Convertitore di Moli - Converti Moli in Atomi e Molecole

Che cos'è un convertitore di moli?

Un convertitore di moli è uno strumento che permette di passare dalle moli al numero di particelle (atomi, molecole o ioni) di un campione e viceversa. Usa il numero di Avogadro, circa 6,022 × 10²³, cioè il numero di particelle in una mole di qualsiasi sostanza.

Atomi e molecole sono troppo piccoli e troppo numerosi per essere contati uno per uno. I chimici risolvono il problema contando in moli anziché in singole particelle, allo stesso modo in cui chi fa la spesa compra le uova a dozzine e non una alla volta.

Che cos'è il numero di Avogadro?

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

Dal 2019 il numero è fissato per accordo internazionale a esattamente 6,022 140 76 × 10²³ per mole, nell'ambito di una ridefinizione del sistema di unità SI. Il valore non ha incertezza di misura. Questo calcolatore usa il valore esatto e mostra i risultati con sette cifre significative. Per calcoli approssimativi a mano, 6,022 × 10²³ è abbastanza vicino.

Formule per la conversione delle moli

Due formule coprono tutte le conversioni eseguite da questo calcolatore.

Da moli a particelle

$\text{Particelle} = \text{Moli} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

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

Da particelle a moli

$\text{Moli} = \frac{\text{Particelle}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

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.

Esempi svolti

I risultati qui sotto sono i valori mostrati dal calcolatore, che usa la costante esatta.

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

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

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

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2.0 \text{ mol}$

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

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

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 atomi e molecole. Una mole di acqua (H₂O) contiene 6,022141 × 10²³ molecole, ma ogni molecola ha 3 atomi, quindi contiene in tutto 1,806642 × 10²⁴ atomi.

Ignorare i coefficienti dell'equazione. In 2H₂ + O₂ → 2H₂O, il coefficiente 2 davanti a H₂ indica 2 moli di idrogeno gassoso, ovvero 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ molecole, e non il valore di 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 contengano un numero uguale di molecole, un'idea che contribuì a distinguere i concetti di atomo e molecola. Non conosceva il numero effettivo di particelle.

Nel 1865 Johann Josef Loschmidt fece la prima stima del numero di molecole in un centimetro cubo di gas. Il numero di molecole in una mole fu poi ricavato a partire da essa. All'inizio degli anni 1900 il fisico francese Jean Perrin confermò sperimentalmente che le molecole sono reali, in parte grazie al suo studio del moto browniano. Per questo lavoro sulla "struttura discontinua della materia" ricevette il Premio Nobel per la fisica del 1926.

Il chimico Wilhelm Ostwald introdusse il termine "mole". La mole divenne un'unità di base del SI nel 1971, definita allora come la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 12 grammi di carbonio-12. Nel 2019 il sistema SI è stato ridefinito in modo che il numero di Avogadro stesso diventasse il punto di riferimento fisso. Una mole contiene ora esattamente 6,022 140 76 × 10²³ entità elementari.

Domande frequenti

Che cos'è una mole in chimica? La mole è l'unità SI della quantità di sostanza. Una mole contiene sempre 6,022 140 76 × 10²³ entità elementari, siano atomi, molecole o ioni. Prima del 2019 la mole era definita in modo che una mole di atomi di carbonio-12 avesse una massa di esattamente 12 grammi. Dal 2019 quella massa è molto vicina a 12 grammi, ma non più esatta. In entrambi i casi, i chimici possono 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 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 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 6,022 140 76 × 10²³ particelle. Ciò che differisce tra le sostanze è la massa molare, la massa di una mole, misurata in grammi per mole.

Qual è la differenza tra contare gli atomi e contare le molecole? L'aritmetica è la stessa, ma il tipo di particella conta. Una mole di acqua corrisponde a 6,022141 × 10²³ molecole. Poiché ogni molecola d'acqua contiene 3 atomi, lo stesso campione contiene 1,806642 × 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. National Institute of Standards and Technology (NIST). CODATA Value: Avogadro constant. Costante di Avogadro — N_A = 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹, esatta.
2. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). SI base unit: mole. Mole — una mole contiene esattamente 6,022 140 76 × 10²³ entità elementari.
3. National Institute of Standards and Technology (NIST). Redefining the Mole. Ridefinizione della mole — ipotesi di Avogadro sui volumi uguali; mole aggiunta al SI nel 1971; precedente definizione basata sul carbonio-12.
4. Masaryk University, Loschmidt Laboratories. Physics Work of Josef Loschmidt. Lavoro di fisica di Josef Loschmidt — l'ipotesi di Avogadro del 1811, la mancanza di una sua stima e la stima di Loschmidt del 1865.
5. Nobel Prize Outreach. Jean Baptiste Perrin – Facts. Fatti su Perrin — Premio Nobel per la fisica del 1926; esperimenti sul moto browniano.