Convertitore da Grammi a Moli | Calcolatore Gratuito di Chimica

Che cos'è la conversione da grammi a moli?

La conversione da grammi a moli è il procedimento per determinare quante moli di una sostanza sono rappresentate da una data massa. La mole è l'unità che i chimici usano per contare atomi, molecole o ioni. La conversione da grammi a moli collega la massa misurata con una bilancia da laboratorio al numero di particelle coinvolte in una reazione chimica.

Le equazioni chimiche descrivono le reazioni in termini di moli: una mole di una sostanza reagisce con un numero stabilito di moli di un'altra. Le bilance misurano la massa in grammi. La conversione tra le due grandezze consente al chimico di trasformare un'equazione bilanciata in una quantità effettiva da pesare.

Una mole di qualsiasi sostanza contiene esattamente 6,02214076 × 10²³ entità elementari. Questo numero è chiamato costante di Avogadro. È stato fissato a questo valore esatto nel 2019, quando la Conferenza generale dei pesi e delle misure (CGPM) ha rivisto la definizione di mole.

La formula da grammi a moli

Il numero di moli è uguale alla massa in grammi divisa per la massa molare della sostanza:

$\text{Moli} = \frac{\text{Massa (g)}}{\text{Massa molare (g/mol)}}$

Per procedere nella direzione opposta, dalle moli ai grammi, si moltiplica invece di dividere:

$\text{Massa (g)} = \text{Moli} \times \text{Massa molare (g/mol)}$

La massa molare è la massa di una mole di una sostanza, espressa in grammi per mole (g/mol). Per un singolo elemento, la massa molare è il peso atomico indicato nella tavola periodica. Per un composto, è la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi presenti nella sua formula.

Come calcolare la massa molare

Per trovare la massa molare di un composto, si somma il peso atomico di ciascun elemento, moltiplicato per il numero di volte in cui compare nella formula. I pedici nella formula indicano quanti atomi di ciascun elemento sono presenti.

• Idrogeno (H): 1,008 g/mol
• Carbonio (C): 12,011 g/mol
• Ossigeno (O): 15,999 g/mol
• Acqua (H₂O): 2(1,008) + 15,999 = 18,015 g/mol, generalmente scritta come 18,02 g/mol
• Glucosio (C₆H₁₂O₆): 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 g/mol

Questi pesi atomici sono i valori standard pubblicati dalla IUPAC. I testi di chimica più datati arrotondano l'ossigeno a 16,00, modificando leggermente la massa molare nell'ultima cifra decimale.

Le parentesi in una formula si applicano a ogni atomo al loro interno. Il fosfato di calcio, Ca₃(PO₄)₂, contiene 3 atomi di calcio, 2 atomi di fosforo e 8 atomi di ossigeno (2 gruppi di 4 atomi di ossigeno), non uno solo di ciascun elemento.

Gli idrati, come il solfato di rame(II) pentaidrato (CuSO₄·5H₂O), includono molecole d'acqua legate all'interno del cristallo. La massa di tali molecole d'acqua deve essere aggiunta alla massa molare. Per CuSO₄·5H₂O, ciò significa aggiungere 5 × 18,02 g/mol per le cinque molecole d'acqua.

Esempio svolto

Problema: convertire 25 g di cloruro di sodio (NaCl) in moli.

Passaggio 1: trovare la massa molare di NaCl.

• Sodio (Na): 22,99 g/mol
• Cloro (Cl): 35,45 g/mol
• NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol

Passaggio 2: dividere la massa per la massa molare.

$\text{Moli} = \frac{25 \text{ g}}{58.44 \text{ g/mol}} = 0.4278 \text{ mol}$

Quindi 25 g di NaCl equivalgono a 0,4278 mol. Il convertitore arrotonda ogni risultato a quattro cifre decimali, quindi per questo esempio mostra 0,4278.

Il convertitore funziona anche nella direzione opposta. Impostandolo da moli a grammi, calcola la massa di 0,05 mol di idrossido di sodio (NaOH, massa molare 40,00 g/mol):

$\text{Massa} = 0.05 \text{ mol} \times 40.00 \text{ g/mol} = 2.0 \text{ g}$

La massa molare non può essere zero, perché la divisione per zero non ha soluzione. Il convertitore mostra un errore invece di un risultato quando il campo della massa molare è impostato su 0.

Perché la conversione è importante

Le equazioni chimiche bilanciate indicano i rapporti molari tra reagenti e prodotti, ma i reagenti vengono misurati in base alla massa. La conversione da grammi a moli è il passaggio che collega le due cose.

Stechiometria della reazione. Nella reazione 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g di idrogeno gassoso corrispondono a 10 ÷ 2,016 = 4,96 mol di H₂. L'equazione mostra un rapporto 2:1 tra H₂ e O₂, quindi 4,96 mol di H₂ richiedono 2,48 mol di O₂, equivalenti a 2,48 × 32,00 = 79,4 g di O₂.

Preparazione delle soluzioni. Per preparare 500 mL di una soluzione di idrossido di sodio da 0,1 mol/L sono necessarie 0,1 × 0,5 = 0,05 mol di NaOH, cioè 0,05 × 40,00 = 2,0 g.

Problemi del reagente limitante. Quando si combinano due reagenti, convertire ciascuno in moli e confrontare i valori con l'equazione bilanciata mostra quale si esaurisce per primo e limita la quantità di prodotto che può formarsi.

Formule empiriche. I dati di laboratorio forniscono di solito la percentuale in massa di ciascun elemento in un composto. Convertendo la massa di ogni elemento in moli e confrontando poi i rapporti molari, si ottiene la formula con i più semplici numeri interi del composto.

Masse molari comuni

Storia della mole

Amedeo Avogadro propose nel 1811 che volumi uguali di gas, alla stessa temperatura e pressione, contenessero lo stesso numero di molecole. Questa idea, oggi chiamata legge di Avogadro, fu un primo passo verso il collegamento tra massa e numero di particelle. La parola «mole» viene generalmente attribuita al chimico Wilhelm Ostwald negli anni 1890, dal tedesco «Mol», abbreviazione di peso molecolare.

Nel 1971 la mole divenne un'unità di base ufficiale del SI, definita come la quantità di sostanza contenente tante entità elementari quanti sono gli atomi presenti in 12 g di carbonio-12. Nel 2019, il sistema SI è stato rivisto, in modo che la mole sia definita direttamente da un valore fisso della costante di Avogadro, 6,02214076 × 10²³, anziché da un campione fisico di carbonio-12.

Domande frequenti

Che cos'è una mole in chimica? La mole è l'unità SI della quantità di sostanza. Una mole di qualsiasi cosa contiene 6,02214076 × 10²³ particelle, allo stesso modo in cui una dozzina indica 12 oggetti. Consente ai chimici di contare le particelle pesandole.

Perché convertire tra grammi e moli? Le equazioni chimiche descrivono le reazioni usando rapporti molari, ma i reagenti vengono misurati in base alla massa. La conversione traduce un'equazione bilanciata in una quantità che può essere pesata su una bilancia.

Come si trova la massa molare di un composto? Si sommano i pesi atomici di tutti gli atomi nella formula, contando ogni atomo il numero corretto di volte, compresi gli atomi all'interno delle parentesi e, nel caso degli idrati, le molecole d'acqua presenti nel cristallo.

È possibile convertire i grammi in moli senza conoscere la massa molare? No. La massa molare è necessaria per la conversione. Deve essere cercata o calcolata a partire dalla formula chimica prima di poter eseguire la conversione.

Qual è la differenza tra peso molecolare e massa molare? I due numeri coincidono, ma misurano grandezze diverse. Il peso molecolare, chiamato anche massa molecolare relativa, confronta una molecola con un dodicesimo di un atomo di carbonio-12, quindi non ha unità di misura. La massa molare è la massa di una mole della sostanza, espressa in grammi per mole.

Come si convertono le moli in numero di particelle? Si moltiplica il numero di moli per la costante di Avogadro: particelle = moli × 6,02214076 × 10²³. Per procedere nella direzione opposta, si divide il numero di particelle per la costante di Avogadro.

Qual è un errore comune nel calcolo della massa molare? Non considerare gli atomi all'interno delle parentesi, come in Ca(NO₃)₂, o dimenticare di includere le molecole d'acqua in un idrato come CuSO₄·5H₂O.