Pesi atomici e Mole PDF

Particelle fondamentali dell’atomo Peso atomico carica massa relativa al protone Peso molecolare Mole Pro...

Particelle fondamentali dell’atomo Peso atomico carica massa relativa al protone Peso molecolare Mole Protone +1 1 Neutrone 0 1 Elettrone -1 1/1836 Gli atomi sono indivisibili in una reazione chimica (non nucleare) Numero atomico e numero di massa Simboli chimici Numero atomico Z = numero di protoni nucleari  Identificazione di un elemento = numero di elettroni Identifica l’atomo e le sue proprietà chimiche A Z X  X, simbolo dell’elemento Numero di massa A = Z + N  A, numero di massa N = numero di neutroni  Z, numero atomico  N,numero di neutroni N=A-Z  A-Z = N (numero neutroni) Esempi Esempi di elementi costituiti da un solo 1  idrogeno H isotopo: 1 12  carbonio 6C 23 19 Na F 23 11 9  sodio Na 11 1  ATOMO E PARTICELLE SUBATOMICHE Esempi di elementi costituiti da più isotopi: Z: Numero atomico = n. di protoni = n. di elettroni A: Numero di massa = n. di protoni + n. di neutroni 1 2 3 H H H Isotopi: atomi che hanno uguale Z ma diverso A 1 1 1 isotopi dell’idrogeno prozio (H) deuterio (D) trizio (T) Le masse degli atomi hanno un ordine di grandezza di ~10-24 g Si possono misurare con gli SPETTROMETRI DI MASSA 12 13 14 isotopi del carbonio C C C 6 6 6 n = 1.674x10-27 kg P+ = 1.672x10-27 kg 16 17 18 e- = 9.109x10-31 kg O O O isotopi dell’ossigeno 8 8 8 UMA e PESO ATOMICO Si definisce per comodità una unità di massa atomica : 1/12 massa assoluta di 12C. Massa assoluta di 12C = 19.92x10-24 g 19.92 10-24 g = 1.66x10-24 g = 1 uma 12 Il PESO ATOMICO di ogni atomo è posto uguale a un rapporto (numero puro) massa assoluta atomo PA = massa di riferimento (uma) 19.92 10-24 g es, per il 12C: = 12.000 1.66x10-24 g PA = Si xi mi Così ci si può costruire la scala dei pesi atomici di tutti gli elementi, se un atomo è presente in natura con diversi isotopi il PA Elemento Isotopo Massa atomica Abbondanza Peso atomico risultante sarà la sommatoria pesata per l’abbondanza relativa/uma relativa /uma isotopica dei PA dei singoli isotopi : 1 Idrogeno 1H 1,008 0,9998 2 PA = Si xi mi 1H 2,014 0,0002 1,008 xi abbondanza relativa 16 Ossigeno 8 O 15,995 0,99762 mi massa atomica relativa dell’iesimo isotopo 17 8O 16,999 0,00038 18 8O 17,999 0,00200 15,999 12 Carbonio 6 C 12,000 0,9890 13 6C 13,003 0,0110 12,011 PA=12,00*0,9890+13,003*0,011=12,011 2  mole è un numero particolare di oggetti MOLE Peso molecolare Somma dei pesi Una mole contiene sempre lo stesso numero di (massa molecolare) = atomici di tutti gli atomi particelle, indipendentemente dal tipo di sostanza. di un composto (M) presenti nella formula Questo numero è il numero di Avogadro e vale Esempio: H2O 6.02. 1023 M = 2  1,008 + 115,999 = 18,015 602.000.000.000.000.000.000.000 una mole di una sostanza è una quantità pari al suo peso atomico se si tratta di un elemento, o al suo peso molecolare se si tratta di un composto Se prendo il PA o il PM di una sostanza espresso 19.92 x 10-24 Rapporto tra la massa di un atomo e in grammi ho ancora il concetto di mole. 29.88 x 10-24 la massa di una molecola di acqua Perché? Moltiplico per NA Rapporto tra la massa di Perché PA e PM sono rapporti: una mole di 12C (g) e di Es: Scriviamo il rapporto tra la massa assoluta di 12C e di H2O 19.92 x 10-24 x 6.02 x 1023 una quantità di H2O (g) 29.88 x 10-24 x 6.02 x 1023 costituita da NA 19.92 x 10-24 Rapporto tra la massa di un atomo molecole, quindi da una 29.88 x 10-24 di C e la massa di una molecola di mole di acqua acqua Se svolgo i calcoli: Dalla definizione di mole si ottiene il numero n di moli contenute in m grammi di sostanza : 1 : M = n : m 19.92 x 10-24 x 6.02 x 1023 = 12g 29.88 x 10-24 x 6.02 x 1023 18g Da cui la relazione matematica che dà il numero di moli n in m Quindi una mole di 12C pesa 12g e una mole di H2O pesa 18g grammi di sostanza di massa MOLE: quantità espressa in grammi pari al peso atomico o molare M : al peso molecolare o al peso formula di una sostanza n = m (g) M 3  Esercizi ESEMPI: Cos’è una mole di ferro? Sono 55.8 g di ferro (Fe) Quanti grammi sono 0.2 moli di ferro? m(g) m(g) Cos’è una mole di acqua? n= 0.2= = 11.17g PA 55.845 Sono 18.015 g di acqua (H2O) Cos’è una mole di cloruro di sodio? Sono 58.44 g di cloruro di sodio (NaCl) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(g) Esercizi Le conoscenze acquisite permettono di scrivere: Quante moli sono contenute in 10g di  1 molec CH4 + 2 molec O2 acqua? m(g) 10 1 molec CO2 + 2 molec H2O n= n= n = 0.55 PM 18.015 moltiplicando per il numero di Avogadro si ha:  NA molec CH4 + 2 NA molec O2 NA molec CO2 + 2 NA molec H2O CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(g) Introducendo l’unità mole si ha: 1 mole CH4 + 2 moli O2 1 mole CO2 + 2 moli H2O introducendo la definizione di mole 1 x 16 + 2 x 32 1 x 44 + 2 x 18 cioè 16 g CH4 + 64 g O2 44 g CO2 + 36 g H2O 4