Una mole è definita come quantità di sostanza che contiene un numero definito di particelle (atomi, molecole, ioni, ecc.); questo numero, viene chiamato "Costante di Avogadro" ed è pari a 6.022 * 10^23 particelle.
Con più precisione la mole è l'unità di misura della quantità di sostanza, che contiene un numero di particelle elementari uguale al numero di atomi presenti in 12 g di Carbonio 12.
Per calcolare il numero di moli esiste una formula:
Con n si indica il numero di moli, con m si indica il peso in grammi del campione, con M si indica la massa molare del campione espressa in grammi su mole (si ottiene guardando sulla tavola periodica degli elementi.
Prima di passare oltre, vorrei dire le formule inverse:
n = m / M
m = n M
Abbiamo detto che cos'è una mole, vediamo ora che cos'è la massa molare.
La Massa Molare (M) di un elemento monoatomico (o di una molecola o di un composto ionico) è uguale alla sua massa atomica (o molecolare o peso formula) espressa in grammi/mole.
La Massa Atomica Relativa (Ma) di un qualsiasi elemento è definita come il rapporto tra la massa di un solo atomo di quell'elemento e la dodicesima parte (1/12) della massa dell'isotopo di Carbonio 12 ossia l'unità di massa atomica (u).
La Massa Molecolare Relativa (MM) è la somma delle masse atomiche relative degli atomi che compaiono nella formula della molecola.
Sorge spontaneo chiedersi come calcolare il numero di particelle contenute in un dato campione, conoscendone le moli, la soluzione? Una semplice moltiplicazione:
il numero di particelle è uguale al prodotto tra costante di Avogadro e numero di moli
Questa è l'equazione di stato dei gas:
P è la pressione del gas (espresso in atm)
V è il volume del gas (espresso in L)
n è il numero di moli (espresso in mol)
T è la temperatura (espressa in K)
R è la costante universale dei gas
La velocità di effusione di un gas è inversamente proporzionale alla radice quadrata della sua massa molecolare.
Per merito della teoria cinetico molecolare, possiamo dire che:
Sostituendo la massa delle molecole con la massa molecolare relativa, otteniamo:
La formula minima indica il rapporto di combinazione minimo con cui gli atomi si legano per formare la molecola. Per ottenere la formula minima avendo le percentuali in massa dei vari elementi dobbiamo:
applicare le percentuali ad un ipotetico campione di 100g
calcoliamo il numero di moli di ciascun elemento (n =m/M)
scegliamo la quantità di moli più piccola e dividiamo tutte le altre per quest'ultima, otterremo così i pedici della formula
scrivi il simbolo dell'elemento e il relativo pedice (l'uno si può omettere)
La formula molecolare è un multiplo della formula minima ricavata dall'analisi. Per ottenere la formula molecolare avendo già calcolato la formula minima bisogna moltiplicare la gli indici della formula per un indice, che si ottiene facendo la divisione tra massa molecolare ottenuta sperimentalmente e massa molecolare calcolata.