|
recaplica
Numero di Avogadro e mole: definizione e formula n = m/M | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| © 2026 Recaplica · recaplica.com — Tutti i diritti riservati | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numero di Avogadro e mole: definizione e formula n = m/MCosa stampare Con "Margini: predefiniti" compaiono anche i numeri di pagina. SlideScegli il taglio Lampo10 slideIl filo essenziale, per presentarlo in classeCompleta16 slideTutti i capitoli e gli approfondimentiTutte e due hanno le note del relatore. In 30 secondi lettura lampoLa mole è l'unità con cui la chimica conta atomi, molecole e ioni. Dal 20 maggio 2019 una mole contiene esattamente 6,022 140 76 × 10²³ entità, e quel numero si chiama numero di Avogadro. Per sapere quante particelle ci sono in un campione lo si pesa e si divide per la massa molare, cioè la massa di una mole, che si ricava dai pesi atomici. Prima del 2019 la mole era legata a 12 grammi di carbonio-12, e il cambio di definizione ha lasciato invariati i conti di tutti i giorni. Punti Chiave
I numeri chiave
L'ApprofondimentoUna bilancia non vede gli atomi, eppure in chimica si contano proprio così: si pesa un campione e dal peso si ricava quante particelle contiene. Il passaggio si fa con la mole, e il numero che la definisce porta il nome di Amedeo Avogadro. Che cos’è una molePer il Sistema internazionale di unità (SI) la mole, simbolo mol, è l’unità della quantità di sostanza. Dal 20 maggio 2019 la sua definizione è un conteggio: una mole contiene esattamente 6,022 140 76 × 10²³ entità elementari. Il BIPM, l’ufficio internazionale che custodisce il SI, indica la quantità di sostanza con la lettera n e la usa per dire quante entità di un tipo preciso contiene un sistema. Si può contare qualsiasi particella, dall’elettrone all’atomo, allo ione, alla molecola, oppure un gruppo di particelle ben definito. Già dal 1971 chi usa la mole deve dichiarare che cosa sta contando, e il BIPM suggerisce di farlo con la formula chimica. Una mole di O₂ è fatta di 6,022 140 76 × 10²³ molecole di ossigeno, e gli atomi di ossigeno sono il doppio. Nel 2018 la IUPAC, l’unione internazionale dei chimici, ha ribadito che la quantità di sostanza è un conteggio di entità: la massa del campione è un’altra grandezza. Peter W. Atkins, primo presidente del suo comitato per l’educazione chimica, si è detto perplesso davanti alla fama di argomento difficile che accompagna la mole. La nuova definizione gli è piaciuta perché va subito al significato. Numero di Avogadro e costante di Avogadro: la differenzaLo stesso valore compare sotto due nomi. Secondo il BIPM la costante di Avogadro, simbolo NA, vale esattamente 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹, cioè «per mole»; il numero 6,022 140 76 × 10²³ preso da solo, come numero puro, è il numero di Avogadro. La costante fa da fattore di proporzionalità tra due grandezze: la quantità di sostanza, in moli, e il numero di entità, che è un numero puro. In formula, N = n × NA.
Come si calcola la massa molarePer passare dai grammi al numero di particelle serve la massa molare, M: la massa di una mole di sostanza. Secondo il BIPM la massa molare di un atomo o di una molecola si ottiene moltiplicando la costante di Avogadro per la massa della singola entità. Quella massa si può scrivere come massa atomica relativa Ar, un numero puro, per la costante di massa atomica mu, che vale un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio-12. Dalton (Da) e unità di massa atomica unificata (u) sono sinonimi, ed equivalgono a un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio-12 libero, fermo e nello stato fondamentale. Il valore raccomandato CODATA 2022 è 1,660 539 068 92 × 10⁻²⁷ kg, e porta con sé un’incertezza perché è misurato. Il legame tra le due scale salta fuori moltiplicando: 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹ per 1,660 539 068 92 × 10⁻²⁷ kg dà, a meno di cifre molto lontane dalla virgola, 1 g/mol. Per questo, nei calcoli di classe, la massa molare espressa in g/mol ha lo stesso valore numerico della massa atomica relativa, e per una molecola si sommano i valori dei suoi atomi.
I pesi atomici da usare sono quelli standard della CIAAW, la commissione IUPAC che cura i pesi atomici degli elementi della tavola periodica. La sua tabella abbreviata si basa sul rapporto Atomic Weights 2021, e dal 2013 la commissione raccomanda di arrotondare a cinque cifre. Secondo la scheda CIAAW del carbonio, il carbonio-12 è dal 1960 il riferimento della scala dell’unità di massa atomica e la base di tutti i pesi atomici.
La formula n = m/M e gli esercizi da verificaGli esercizi sulla mole girano quasi tutti intorno a una relazione: la quantità di sostanza è la massa divisa per la massa molare, n = m/M, con m in grammi e M in g/mol. Da lì si ricavano le formule inverse, m = n × M e M = m/n, con i passaggi delle equazioni di primo grado. Per arrivare al numero di particelle si aggiunge un ultimo moltiplicatore, la costante di Avogadro.
Il NIST, l’istituto di metrologia degli Stati Uniti, usa l’acqua per rendere l’idea della scala. Mezza mole di ossigeno (O₂) e una mole di idrogeno (H₂) danno una mole d’acqua, circa 18 grammi. In quei 18 grammi ci sono circa 600 mila miliardi di miliardi di molecole, un numero dell’ordine di 6 × 10²³. Da Avogadro a Perrin, la storia del numeroAmedeo Avogadro visse dal 1776 al 1856. Cominciò come avvocato e passò poi alla chimica, dove legò il suo nome a un’ipotesi sui gas: volumi uguali, alla stessa temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole. È la legge di Avogadro, un concetto diverso dal numero. Ai suoi tempi l’esistenza degli atomi non era accettata da tutti, e lui parlava di «molecole elementari». Secondo il NIST servirono circa cinquant’anni perché altri riconoscessero il valore delle sue idee, quando lui era già morto. Il nome «numero di Avogadro» arrivò all’inizio del Novecento, in suo onore, per indicare il numero di molecole in una grammo-molecola di ossigeno. Anche la parola mole è di quegli anni: compare verso il 1900 dall’abbreviazione tedesca Mol, da Molekül. Jean Perrin ripercorse la caccia a quel numero nella lezione per il Nobel per la fisica, l’11 dicembre 1926. Definiva la grammo-molecola rispetto a 32 grammi di ossigeno e chiamava numero di Avogadro, N, le molecole che contiene. Dei pesi di atomi e molecole si conoscevano già i rapporti; con N in mano si sarebbero ricavate anche le loro masse assolute.
La sua misura più scrupolosa sulle emulsioni dava 68 × 10²², cioè 6,8 × 10²³. Il valore fissato nel 2019 è 6,022 140 76 × 10²³, dello stesso ordine di grandezza. Nella stessa lezione Perrin sosteneva che la realtà di atomi e molecole, messa in dubbio vent’anni prima, si poteva ormai considerare un principio provato. La definizione del 2019 e quella sul carbonio-12La mole è entrata nel SI nel 1971 come settima unità di base, per decisione della 14ª Conferenza generale dei pesi e delle misure (CGPM). Da allora si parla di costante di Avogadro. La definizione di quell’anno contava tante entità quanti sono gli atomi in 0,012 kg, cioè 12 grammi, di carbonio-12, la forma più comune del carbonio. Così la mole dipendeva dal chilogrammo, che allora era la massa di un cilindro di platino-iridio conservato vicino a Parigi. Il progetto IUPAC sulla nuova definizione partì nel 2013 per capire come la ridefinizione del chilogrammo avrebbe toccato la quantità di sostanza. La raccomandazione, firmata da Roberto Marquardt e da altri sei autori tra cui Jürgen Stohner, uscì nel numero di gennaio 2018 di Pure and Applied Chemistry. Il testo proposto è lo stesso poi adottato nel SI, e la mole è cambiata insieme a chilogrammo, ampere e kelvin. Il 16 novembre 2018, a Versailles, i rappresentanti di oltre 50 Paesi votarono la ridefinizione, che secondo il NIST aveva richiesto circa vent’anni di lavoro internazionale. La delibera abrogava la definizione del 1971, e la nuova è in vigore dal 20 maggio 2019, Giornata mondiale della metrologia, anniversario della Convenzione del metro del 1875. Uno dei metodi usati per arrivarci conta gli atomi di una sfera di silicio con i raggi X. Il silicio è stato arricchito con le centrifughe in silicio-28, dal 92% naturale al 99,995%, in un lavoro avviato nei primi anni Duemila, e l’istituto metrologico tedesco PTB ne ha ricavato due sfere da un chilogrammo ciascuna. Dalla massa e dal volume della sfera, insieme alla distanza tra un atomo e l’altro e alla massa molare del silicio, si ricava quanti atomi contiene. Il metodo misura la costante di Avogadro, e tramite la costante di Planck è servito anche al nuovo chilogrammo.
Il valore della costante è stato scelto perché, al momento del cambio, la massa molare del carbonio-12 restasse 0,012 kg/mol con un’incertezza relativa di 4,5 × 10⁻¹⁰. PresentazioneSlide pronte da scaricare e fare tue in PowerPoint o Google Slides, con le note del relatore. Scegli il taglio Lampo o quello Completo. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Falsi miti
Mappa concettualeTrascina lo sfondo per muoverti e i nodi per riposizionarli; usa − e + per chiudere e aprire i rami.
Quiz: mettiti alla provaRispondi alle domande per verificare quanto hai imparato: riceverai subito la correzione e una breve spiegazione. Voto 0/10 0/5
FlashcardsTocca la carta per girarla e verifica se ricordi la risposta, poi passa alla successiva. 1 / 7 Spiegalo con parole tueIl test definitivo: se sai spiegarlo con parole semplici, lo hai capito davvero. Scrivi la tua spiegazione, poi confrontala col Recap. La tua spiegazione resta salvata solo su questo dispositivo.
Domande e risposteQuanto vale il numero di Avogadro?Vale esattamente 6,022 140 76 × 10²³. È un valore fissato per definizione dal 20 maggio 2019, quindi non ha incertezza. Se lo si scrive con l'unità mol⁻¹ diventa la costante di Avogadro, che converte le moli in particelle. Come si calcola la massa molare di una sostanza?Si sommano i pesi atomici degli atomi nella formula e si aggiunge l'unità g/mol. Per l'acqua, H₂O, coi valori CIAAW: 2 × 1,0080 + 15,999 = 18,015, cioè circa 18,015 g/mol. Per un elemento da solo basta il suo peso atomico: il carbonio ha 12,011, quindi circa 12,011 g/mol. Che differenza c'è tra mole e numero di Avogadro?La mole è un'unità di misura, come il metro o il secondo, e serve a esprimere la quantità di sostanza. Il numero di Avogadro dice quante entità stanno in una mole: 6,022 140 76 × 10²³. Si usa la mole per dire «2 mol d'acqua» e il numero di Avogadro per tradurle in molecole. Chi ha scoperto il numero di Avogadro?Non Avogadro. Il nome gli fu dedicato all'inizio del Novecento, decenni dopo la sua morte nel 1856. Tra chi lo misurò c'è Jean Perrin, che nella lezione Nobel del 1926 riportava valori tra 60 × 10²² e 68 × 10²² ottenuti con granuli in sospensione. Ogni Recap passa da una revisione indipendente prima della pubblicazione. |














