Il cervello umano ha difficoltà a pensare sia a numeri davvero grandi che a numeri davvero piccoli. Nel laboratorio di chimica, ti troverai spesso di fronte a entrambi.
Supponiamo che tu abbia una semplice soluzione salina con cui lavorerai in laboratorio. È abbastanza facile per te vedere la soluzione. È chiaro e acquoso. Ma come fai a sapere quante singole molecole di sale ci sono in questa soluzione?
Non puoi semplicemente guardare la soluzione e capirla. Contare le molecole in una soluzione non è semplice come contare le gelatine in un barattolo. Non puoi nemmeno far passare un campione della soluzione al microscopio ottico per provare a vedere le molecole. Sono semplicemente troppo piccoli!
Allora come puoi spiegare quante molecole di sale ci sono? La chiave è Il numero di Avogadro.
Qual è il numero di Avogadro?
All'interno della tua soluzione salina non solo non puoi vedere le molecole, ma ce ne sono tonnellate. In effetti, ce ne sono così tanti che può essere molto difficile capirne davvero il numero. Hai a che fare con un numero enorme di una particella molto piccola. Ma la chimica richiede la conoscenza di quante particelle per molte ragioni, tra cui la previsione di reazioni e la creazione di soluzioni.
È necessario conoscere il numero di molecole e come questo si riferisce alla massa poiché, il più delle volte, quando si effettua una soluzione, si pesa il componente in questione. Ad esempio, non si conta il numero individuale di molecole necessarie in una soluzione salina. Invece si pesa la quantità di soluto che corrisponde al numero di molecole che si desidera.
Il Talpa consente un ponte tra il mondo insondabile di un numero enorme di minuscole molecole e la capacità di pesare le sostanze e lavorare con esse. Una mole di una sostanza contiene 6.022 x 1023 particelle di quella sostanza. Questo è il numero di Avogadro.
Una talpa è quindi un numero collettivo. È simile a un altro numero collettivo che potresti conoscere: una dozzina. Una dozzina può riferirsi a qualsiasi cosa: una dozzina di ciambelle è sempre dodici ciambelle e una dozzina di fenicotteri è sempre dodici fenicotteri.
Allo stesso modo, una mole di ciambelle sarebbe 6.022 x 1023 ciambelle e una talpa di fenicotteri sarebbe 6.022 x 1023 fenicotteri. Una mole di NaCl sarebbe anche un 6,022 x 1023 molecole di NaCl.
La relazione tra moli e massa è nota come massa molare o numero di grammi in una mole di una sostanza. La massa molare per ogni elemento può essere trovata sotto il simbolo sulla tavola periodica.
Ad esempio, la massa molare del carbonio è 12,01 g/mol. Ciò significa che in una mole di carbonio ci sono 12,01 grammi di carbonio.
Utilizzo del numero di Avogadro per calcolare il numero di molecole
Diciamo che hai 2 moli di NaCl. Quante molecole di NaCl sono? Ecco dove puoi usare il numero di Avogadro:
Quindi, 2 moli di NaCl contengono 1.2 x 1024 molecole di NaCl.
Che dire se invece di 2 moli, ti venissero dati 2 grammi di NaCl. Quante molecole di NaCl contiene?
Per capirlo, avrai bisogno della massa molare di NaCl che è 58,44 g/mol. Innanzitutto, converti i grammi in moli usando la massa molare e poi usa il numero di Avogadro per trovare il numero di molecole:
Questo calcolo ti dice che ci sono 2,1 x 1022 molecole di NaCl in 2 grammi di NaCl.