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Mole e Numero di Avogadro Classi terze Liceo Scientifico Tecnologico.

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Presentazione sul tema: "Mole e Numero di Avogadro Classi terze Liceo Scientifico Tecnologico."— Transcript della presentazione:

1 Mole e Numero di Avogadro Classi terze Liceo Scientifico Tecnologico

2 Principio di Avogadro Volumi uguali di gas diversi, alla stessa pressione e temperatura contengono lo stesso numero di particelle (atomi o molecole) HON P H =P O =P N T H =T O =T N m H m Om N

3 Come ragionano i chimici? Scriviamo lequazione chimica per la sintesi dellacqua 2H 2 + O 2 2H 2 O

4 Arrivare al concetto di molecola H 2 + Cl 2 2HCl 22,4 + 22,4 44,8 2H 2 + O 2 2H 2 O 44,8+22,4 44,8 N 2 + 3H 2 2NH 3 22,4+67,2 44,8

5 La mole È una quantità in grammi di una sostanza che contiene un numero preciso e ben determinato di particelle (atomi o molecole) Una quantità in grammi di una sostanza Una quantità di particelle Numero di Avogadro Una mole di una sostanza contiene un numero di Avogadro di particelle che corrisponde a 6,02 x atomi o molecole

6 Massa atomica relativa di un elemento Definizione È il rapporto tra la massa reale di quel elemento e una massa presa come riferimento (unità di misura) Inizialmente si considerò la massa dellidrogeno (elemento più leggero) Attualmente si utilizza 1/12 della massa reale del carbonio-12 (unità di massa atomica) La massa atomica relativa è un numero adimensionale È etichettata con la sigla uma Tale unità vale 1,66 x Kg

7 Massa molecolare Nel caso dei composti o delle sostanze elementari la massa molecolare relativa si calcola Sommando le masse degli elementi che costituiscono la molecola Ciascuna moltiplicata per lindice con cui compare nella formula chimica MMH 2 = 2 x 1,0 = 2,0 uma MMAlCl 3 = 27 + (3 x 35,5) = 133,5 uma MMH 3 PO 4 = (3 x 1,0) (4 x 16) = 98 uma

8 La mole Definizione: È la quantità di sostanza che contiene 6,02 x particelle elementari (atomi o molecole) Quindi: La mole è una quantità in grammi corrispondente alla massa atomica (molecolare) di quella sostanza La massa molare è espressa in g/mol Lacido oleico ha MM = 282,35 uma Lacido oleico ha m.m. = 282,35 g/mol È utile sapere che esiste anche un volume molare (V m ) È importante per i gas e per i liquidi È diverso per ogni liquido ma contiene sempre lo stesso numero di particelle (numero di Avogadro)

9 Esercizio Determina il volume molare dellacqua La massa molecolare dellacqua è 18 uma La massa molare dellacqua è 18 g/mol Quindi una mole dacqua ha massa 18 g Poiché la densità dellacqua è 1 g/mL, 18 g dacqua occupano un volume… …di 18 mL …o 0,018 L

10 Esercizio 2 Determina quante moli dacqua sono contenute in 1 L 1 L dacqua ha massa 1000 g (si ricava dalla densità) Se una mole ha massa 18 grammi si può trovare con una proporzione quante moli sono contenute in 1000 grammi Moli = 1000 g/ 18 g = 55,5 mol

11 Esercizi Calcolate la massa di 6,02x10 23 atomi di Osmio Non si deve effettuare alcun calcolo, si consulta la tavola periodica Perché è la massa di una mole di Osmio cioè 190,2 g Calcolate la massa di 0,23 moli di Cobalto (Co) Utilizziamo la formula inversa della relazione posta in alto

12 Usare una proporzione Possiamo impostare una proporzione partendo dalla convenzione della mole 1 mole è la quantità in grammi di una certa sostanza pari alla sua massa atomica o molecolare 1 mol : MA(MM) g In genere abbiamo la massa di una sostanza o di un elemento quindi (per esempio) 1 mol C : 12 g C = x mol C : 38,69 g C

13 Vediamo se siete intelligenti In quale campione troveremo il maggior numero di particelle elementari? 15,5 once di H 2 SO 4 15,5 once di HCl 15,5 once di NaOH 15,5 once di CaCO 3 Uguale in tutti e 4 i campioni S = 32 O = 16 Cl = 35,45 Na = 23 H = 1 Ca = 40 C = 12

14 Analisi elementare È un tipo di analisi che permette di determinare la percentuale (composizione) in massa degli elementi che formano un composto Permette di determinare la formula chimica (minima) di una sostanza e quindi di riconoscerla Riconoscimento di minerali Riconoscimento di sostanze incognite Determinazione e caratterizzazione di sostanze nuove

15 Composizione % Dalla composizione percentuale possiamo ottenere La formula minima di una sostanza Esprime il rapporto numerico minimo tra gli elementi del composto CH (formula minima) C 2 H 2 (acetilene); C 6 H 6 (benzene) CH 2 O (formula minima) CH 2 O aldeide formica; C 6 H 12 O 6 (glucosio) La formula chimica (molecolare) H 2 SO 4 (acido solforico)

16 Dalla composizione % alla formula minima Si deve passare dalle masse al numero di moli CaCO 3 (carbonato di calcio) Per una molecola di carbonato abbiamo 1 atomo di Ca, 1 atomo di C, 3 atomi di O Per una mole di carbonato abbiamo 1 mole di Ca, 1 mole di C, 3 moli di O Cioè le formule chimiche informano… …sul rapporto numerico tra gli atomi degli elementi… …sul rapporto numerico tra le moli degli elementi… …che formano la sostanza

17 Come si procede Calcolare la formula minima di un composto del carbonio (organico) che ha la seguente composizione in massa C % =38,69; H % =9,76; O%=51,55 Si prende come riferimento un valore in grammi (100g) Si devono trasformare i grammi in moli moli C = 3,224 mol moli H = 9,76 mol moli O = 3,221 mol CxHyOzCxHyOz

18 Trovare gli indici della formula minima Si devono dividere per il numero più piccolo x = 3,224 mol / 3,221 mol = 1 moli H = 9,76 mol / 3,221 mol = 3 moli O = 3,221 mol / 3,221 mol = 1 La formula minima sarà CH 3 O

19 Dalla formula minima alla formula molecolare Per ottenere la formula molecolare devo conoscere un altro dato ottenibile con altri metodi Massa molecolare Le fasi (avete già la formula minima) Si calcola la massa molecolare della formula minima MMr CH 3 O = 31 uma Poniamo di aver trovato come massa molecolare del composto il valore di 124 uma Fattore moltiplicativo = 124 uma/31 uma =4 La formula molecolare è allora C 4 H 12 O 4

20 Un esercizio Calcolare la formula minima e molecolare di un composto che presenta la seguente analisi elementare: N% = 87,5 H% = 12,5 Il composto ha una massa molecolare di 32,06 uma

21 Risoluzione 1: passare dalle percentuali ai grammi N% = 87,5 m N = 87,5 g H% = 12,5 m H = 12,5 g 2: trasformare le masse in moli (conoscendo le masse atomiche degli elementi) Utilizzare una proporzione Utilizzare la formula derivata dalla proporzione 3: dividere le moli ottenute per il numero più piccolo di moli per ottenere degli indici interi da introdurre nella formula minima (mol N = 6,25; mol H = 12,5) NH 2 (formula minima)

22 Risoluzione (formula molecolare) Calcolare la massa della formula minima m NH2 = = 16 uma Si mettono a rapporto le due masse molecolari relative per trovare il fattore moltiplicativo 32,06/16 2 La formula molecolare del composto è quindi N 2 H 4

23 Schema risolutivo per esercizi con le moli Massa (grammi o altra unità di misura) Numero di atomi o molecole Calcolare il numero di moli

24 Esercizio dalla massa al n° di particelle Determinare il numero di molecole contenute in 15,4 grammi di anidride carbonica (CO 2 ) N° mol = 15,4 g / 44 (g/mol) = 0,35 mol Moltiplicando per il N A si ottiene il numero di molecole presenti n° mol. N A = 0,35 mol. 6, = 2,

25 Esercizio Calcolare quanti atomi di azoto sono contenuti in 72,6 g di diazoturo (N 2 H 4 )

26 Esercizio 3 Calcolare quanto metano (in grammi) ho consumato se ho ottenuto 4,5 x molecole di anidride carbonica CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O

27 Definizione di massa atomica relativa È il rapporto tra la massa reale di un atomo e lunità di massa atomica (uma) Cosè lunità di massa atomica? È un dodicesimo della massa atomica del carbonio-12 È un numero puro perché deriva da un rapporto di masse Luma è una quantità in grammi molto piccola Infatti per formare 1 grammo sono necessarie un N A di unità

28 N A e sua origine Definizione È il numero di particelle elementari (atomi o molecole) contenute in una mole di una qualsiasi sostanza È il numero di atomi di carbonio-12 contenuti in 12 grammi di carbonio-12 (cioè una mole di carbonio-12) Lorigine: Nasce dalla convenzione utilizzata per definire la mole 16 grammi di O corrispondono ad una mole di O 14 grammi di N corrispondono ad una mole di N 12 grammi di C corrispondono ad una mole di C 44 grammi di CO 2 corrispondono ad una mole di CO 2 Tutte queste quantità contengono 1 N A di particelle

29 Esercizio 1 Dalla formula dellacido orto-fosforico determinare le percentuali in massa dei diversi elementi che lo compongono H 3 PO 4


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