Scienze
Che cos'è la mole in chimica, e come si calcola il numero di moli?
Risposta veloce
La mole è l'unità con cui la chimica conta le particelle, 6,02 × 10²³ per ogni mole. Il numero di moli è la massa divisa per la massa molare, n = m / M.
In una frase
La mole è un numero fisso di particelle, 6,02 × 10²³, che permette ai chimici di contare atomi e molecole pesandoli.
Spiegazione
Gli atomi sono troppo piccoli per contarli uno per uno: una sola goccia d'acqua contiene molte più molecole di quanti granelli di sabbia ci siano su una grande spiaggia. Per questo la chimica usa un'unità di conteggio, proprio come una "dozzina" sono 12 uova. Quest'unità è la mole (simbolo mol):
1 mol = 6,02 × 10²³ particelle (la costante di Avogadro, N_A, detta anche numero di Avogadro)
Il numero è scritto in notazione scientifica: 602 000 000 000 000 000 000 000. Dal 2019 il suo valore è fissato esattamente a 6,02214076 × 10²³, ma a scuola basta 6,02 × 10²³. Le "particelle" possono essere atomi, molecole o ioni: basta dire quali. La grandezza che si misura in moli si chiama quantità di sostanza e si indica con n. Da un numero N di particelle: n = N / N_A.
tazza
palloncino
lente
Perché un numero così strano? Perché rende semplicissimo il legame con la tavola periodica. Una mole di atomi di carbonio-12 ha una massa quasi esattamente di 12 g e, in generale, la massa di una mole di una sostanza, in grammi, ha lo stesso valore della sua massa atomica o molecolare. Questa è la massa molare, M (nei libri si trova anche MM), in g/mol.
- Carbonio, C: M = 12 g/mol.
- Acqua, H₂O: 2 × 1 + 16 = 18, quindi M = 18 g/mol.
- Anidride carbonica, CO₂: 12 + 2 × 16 = 44, quindi M = 44 g/mol.
Da qui nasce la formula più importante dell'argomento:
numero di moli = massa / massa molare, n = m / M
con m in grammi e M in g/mol. La formula inversa è m = n × M. Altre due formule usano la stessa idea:
- Gas: una mole di qualsiasi gas occupa lo stesso volume a parità di temperatura e pressione: circa 22,4 L a 0 °C e 1 atm (condizioni standard, STP) e circa 24 L a temperatura ambiente. Così si trovano le moli di un gas dal volume, senza conoscerne la massa.
- Soluzioni: la molarità è n / V, in mol/L (si scrive anche M), con V in litri. Quindi n = molarità × V.
Sono le moli a dare senso alle equazioni chimiche. L'equazione 2H₂ + O₂ → 2H₂O dice che 2 mol di idrogeno reagiscono con 1 mol di ossigeno e formano 2 mol di acqua. Questi rapporti, i coefficienti stechiometrici, permettono di prevedere le masse prima di fare una reazione chimica.
Esempi
| Sostanza | Formula | Massa molare | Massa | Moli |
|---|---|---|---|---|
| Acqua | H₂O | 18 g/mol | 36 g | 2 mol |
| Anidride carbonica | CO₂ | 44 g/mol | 11 g | 0,25 mol |
| Sale da cucina | NaCl | 58,5 g/mol | 117 g | 2 mol |
| Carbonato di calcio | CaCO₃ | 100 g/mol | 50 g | 0,5 mol |
| Glucosio | C₆H₁₂O₆ | 180 g/mol | 360 g | 2 mol |
Esempio svolto: quante moli ci sono in 980 g di acido solforico, H₂SO₄? (H = 1, S = 32, O = 16.) Massa molare = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol. Moli = 980 / 98 = 10 mol.
Errori comuni
- Dividere al contrario. n = m / M, con la massa sopra. 36 g di acqua sono 36 / 18 = 2 mol, non 18 / 36.
- Dimenticare i pedici. In H₂O ci sono due atomi di idrogeno: M = 2 × 1 + 16 = 18, non 17.
- Usare l'atomo al posto della molecola. L'ossigeno gassoso è O₂, quindi la massa molare è 32 g/mol, non 16.
- Mescolare le unità. Grammi con g/mol, litri con mol/L. 250 mL sono 0,25 L.
Passo dopo passo
Passo dopo passo
- Scrivi la formulaPer esempio H₂SO₄, e conta quanti atomi di ogni tipo contiene.
- Calcola la massa molareSomma le masse atomiche della tavola periodica: 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol.
- Scegli la formula giustaMassa: n = m / M. Particelle: n = N / N_A. Gas: n = V / volume molare. Soluzione: n = molarità × V.
- Sostituisci e calcolaScrivi le unità nei passaggi per vedere che si semplificano.
- Controlla l'ordine di grandezzaPochi grammi di una molecola piccola sono una frazione di mole; un chilo spesso sono decine di moli.
Esercizi
Calcoli con le moli
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Calcola la massa molare dell'acqua, H₂O. (H = 1, O = 16)
Mostra la soluzione
2 × 1 + 16 = 18 g/mol - Calcola la massa molare dell'anidride carbonica, CO₂. (C = 12, O = 16)
Mostra la soluzione
12 + 2 × 16 = 44 g/mol - Quante moli ci sono in 36 g di acqua?
Mostra la soluzione
36 / 18 = 2 mol - Quante moli ci sono in 88 g di CO₂?
Mostra la soluzione
88 / 44 = 2 mol - Calcola la massa di 3 mol di cloruro di sodio, NaCl. (Na = 23, Cl = 35,5)
Mostra la soluzione
M = 58,5 g/mol; 3 × 58,5 = 175,5 g - Calcola la massa di 0,25 mol di carbonato di calcio, CaCO₃. (Ca = 40, C = 12, O = 16)
Mostra la soluzione
M = 40 + 12 + 48 = 100 g/mol; 0,25 × 100 = 25 g - Quante moli ci sono in 360 g di glucosio, C₆H₁₂O₆?
Mostra la soluzione
M = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol; 360 / 180 = 2 mol - Quante moli ci sono in 980 g di acido solforico, H₂SO₄? (S = 32)
Mostra la soluzione
M = 2 + 32 + 64 = 98 g/mol; 980 / 98 = 10 mol - Quante moli ci sono in 3,42 g di saccarosio, C₁₂H₂₂O₁₁?
Mostra la soluzione
M = 144 + 22 + 176 = 342 g/mol; 3,42 / 342 = 0,01 mol - Quante molecole ci sono in 2 mol di acqua?
Mostra la soluzione
2 × 6,02 × 10²³ = 1,204 × 10²⁴ molecole - Quanti atomi ci sono in 0,5 mol di ferro?
Mostra la soluzione
0,5 × 6,02 × 10²³ = 3,01 × 10²³ atomi - A quante moli corrispondono 1,204 × 10²⁴ molecole?
Mostra la soluzione
1,204 × 10²⁴ / 6,02 × 10²³ = 2 mol - Quanti atomi di idrogeno ci sono in 1 mol di acqua?
Mostra la soluzione
Ogni H₂O ha 2 atomi di H: 2 mol di atomi di H = 1,204 × 10²⁴ atomi - Che volume occupano 2 mol di un gas a 0 °C e 1 atm (22,4 L/mol)?
Mostra la soluzione
2 × 22,4 = 44,8 L - Che volume occupano 0,5 mol di CO₂ a temperatura ambiente (24 L/mol)?
Mostra la soluzione
0,5 × 24 = 12 L - Si sciolgono 0,2 mol di idrossido di sodio fino a ottenere 0,5 L di soluzione. Calcola la molarità.
Mostra la soluzione
0,2 / 0,5 = 0,4 mol/L
Problemi
Le moli nella vita reale
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Un bicchiere contiene 180 g di acqua. Quante moli sono, e quante molecole?
Mostra la soluzione
180 / 18 = 10 mol; 10 × 6,02 × 10²³ = 6,02 × 10²⁴ molecole - L'idrogeno brucia: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Quante moli di acqua si formano da 4 mol di idrogeno, e che massa hanno?
Mostra la soluzione
Il rapporto H₂ : H₂O è 2 : 2, quindi 4 mol di acqua; 4 × 18 = 72 g - Riscaldando il calcare: CaCO₃ → CaO + CO₂. Che massa di CO₂ si libera da 50 g di CaCO₃?
Mostra la soluzione
50 / 100 = 0,5 mol di CaCO₃ → 0,5 mol di CO₂; 0,5 × 44 = 22 g - Il metano brucia: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Che massa di ossigeno serve per bruciare 8 g di metano? (CH₄ = 16 g/mol)
Mostra la soluzione
8 / 16 = 0,5 mol di CH₄, che richiedono 1 mol di O₂; 1 × 32 = 32 g - Devi preparare 250 mL di una soluzione di sale (NaCl) 0,1 mol/L. Quanto sale devi pesare?
Mostra la soluzione
n = 0,1 × 0,25 = 0,025 mol; 0,025 × 58,5 = 1,4625 g (circa 1,46 g) - Un palloncino contiene 12 L di elio a temperatura ambiente (24 L/mol). Quante moli sono, e che massa hanno? (He = 4)
Mostra la soluzione
12 / 24 = 0,5 mol; 0,5 × 4 = 2 g
Domande frequenti
Cos'è la mole in chimica, spiegata semplice?
È un numero, come la dozzina, ma enorme: 6,02 × 10²³. Una mole di qualsiasi cosa, atomi, molecole o ioni, contiene esattamente quel numero di particelle.
Qual è la formula del numero di moli?
n = m / M: massa in grammi divisa per la massa molare in g/mol. La formula inversa è m = n × M. Con il numero di Avogadro: n = N / N_A.
Come si trova il numero di moli senza la massa?
Con un altro dato: il numero di particelle (n = N / N_A), il volume di un gas (n = V / 22,4 L a 0 °C e 1 atm) oppure la molarità e il volume di una soluzione (n = molarità × V).
Come si calcola il numero di moli in una reazione?
Si trasformano le masse in moli, si usano i coefficienti dell'equazione bilanciata per passare da una sostanza all'altra e, se serve, si ritorna ai grammi. È il calcolo stechiometrico.
Come si dice mole in inglese?
Mole. La quantità di sostanza si chiama amount of substance e la massa molare molar mass.
Che differenza c'è tra mole e molecola?
Una molecola è una singola particella, come H₂O. Una mole è un "pacchetto" di 6,02 × 10²³ particelle: una mole d'acqua contiene 6,02 × 10²³ molecole.
Quiz veloce
La mole (quantità di sostanza)
Metti alla prova ciò che sai con 5 domande veloci.
Domanda 1 di 5
Quante particelle ci sono in una mole di una sostanza?
Esercitati
Prova tu
Esercitati su moli e masse nelle reazioni con domande illimitate
Schede sulla tavola periodica
Esercitati passo dopo passo in un corso completo: Scienze · terza superiore
Per gli adulti
Argomenti collegati
Atomi
L'atomo è il minuscolo mattoncino di tutta la materia. Ha un nucleo di protoni e neutroni al centro, con gli elettroni intorno. Il numero di protoni decide di quale elemento si tratta.
La tavola periodica
La tavola periodica è uno schema dei 118 elementi chimici conosciuti, disposti in ordine di numero atomico. Gli elementi della stessa colonna hanno proprietà simili.
Elementi, composti e miscugli
Un elemento ha un solo tipo di atomo. Un composto unisce due o più elementi legati chimicamente in una proporzione fissa, come H₂O. Un miscuglio mette insieme sostanze senza legarle: si può separare.
Le reazioni chimiche
In una reazione chimica le sostanze si trasformano in nuove sostanze con proprietà diverse. Bruciare, arrugginire, cuocere al forno e cucinare sono reazioni chimiche.
L'accelerazione
L'accelerazione indica quanto velocemente cambia la velocità. a = Δv / Δt, la variazione di velocità diviso il tempo, e si misura in metri al secondo quadrato (m/s²).
Acidi e basi
Gli acidi sono sostanze aspre con pH inferiore a 7, come il succo di limone. Le basi sono scivolose o amare con pH superiore a 7, come il sapone. Quando reagiscono si neutralizzano.