Chimica per il liceo/Le masse atomiche, molecolari e la mole: differenze tra le versioni
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=== 10.3.1 La costante di Avogadro ===
Come abbiamo visto, un grammo è enormemente più grande dell’unità di massa atomica. Allo stesso modo il numero di particelle in una mole è troppo grande per essere contato direttamente. In passato la ''<u>costante di Avogadro</u>'', così chiamata in onore del chimico italiano Amedeo Avogadro è stata definita come ''<u>il numero di atomi di carbonio esattamente presenti in 12 g di <sup>12</sup>C</u>'', e il suo valore è il seguente:
costante di Avogadro (''N''<sub>A</sub>) = 6,02 ∙10<sup>23</sup>/mol▼
▲'''costante di Avogadro (''N''<sub>A</sub>) = 6,02 ∙10<sup>23</sup>/mol'''
Proviamo a calcolare N sulla base della definizione data. Sappiamo che ogni atomo di <sup>12</sup>C ha M<sub>A</sub> = 12. Possiamo ricavare la massa in grammi di un singolo atomo di <sup>12</sup>C moltiplicando questo numero per il valore in grammi dell’unità di massa atomica 1,661∙10<sup>-24</sup> g:
''m''<sub>aC</sub> = <math>(12\cdot1,661\cdot10^{-24})g</math>
Ricaviamo ora il numero di atomi in 12 g di <sup>12</sup>C dividendo la massa totale per la massa del singolo atomo:
''n''<sub>atomiC</sub> = <math>12g/(12\cdot1,661\cdot10^{-24})</math> = <math>1/1,661\cdot10^{-24}</math> = <math>6,022\cdot10^{23}</math>
Il calcolo rimane lo stesso e si ottiene lo stesso numero partendo dalle masse atomiche di ogni altro elemento. Il valore più accurato per questa costante è 6,02214076∙10<sup>23</sup>, ma nell’uso corrente è sufficiente utilizzare il suo valore approssimato.
Il calcolo può venire effettuato anche sperimentalmente, determinando mediante tecniche adeguate (ad esempio la diffrazione a raggi X) il numero di atomi ''N'' per unità di volume microscopico ''V''<sub>0</sub>, di una sostanza estremamente pura, di cui sia possibile determinare con grande precisione la densità (''d''), ricavando così il volume occupato da una mole (''M'' = massa molare).
Si può ricavare il numero di particelle presenti in una mole da questa relazione:
''N''<sub>A</sub> = <math>Vmole/Vparticella=M/d \cdot N/Vo</math>
Il calcolo sperimentale ha dei limiti operativi che riguardano proprio la purezza del campione, per cui nel gennaio 2018 la IUPAC ha ridefinito la costante di Avogadro come numero fisso (definizione recepita dalla CGPM, Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, nel novembre dello stesso anno).
Il valore numerico della costante di Avogadro permette quindi di dare una definizione assoluta anche di mole.
'''La mole è la quantità di sostanza che contiene esattamente 6,02214076∙10<sup>23</sup> unità, cioè un numero di unità pari alla costante di Avogadro.'''
Il numero di Avogadro è un valore enorme, ma concettualmente non è diverso dal considerare dozzine, decine, centinaia o migliaia di oggetti. Per oggetti microscopici come atomi e molecole ha più senso effettuare la conta in numeri di Avogadro.
L'utilità della mole sta nel fatto che confrontando quantità in moli di sostanze diverse si confrontando le rispettive quantità di atomi (o molecole). Ad esempio, 18,02 g d'acqua contengono lo stesso numero di molecole di quelle contenute in 342,3 g di zucchero, nonostante la massa nel secondo caso sia molto maggiore.
== La massa molare ==
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