Convertitore di Moli - Converti Moli in Atomi e Molecole

Che cos'è un convertitore di moli?

Un convertitore di moli è uno strumento che converte le moli nel numero di particelle (atomi, molecole o ioni) presenti in un campione e viceversa. Utilizza il numero di Avogadro, 6,022 × 10²³, cioè il numero di particelle contenute in una mole di qualsiasi sostanza.

Atomi e molecole sono troppo piccoli e troppo numerosi per essere contati uno alla volta. Una singola goccia d'acqua contiene più molecole di quante siano le stelle dell'universo osservabile. I chimici risolvono il problema contando in moli invece che contando le singole particelle, proprio come si acquistano le uova a dozzine invece che una alla volta.

Che cos'è il numero di Avogadro?

Il numero di Avogadro è il numero di particelle elementari contenute in una mole di una sostanza: 6,022 × 10²³. Prende il nome dallo scienziato italiano Amedeo Avogadro, anche se egli non ne calcolò mai personalmente il valore.

Dal 2019, il numero è stato fissato per accordo internazionale a esattamente 6,022 140 76 × 10²³ per mole, nell'ambito di una ridefinizione del Sistema internazionale di unità di misura. Per i calcoli di uso quotidiano, 6,022 × 10²³ è sufficientemente preciso. Questo calcolatore utilizza il valore esatto, 6,022 140 76 × 10²³, quindi ogni cifra visualizzata è corretta.

Formule per la conversione delle moli

Due formule coprono tutte le conversioni eseguite da questo calcolatore.

Da moli a particelle

$\text{Particles} = \text{Moles} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Moltiplicare il numero di moli per il numero di Avogadro per ottenere il numero di atomi o molecole.

Da particelle a moli

$\text{Moles} = \frac{\text{Particles}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

Dividere il numero di particelle per il numero di Avogadro per ottenere il numero di moli.

Come usare il calcolatore per la conversione delle moli

Per convertire le moli in atomi o molecole:

1. Scegliere un tipo di particella: atomi o molecole.
2. Inserire il numero di moli.
3. Il numero di particelle viene visualizzato automaticamente.

Per convertire atomi o molecole in moli:

1. Scegliere un tipo di particella: atomi o molecole.
2. Inserire il numero di particelle. È accettata la notazione scientifica, ad esempio 3.011e23.
3. Il numero di moli viene visualizzato automaticamente.

Il calcolatore passa alla notazione scientifica per i risultati molto grandi o molto piccoli, così sullo schermo non compaiono lunghe sequenze di zeri.

Esempio svolto

Esempio 1: da moli a molecole. Quante molecole d'acqua sono contenute in 0,05 moli d'acqua?

$0.05 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 3.011070 \times 10^{22} \text{ molecules}$

Esempio 2: da atomi a moli. Quante moli sono contenute in 1,204428 × 10²⁴ atomi di carbonio?

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2 \text{ mol}$

Esempio 3: da moli ad atomi. Quanti atomi di sodio sono contenuti in 0,25 moli di cloruro di sodio (NaCl)?

$0.25 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.505535 \times 10^{23} \text{ atoms}$

Questo è il numero di atomi di sodio soltanto. È presente anche un numero uguale di atomi di cloro, poiché ogni unità di NaCl contiene un atomo di ciascun elemento.

Errori comuni nella conversione delle moli

Confondere gli atomi con le molecole. Una mole d'acqua (H₂O) contiene 6,022 × 10²³ molecole, ma ogni molecola ha 3 atomi, quindi contiene complessivamente 1,8066 × 10²⁴ atomi.

Ignorare i coefficienti dell'equazione. In 2H₂ + O₂ → 2H₂O, il coefficiente 2 davanti a H₂ indica 2 moli di idrogeno gassoso, cioè 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ molecole, non una sola mole.

Dimenticare la dissociazione in soluzione. Sciogliere 1 mole di NaCl in acqua produce 1 mole di ioni Na⁺ e 1 mole di ioni Cl⁻, per un totale di 2 moli di particelle disciolte.

Arrotondare troppo presto il numero di Avogadro. Usare 6 × 10²³ invece di 6,022 × 10²³ introduce un errore che aumenta nel corso di un calcolo a più passaggi.

Contare due volte la notazione scientifica. Un valore scritto come 3.011e23 include già × 10²³. Non deve essere moltiplicato una seconda volta per il numero di Avogadro.

Storia della mole e del numero di Avogadro

Nel 1811, Amedeo Avogadro propose che volumi uguali di gas alla stessa temperatura e pressione contenessero lo stesso numero di molecole, un'idea che contribuì a distinguere i concetti di atomi e molecole. Non conosceva il numero effettivo di particelle.

Negli anni 1860, Johann Josef Loschmidt calcolò il numero di molecole contenute in un volume fisso di gas, ottenendo una prima stima collegata a quello che sarebbe diventato il numero di Avogadro. Nel 1909, il fisico francese Jean Perrin misurò sperimentalmente la costante attraverso osservazioni del moto browniano. Perrin ricevette il premio Nobel per la fisica nel 1926, in gran parte per questo lavoro.

Il chimico Wilhelm Ostwald introdusse il termine «mole» intorno al 1896. La mole divenne un'unità di base ufficiale del SI nel 1971, definita all'epoca come la quantità di sostanza contenente tante entità elementari quanti sono gli atomi presenti in 12 grammi di carbonio-12. Nel 2019, il Sistema internazionale è stato ridefinito, facendo del numero di Avogadro stesso il riferimento fisso, stabilito esattamente a 6,022 140 76 × 10²³ per mole.

Domande frequenti

Che cos'è una mole in chimica? La mole è l'unità SI della quantità di sostanza. Una mole contiene sempre 6,022 × 10²³ entità elementari, siano esse atomi, molecole o ioni. Il numero è definito in modo che una mole di atomi di carbonio-12 abbia una massa esattamente pari a 12 grammi, consentendo ai chimici di contare le particelle pesandole.

Come si calcola il numero di atomi a partire dalle moli? Moltiplicare il numero di moli per il numero di Avogadro. Per esempio, 2 moli di carbonio contengono 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ atomi.

Come si calcola il numero di moli a partire dal numero di particelle? Dividere il numero di particelle per il numero di Avogadro. Per esempio, 3,011070 × 10²³ molecole d'acqua corrispondono a 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 moli d'acqua.

Il numero di Avogadro è lo stesso per ogni sostanza? Sì. Una mole di qualsiasi sostanza contiene 6,022 × 10²³ particelle. Ciò che varia tra le sostanze è la massa molare, cioè la massa di una mole, misurata in grammi per mole.

Qual è la differenza tra contare gli atomi e contare le molecole? Il calcolo aritmetico è lo stesso, ma conta il tipo di particella. Una mole d'acqua contiene 6,022 × 10²³ molecole. Poiché ogni molecola d'acqua contiene 3 atomi, lo stesso campione contiene 1,8066 × 10²⁴ atomi.

Perché il numero di Avogadro è così grande? I singoli atomi hanno una massa estremamente ridotta, quindi ne occorre un numero enorme prima che la massa totale diventi abbastanza grande da poter essere misurata su scala di laboratorio. Il numero di Avogadro è il valore specifico che fa corrispondere le unità di massa atomica ai grammi per mole.

Riferimenti

1. Ufficio internazionale dei pesi e delle misure. «The International System of Units (SI)» (9ª ed., 2019).
2. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D. e Bissonnette, C. «General Chemistry: Principles and Modern Applications» (11ª ed.). Pearson, 2017.
3. Jensen, W. B. «The Origin of the Mole Concept». Journal of Chemical Education, 87(10), 2010.
4. National Institute of Standards and Technology (NIST). «Fundamental Physical Constants: Avogadro Constant».