Quantità
di sostanza e sue unità di misura.
Una
terza definizione del numero d'Avogadro
di Cesare Curti
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Definizione di unità naturale di quantità di sostanza. Definizione di mole. Il numero d’Avogadro definito come l’equivalente, in unità naturali
di quantità di sostanza, della mole |
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Simboli
utilizzati |
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numero d’Avogadro …………………………. |
N |
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dalton ………………………………………. chilodalton …………………………………… |
u Ku |
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grammo ……………………………………... chilogrammo ………………………………… |
g Kg |
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carbonio 12 …………………………………. mole ………………………………………… chilomole ……………………………………. unità naturale (o entità elementare) di quantità di sostanza 1000 ee ……………………………………… |
12C mol Kmol ee Kee |
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Le sostanze, almeno tutte quelle che hanno una composizione chimica ben definita e costante, sono costituite da un numero generalmente molto grande, ma intero, d’atomi o d’aggregati d’atomi, caratteristici della sostanza stessa.
Ecco alcuni esempi:
1)
Una data quantità d’elio
è costituita da un numero intero d’atomi He e può aumentare o diminuire
soltanto di un numero intero di He
2)
Una data quantità
d’acqua è costituita da un numero intero di molecole H2O e può
variare soltanto di un numero intero di H2O
3)
Una data quantità di
cloruro di sodio è costituita da un numero intero d’aggregati d’atomi definiti
dalla formula NaCl e può variare, senza
modificare la sua carica elettrica, soltanto di un numero intero degli stessi
aggregati
4)
Una data quantità di
fluoruro d’alluminio è costituita da un numero intero d’aggregati d’atomi
definiti dalla formula AlF3
e può variare, senza modificare la sua carica elettrica, soltanto di un numero
intero degli stessi aggregati
Atomi,
molecole o altri aggregati d’atomi o di ioni, sono dunque le “unità naturali” o, se si preferisce,
“entità elementari” di quantità di sostanza. Una data quantità di sostanza è costituita da un numero intero
di tali unità.
Non esistono sottomultipli di queste unità, ma si possono
definire dei loro multipli. Il multiplo
comunemente usato è la mole che si può definire nel modo seguente:
la mole è la
quantità di sostanza che contiene un numero d’unità naturali o entità
elementari uguale al numero d’Avogadro. Il tipo d’unità naturale
o entità elementare: atomo, molecola, aggregato d’atomi o di ioni, deve essere
specificato di volta in volta.
La precedente
definizione è sostanzialmente uguale a quella del Sistema Internazionale [1] che colloca la mole
fra le unità di misura delle grandezze fondamentali.
Il numero d’avogadro, mantenendo
il suo carattere di numero puro, assume
così anche l’importante significato seguente:
il numero
d’Avogadro è l’equivalente, in unità naturali di quantità di sostanza, della
mole
Il suo inverso 1/N
è l’equivalente, in mole, dell’unità naturale di quantità di sostanza
Tenendo anche conto delle definizioni di N date in Due definizioni equivalenti del Numero d'Avogadro. Una possibile definizione del chilogrammo si possono scrivere le seguenti uguaglianze:
N ee/mol = N
Kee/Kmol = N u/g = N Ku/Kg
Domande e risposte
Domanda: venticinque moli a quante unità naturali corrispondono?
Risposta: venticinque moli corrispondono a 25 mol N ee mol-1 = 25 6,022 1023 ee = 1,506 1025 ee
Domanda: un milione di unità naturali a quante moli corrisponde?
Risposta: un milione di unità naturali corrisponde a 106 ee N-1 ee-1 mol = 106 6,022-1 10-23 mol = 1,661 10-18 mol
Domanda: qual è la quantità di sostanza espressa in moli di un atomo di 12C?
Risposta: la quantità di sostanza in mol di un atomo di 12C è 1 ee N-1 ee-1 mol = 6,022-1 10-23 mol = 1,661 10-24 mol
Bologna,
venerdì 23 marzo 2001