2.8: La Mole

Perché gli atomi e le molecole sono estremamente piccoli, ce ne sono moltissimi in qualsiasi campione macroscopico. Il 1 cm3 di mercurio a cui si fa riferimento nell’introduzione alle moli conterrebbe 4,080 x 1022 atomi di mercurio, per esempio, e il 3,47 cm3 di bromo ne conterrebbe il doppio (8,160 x 1022). I numeri molto grandi coinvolti nel conteggio delle particelle microscopiche sono scomodi da pensare o da scrivere. Perciò i chimici hanno scelto di contare atomi e molecole usando un’unità chiamata mole. Una mole (abbreviato mol) è 6,022 x 1023 delle particelle microscopiche che compongono la sostanza in questione. Così 6,022 x 1023 atomi di Br sono indicati come 1 mol Br. Gli 8,160 x 1022 atomi nel campione di cui abbiamo discusso sarebbero

L’idea di usare un grande numero come unità con cui misurare quanti oggetti abbiamo non è esclusiva dei chimici. Uova, ciambelle e molte altre cose sono vendute a dozzina, un’unità di dodici oggetti. Gli oggetti più piccoli, come le matite, possono essere ordinati in unità di 144, cioè al lordo, e la carta è confezionata in risme, ognuna delle quali contiene 500 fogli. Un chimico che si riferisce a 0,1355 mol Br è molto simile al direttore di una libreria che ordina 2 dozzine e mezza di magliette, 20 lordi di matite, o 62 risme di carta.

C’è una differenza di grado, tuttavia, perché l’unità del chimico, 6,022 x 1023, è così grande. Una pila di carta contenente una mole di fogli si estenderebbe per più di un milione di volte la distanza dalla terra al sole, e 6,022 x 1023 granelli di sabbia coprirebbero tutta la terra del mondo ad una profondità di quasi 2 piedi. Ovviamente ci sono moltissime particelle in una mole di qualsiasi cosa.

Perché i chimici hanno scelto un numero così insolito come 6,022 x 1023 come unità con cui contare il numero di atomi o molecole? Sicuramente un bel numero rotondo sarebbe più facile da ricordare. La risposta è che il numero di grammi nella massa di 1 mol di atomi di qualsiasi elemento è il peso atomico di quell’elemento. Per esempio, 1 mol di atomi di mercurio non solo contiene 6,022 x 1023 atomi, ma la sua massa di 200,59 g si ottiene comodamente aggiungendo l’unità grammo alla tabella dei pesi atomici. Alcuni altri esempi sono

Qui e nei calcoli successivi i pesi atomici sono arrotondati a due cifre decimali, a meno che, come nel caso di H, rimangano meno di quattro cifre significative.

La massa di una mole di molecole può anche essere ottenuta dai pesi atomici. Proprio come una dozzina di uova avrà una dozzina di albumi e una dozzina di tuorli, una mole di molecole di CO conterrà una mole di atomi di C e una mole di atomi di O.

La massa di una mole di CO è così

Il peso molecolare di CO (28,01) espresso in grammi è la massa di una mole di CO. Alcuni altri esempi sono nella tabella \(\PageIndex{1}).

Tabella \(\PageIndex{1}): Peso molecolare

Molecola	Peso molecolare	Massa di 1 molecola di molecole
Br2	2(79.90) = 159.80	159.80 g
O2	2(16.00) = 32.00	32.00 g
H2O	2(1.008) + 16 = 18.02	18.02 g
HgBr2	200.59 + 2(79.90) = 360.39	360.39 g
Hg2Br2	2(200.59) + 2(79,90) = 560,98	560,98 g

È importante specificare a quale tipo di particella si riferisce una mole. Una mole di atomi di Br, per esempio, ha solo la metà degli atomi (e la metà della massa) di una mole di molecole di Br2. È meglio non parlare di una mole di bromo senza specificare se si intende 1 mol Br o 1 mol Br2.