Introduzione alla chimica

Termini

• mole Limporto di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 12 g di carbonio-12.
• analisi dimensionale Lanalisi delle relazioni tra le diverse grandezze fisiche identificando le loro dimensioni fondamentali (come lunghezza, massa, tempo e carica elettrica) e unità di misura (come miglia contro chilometri o libbre contro chilogrammi contro grammi) e il monitoraggio di queste dimensioni mentre vengono eseguiti calcoli o confronti.
• massa molare La massa di un dato sostanza (elemento chimico o composto chimico) diviso per la sua quantità di sostanza (mol), in g / mol.

I chimici generalmente usano la talpa come unità per il numero di atomi o molecole di un materiale. Una talpa (mole abbreviata) è uguale a 6.022 × 1023 entità molecolari (numero di Avogadro) e ogni elemento ha una massa molare diversa a seconda del peso di 6.022 × 1023 dei suoi atomi (1 mole). La massa molare di qualsiasi elemento può essere determinata trovando la massa atomica dellelemento sulla tavola periodica. Ad esempio, se la massa atomica di sulfer (S) è 32,066 amu, la sua massa molare è 32,066 g / mol.

Riconoscendo la relazione tra la massa molare (g / mol), le moli (mol ) e particelle, gli scienziati possono utilizzare molto facilmente lanalisi dimensionale per convertire tra massa, numero di moli e numero di atomi.

Determinazione della massa molare di un composto

In un composto di NaOH, il la massa molare di Na da solo è 23 g / mol, la massa molare di O è 16 g / mol e H è 1 g / mol. Qual è la massa molare di NaOH?

Na + O + H = NaOH

23 \ space \ text {g / mol} +16 \ space \ text {g / mol} + 1 \ space \ text {g / mol} = 40 \ space \ text {g / mol}

La massa molare del composto NaOH è 40 g / mol.

Conversione Da massa a numero di moli

Quante moli di NaOH sono presenti in 90 g di NaOH?

Poiché la massa molare di NaOH è 40 g / mol, possiamo dividere i 90 g di NaOH dalla massa molare (40 g / mol) per trovare le moli di NaOH. Equivale a moltiplicare per il reciproco di 40 g / mol.

Se lequazione è organizzata correttamente, le unità di massa (g) si annullano e lasciano le talpe come unità.

90 g \ space \ text {NaOH} \ times \ frac {1 \ space mol} {40 g} = 2,25 \ space \ text {mol NaOH}

Ci sono 2,25 moli di NaOH in 90 g di NaOH .

Conversione tra massa, numero di moli e numero di atomi

Quante moli e quanti atomi sono contenuti in 10,0 g di nichel?

Secondo nella tavola periodica, la massa atomica del nichel (Ni) è 58,69 amu, il che significa che la massa molare del nichel è 58,69 g / mol. Pertanto, possiamo dividere 10,0 g di Ni per la massa molare di Ni per trovare il numero di moli presenti.

Utilizzando lanalisi dimensionale, è possibile determinare che:

10 \ : g \: Ni \ times \ frac {1 \: mol \ Ni} {58.69g \ Ni} = 0.170 \: mol \: Ni

Per determinare il numero di atomi, converti le moli di Ni agli atomi utilizzando il numero di Avogadro:

0.170 \: moles \: Ni \ times \ frac {6.022 × 10 ^ {23} atoms \ Ni} {1 \: mol \ Ni} = 1.02 \ times10 ^ { 23} \: atoms \: Ni

Data la massa di un campione e il numero di moli in quel campione, è anche possibile calcolare la massa molecolare del campione dividendo la massa per il numero di moli per calcolare g / mol.

Qual è la massa molare del metano (CH4) se ci sono 0,623 moli in un campione di 10,0 g?

\ frac {10,0 \ g \ CH_4} {0,623 \ mol \ CH_4} = 16,05 \ g / mol \ CH_4

La massa molare di CH4 è 16,05 g / mol.