La conversione da grammi a moli è fatta quotidianamente dai chimici ed è richiesta, per la sua importanza, agli studenti.
La grandezza del Sistema Internazionale che descrive una quantità di sostanza correlandola al numero di particelle di questa sostanza è detta mole. Il numero di particelle che costituiscono una mole è detto Numero di Avogadro ed è pari a 6.022 ∙ 1023.
Quindi una mole di acqua contiene 6.022 ∙ 1023 molecole di acqua.
La massa di una mole di atomi è fornita dalla Tavola Periodica ed è detta massa atomica o, spesso anche se impropriamente, peso atomico.
La massa di una mole di molecole è data dalla somma dei pesi atomici di tutti gli elementi presenti ed è detta massa molare o peso molecolare.
Quando si bilanciano le reazioni chimiche i coefficienti stechiometrici indicano il rapporto tra le moli.
Così, ad esempio, la reazione bilanciata
2 H2O2 → 2 H2O + O2 ci indica che 2 moli di H2O2 danno con una mole di O2 e 2 moli di H2O.
Tuttavia le bilance forniscono la massa di una sostanza e non le moli. Conoscendo la massa di H2O2 e volendo conoscere quella dei prodotti si deve fare una conversione da grammi a moli. In questo modo si conoscono le moli dei prodotti da cui si possono ottenere i grammi
I libri, per la conversione da grammi a moli, forniscono la formula: moli = massa / peso molecolare
Tuttavia, spesso la formula si dimentica e si finisce per sbagliare. Conviene quindi impostare una proporzione che peraltro risulta utile anche nella conversione da grammi a moli come di seguito illustrato.
Esercizi
1) Determinare a quante moli corrispondono 0.700 g di H2O2
Calcoliamo il peso molecolare: dalla tavola periodica sappiamo che il peso atomico di H è 1.00794 e quello di O è 15.9994. Nella molecola sono presenti 2 atomi di idrogeno e due atomi di ossigeno pertanto il peso molecolare vale:
PM = ( 2 ∙ 1.00794) + ( 2 ∙ 15.9994) = 2.01588 + 31.9988 = 34.01468
Ciò implica che 1 mole di H2O2 pesa 34.01468 g.
A questo punto possiamo impostare una proporzione:
1 mole : 34.01468 g = x (moli) : 0.700 g
Da cui x (moli) = 1 mol x 0.700 g / 34.01468 g = 0.0206 ( si noti che la risposta va data sulla base delle cifre significative presenti in 0.700)
2) Determinare a quante moli corrispondono 2.50 grammi di KClO3
Calcoliamo il peso molecolare: dalla tavola periodica sappiamo che il peso atomico di K è 39.0983, il peso atomico di Cl è 35.4527 e quello di O è 15.9994. Nella molecola è presente 1 atomo di K, 1 atomo di Cl e 3 atomi di O pertanto il peso molecolare vale:
PM = ( 1 ∙ 39.0983) + ( 1 ∙ 35.4527) + ( 3 ∙ 15.9994) = 122.5492
Ciò implica che 1 mole di KClO3 pesa 122.5492 grammi.
A questo punto possiamo impostare una proporzione:
1 mole : 122.5492 g = x (moli) : 2.50 g
x (moli) = 1 mol ∙ 2.50 g/ 122.5492 g = 0.0204
3) Determinare a quante moli corrispondono 75.57 g di KBr
Calcoliamo il peso molecolare: dalla tavola periodica sappiamo che il peso atomico di K è 39.0983 e quello di Br è 79.904. Nella molecola sono presenti 1 atomo di K e 1 atomo di Br pertanto il peso molecolare vale:
PM = 39.0983 + 79.904 = 119.002
Ciò implica che 1 mole di KBr pesa 119.002 grammi.
A questo punto possiamo impostare una proporzione:
1 mole : 119.002 g = x (moli) : 75.57 g
x (moli) = 1 mol ∙ 75.57 g/ 119.002 g = 0.6350
Si noti che il risultato deve essere dato con 4 cifre significative ovvero quante sono presenti in 75.57
4) Determinare a quante moli corrispondono 0.750 grammi di Na2CO3
Calcoliamo il peso molecolare: dalla tavola periodica sappiamo che il peso atomico di Na è 22.9898, quello di C è 12.011 e quello di O è 15.9994. Nella molecola sono presenti 2 atomi di Na, 1 atomo di C e 3 atomi di O pertanto il peso molecolare vale:
PM = ( 2 ∙ 22.9898) + ( 1 ∙ 12.011) + ( 3 ∙ 15.9994) = 105.9888
Ciò implica che 1 mole di Na2CO3 pesa 105.9888 grammi
A questo punto possiamo impostare una proporzione:
1 mole : 105.9888 g = x (moli) : 0.750
x (moli) = 1 mol ∙ 0.750 g/105.9888 g = 0.00708