Chimica

Mole e massa molare: esercizi svolti passo per passo

Che cos'è la mole, come si calcola la massa molare e come si passa da grammi a moli a numero di particelle, con cinque esercizi svolti di difficoltà crescente e soluzione verificata.

Consigliato per: 1ª superiore · 2ª superiore

La mole è la quantità di sostanza che contiene 6,022 × 10²³ particelle, cioè il numero di Avogadro; la massa molare è la massa di una mole di quella sostanza e si misura in grammi al mole (g/mol). Da queste due definizioni nascono le sole formule che servono per quasi tutti gli esercizi: n = m / M per passare dai grammi alle moli e N = n × Nₐ per passare dalle moli al numero di particelle.

Perché serve la mole

Gli atomi sono troppo piccoli per essere contati uno a uno, ma in laboratorio si lavora pesando le sostanze sulla bilancia. La mole fa da ponte tra i due mondi: è un “pacchetto” di particelle così numeroso che la sua massa diventa un numero di grammi comodo da misurare. Dire “una mole di ferro” equivale a dire “6,022 × 10²³ atomi di ferro”, esattamente come dire “una dozzina di uova” equivale a dire “dodici uova”.

Come si calcola la massa molare

La massa molare si ottiene sommando le masse atomiche di tutti gli atomi che compaiono nella formula, ciascuna moltiplicata per il proprio pedice. I valori delle masse atomiche si leggono sulla tavola periodica. Per H₂SO₄, per esempio, si sommano due volte la massa dell’idrogeno, una volta quella dello zolfo e quattro volte quella dell’ossigeno. Il risultato ha lo stesso numero della massa molecolare in unità u, ma si esprime in g/mol.

I tre passaggi che ricorrono sempre

Quasi ogni esercizio è una catena tra tre grandezze: grammi, moli e numero di particelle. Al centro ci sono sempre le moli, che fanno da stazione di passaggio obbligata. Dai grammi si arriva alle moli dividendo per M, dalle moli alle particelle si moltiplica per Nₐ, e nel verso opposto si invertono le due operazioni. Se un esercizio chiede gli atomi di un singolo elemento dentro un composto, si aggiunge un passaggio in più: si moltiplicano le moli del composto per il pedice di quell’elemento nella formula.

Negli esercizi qui sotto la difficoltà cresce proprio così: dal semplice calcolo di M fino al percorso completo da particelle a grammi. Ogni soluzione è ricontrollata passaggio per passaggio, comprese le cifre significative.

Esercizi svolti

1. Calcola la massa molare dell'anidride carbonica CO₂. (C = 12,01 u ; O = 16,00 u) base

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  1. Leggo la formula: una molecola di CO₂ contiene 1 atomo di carbonio e 2 atomi di ossigeno.
  2. Moltiplico ogni massa atomica per il numero di atomi: 1 × 12,01 e 2 × 16,00.
  3. 1 × 12,01 = 12,01 ; 2 × 16,00 = 32,00.
  4. Sommo i due contributi: 12,01 + 32,00 = 44,01.
  5. La massa molare si esprime in grammi al mole → M(CO₂) = 44,01 g/mol.

Risultato: M(CO₂) = 44,01 g/mol

2. Quante moli ci sono in 36,0 g di acqua H₂O? (H = 1,008 u ; O = 16,00 u) base

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  1. Prima la massa molare: 2 × 1,008 + 16,00 = 2,016 + 16,00 = 18,02 g/mol.
  2. Ho i grammi e voglio le moli, quindi uso n = m / M.
  3. n = 36,0 g ÷ 18,02 g/mol.
  4. 36,0 ÷ 18,02 = 1,998.
  5. Arrotondo alle tre cifre significative dei dati → n ≈ 2,00 mol.

Risultato: n ≈ 2,00 mol

3. Qual è la massa di 0,25 mol di cloruro di sodio NaCl? (Na = 22,99 u ; Cl = 35,45 u) intermedio

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  1. Massa molare: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
  2. Qui conosco le moli e cerco i grammi, quindi ribalto la formula: m = n × M.
  3. m = 0,25 mol × 58,44 g/mol.
  4. 0,25 × 58,44 = 14,61.
  5. Il dato 0,25 ha due cifre significative → m ≈ 14,6 g.

Risultato: m ≈ 14,6 g

4. In 49,0 g di acido solforico H₂SO₄ quante moli sono contenute e quanti atomi di ossigeno? (H = 1,008 u ; S = 32,06 u ; O = 16,00 u ; Nₐ = 6,022 × 10²³ mol⁻¹) intermedio

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  1. Massa molare: 2 × 1,008 + 32,06 + 4 × 16,00 = 2,016 + 32,06 + 64,00 = 98,08 g/mol.
  2. Moli di acido: n = 49,0 ÷ 98,08 = 0,4996 ≈ 0,500 mol.
  3. Ogni molecola contiene 4 atomi di ossigeno, quindi le moli di O sono 4 × 0,500 = 2,00 mol.
  4. Passo dalle moli agli atomi: N = 2,00 mol × 6,022 × 10²³ mol⁻¹.
  5. N = 1,2044 × 10²⁴ ≈ 1,20 × 10²⁴ atomi di ossigeno.

Risultato: n ≈ 0,500 mol ; circa 1,20 × 10²⁴ atomi di ossigeno

5. Un campione contiene 1,50 × 10²³ molecole di glucosio C₆H₁₂O₆. Qual è la sua massa in grammi? (C = 12,01 u ; H = 1,008 u ; O = 16,00 u) avanzato

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  1. Il percorso è molecole → moli → grammi: servono due passaggi, non uno.
  2. Massa molare: 6 × 12,01 + 12 × 1,008 + 6 × 16,00 = 72,06 + 12,096 + 96,00 = 180,16 g/mol.
  3. Da molecole a moli: n = N / Nₐ = 1,50 × 10²³ ÷ 6,022 × 10²³ = 0,249 mol.
  4. Da moli a grammi: m = n × M = 0,249 × 180,16 = 44,88.
  5. Arrotondo a tre cifre significative → m ≈ 44,9 g.

Risultato: m ≈ 44,9 g

Domande frequenti

Che differenza c'è tra massa atomica e massa molare?

La massa atomica si misura in unità di massa atomica (u) e riguarda una singola particella; la massa molare si misura in grammi al mole (g/mol) e riguarda 6,022 × 10²³ particelle. Il valore numerico è lo stesso — il carbonio ha massa atomica 12,01 u e massa molare 12,01 g/mol — ma cambia la scala: la prima è microscopica, la seconda si può leggere su una bilancia da laboratorio.

Una mole di sostanze diverse ha sempre la stessa massa?

No. Una mole contiene sempre lo stesso numero di particelle, ma la massa dipende da quanto pesa la singola particella: una mole di idrogeno H₂ pesa circa 2,02 g, una mole di acqua circa 18,02 g, una mole di glucosio circa 180,2 g. È lo stesso motivo per cui una dozzina di piume e una dozzina di mattoni non pesano uguale.

Come capisco se devo moltiplicare o dividere per la massa molare?

Guarda l'unità del dato di partenza. Se parti dai grammi e vuoi le moli dividi (n = m / M); se parti dalle moli e vuoi i grammi moltiplichi (m = n × M). Il controllo rapido è sulle unità: g ÷ (g/mol) lascia mol, mentre mol × (g/mol) lascia g.