, che è (100,086 ÷ 1.000) = 0,100086 chilogrammi.
2. Quante moli ci sono in un campione di alluminio del peso di 5 chilogrammi?
Il peso atomico dell'alluminio (Al) è di 26.982 AMU, quindi una talpa del metallo pesa 26.982 grammi o 0,026982 chilogrammi. Un campione di 5 kg contiene (5 ÷ 0,026982) = 185,31 moli.