Mole: differenze tra le versioni

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{{Nota disambigua}}

{{Nota disambigua||Moli (disambigua)|Moli}}

{{unità

|nome = Mole

|immagine = Sodium hydroxide solution.jpg

|didascalia = [[Soluzione acquosa]] contenente 6 moli per dm³ di [[idrossido di sodio]] disciolti. La mole è un'unità di misura largamente utilizzata in [[chimica]].

|sistema = [[Sistema internazionale di unità di misura|SI]]

|grandezza = [[quantità di sostanza]]

|simbolo = mol

}}

La '''mole''' (ex '''grammomole''', simbolo '''mol''') è l'unità di misura della [[quantità di sostanza]].<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)|url=https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03980|titolo=IUPAC - mole (M03980)|sito=goldbook.iupac.org|accesso=2025-03-13}}</ref> Dal 1971 è una delle sette grandezze fisiche fondamentali del [[Sistema internazionale di unità di misura|Sistema internazionale]].<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)|url=https://goldbook.iupac.org/terms/view/S05653|titolo=IUPAC - SI (S05653)|sito=goldbook.iupac.org|accesso=2025-03-13}}</ref>

A partire dal 20 maggio 2019, la mole è definita come la [[quantità di sostanza]] che contiene esattamente {{M|6,022 140 76|e=23}} entità elementari<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|nome=Roberto|cognome=Marquardt|data=26 gennaio 2018|titolo=Definition of the mole (IUPAC Recommendation 2017)|rivista=Pure and Applied Chemistry|volume=90|numero=1|pp=175-180|accesso=14 marzo 2019|doi=10.1515/pac-2017-0106|url=http://www.degruyter.com/view/j/pac.2018.90.issue-1/pac-2017-0106/pac-2017-0106.xml|nome2=Juris|cognome2=Meija|nome3=Zoltán|cognome3=Mester}}</ref><ref>Le ''entità'' [[Chimica|chimiche]] e [[Fisica|fisiche]] a cui si fa riferimento nella definizione di mole possono essere [[Atomo|atomi]], [[Molecola|molecole]], [[Ione|ioni]], [[Radicale libero|radicali]], [[Elettrone|elettroni]], [[Fotone|fotoni]], e altre particelle o raggruppamenti specifici di queste entità. Si veda anche [[lista delle particelle]].</ref><ref name="26_CGPM_RES1">{{Cita web|url=https://www.bipm.org/en/CGPM/db/26/1/|titolo=BIPM - Resolution 1 of the 26th CGPM|lingua=en|accesso=22 marzo 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20210204120336/https://www.bipm.org/en/CGPM/db/26/1/|urlmorto=sì}}</ref>, questo il valore numerico della [[costante di Avogadro]] quando espressa in mol{{Apici e pedici|p={{formatnum:-1}}}}.

La '''mole''' (ex '''grammomole''', simbolo '''mol'''; il simbolo della grandezza '''quantità''' è ''n'') è una delle sette [[unità di misura]] fondamentali del [[Sistema internazionale di unità di misura|Sistema internazionale]]. Misura la quantità delle sostanze; essa contiene tante entità elementari quante sono gli atomi contenuti in 12 grammi dell'[[isotopo]] 12 del carbonio.

{{Box unità SI|La mole è definita come la [[quantità di sostanza]] di un sistema che contiene un numero di unità interagenti<ref>

Le ''entità'' [[chimica|chimiche]] e [[fisica|fisiche]] a cui si fa riferimento nella definizione di mole possono essere [[atomo|atomi]], [[molecola|molecole]], [[ione|ioni]], [[radicale libero|radicali]], [[elettrone|elettroni]], [[fotone|fotoni]], e altre particelle o raggruppamenti specifici di queste entità. Si veda anche [[lista delle particelle]].</ref>

pari al numero degli [[Atomo|atomi]] presenti in 12 [[grammo|grammi]] di [[carbonio]]-12.<ref>{{Cita web|url=http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/mole.html|titolo=Unit of amount of substance (mole)|editore=[[Bureau international des poids et mesures|BIPM]]|opera=SI brochure, Section 2.1.1.6|accesso=10 marzo 2011|lingua=en}}</ref>}}

Tale definizione è stata introdotta nel novembre 2018 nel corso della 26ª [[Conférence générale des poids et mesures|Conferenza generale dei pesi e delle misure]], sostituendo la vecchia definizione basata sul numero di [[Atomo|atomi]] contenuti in 12 grammi di [[Isotopi del carbonio|carbonio-12]] (¹²C, ossia l'isotopo del [[carbonio]] con [[numero di massa]] 12). In effetti, la ridefinizione della mole è stata decisa per rendere le unità di misura indipendenti tra di loro (prima la definizione di mole era legata alla massa) e perché allo stato attuale delle cose è possibile determinare il valore numerico della costante di Avogadro con un livello di incertezza accettabile.<ref name=":0" />

Tale numero è noto come [[numero di Avogadro]], dal matematico italiano [[Amedeo Avogadro]], ed è pari a {{Exp|6,02214179(30)|23}}.<ref name=Silv157 />

Una mole è quindi associata ad un numero enorme di ''entità'' o particelle (più di seicentomila [[trilione|miliardi di miliardi]]).

Il numero di particelle contenute in una mole è noto come [[Costante di Avogadro|numero di Avogadro]], dal [[chimico]] e [[fisico]] italiano [[Amedeo Avogadro]].

Nel caso di un composto chimico, si può definire la mole come il valore della quantità (ad esempio espressa in grammi) di particelle uguale al [[Massa molecolare|peso molecolare]] di ogni singola molecola. Tale quantità in realtà varia a seconda della [[isotopo|miscela isotopica]] che prendiamo in considerazione, ma la sua variazione può in genere assumersi trascurabile.

Il concetto di mole fu introdotto da [[Wilhelm Ostwald]] nel [[1896]].<ref name=Silv157>{{Cita libro|Silvestroni|p.titolo=Theoretische Chemie von Standpunkte der Avogadroschen Regel und der 157Thermodynamik}}</ref>

== Mole, quantità chimica e massa molare ==

== Rappresentazioni del numero di Avocadro ==

Dalla definizione segue che una quantità di sostanza è pari a una mole quando contiene un numero di particelle uguale al valore numerico della costante di Avogadro. Una mole della sostanza B contiene {{M|6,022 140 76|e=23}} particelle di B.

{{vedi anche|numero di Avocadro}}

Per avere un'idea di quanto sia grande il numero di Avogadro, possiamo servirci delle seguenti visualizzazioni:

* Se si prendesse un numero di palle da [[tennis]] pari a quello di Avogadro (quindi una "mole" di palle da tennis) e le si disponesse in modo omogeneo su tutta la superficie terrestre, si raggiungerebbe un'altezza di cinquanta [[chilometro|chilometri]], ovvero più di sei volte l'altezza del monte [[Everest]].

* Ancora: se si disponessero tali palle in un'unica fila essa avrebbe una lunghezza pari a circa 20&nbsp;128&nbsp;000&nbsp;000 volte la larghezza di tutto il [[Sistema solare]].

* Il numero di tazzine d'acqua contenute nell'[[Oceano atlantico]] è dell'ordine di grandezza del numero di Avogadro, così come il numero di molecole d'acqua in una tazzina.

* Se la stessa quantità di centesimi di [[euro]] fosse distribuita uniformemente tra la popolazione mondiale, ogni abitante della Terra avrebbe mille miliardi di euro.

Normalmente la sostanza B è una sostanza pura o una miscela ben definita (l'aria, per esempio, contiene 4 molecole di azoto e 1 molecola di ossigeno, in prima approssimazione). La "quantità della sostanza B" diventa la "quantità di B" quando la sostanza viene esplicitata (ad esempio "la quantità dell'aria" o "la quantità dell'ossigeno").

== Definizioni aggiornate di mole ==

La ''grammomole'' e la ''grammomolecola'' sono state eliminate nel 1963 dal XIII CGPM e sostituite dalla "mole di sostanza". Dal 1972 la mole fa parte del SI e in Italia il SI è diventato, per legge, l'unico sistema ufficiale di unità di misura. Dal 2002 il SI è in vigore in tutto il mondo (ultimi arrivati: gli USA, che mantengono in vigore il vecchio sistema per gli usi interni).

Dalla definizione segue che unaLa quantità di sostanzaB è pariil arapporto unafra mole quando contiene unil numero di delle particelle ugualeconsiderate ale numerola costante di Avogadro. N_A:

Una mole della sostanza B contiene 6,022 10²³ particelle di B.

Il rapporto fra il numero delle particelle considerate e la quantità di B (in moli) si chiama costante di Avogadro e vale N_A = 6,022 10²³ mol_B^-1

cioè il numero di Avogadro moltiplicato per il fattore di conversione (numero/mol_B)

Normalmente la sostanza B è una sostanza pura o una miscela ben definita (l'aria, per esempio, contiene 4 molecole di azoto e 1 molecola di ossigeno, in prima approssimazione).

La "quantità della sostanza B" diventa la "quantità di B" quando la sostanza viene esplicitata; ad esempio "la quantità dell'aria" o "la quantità dell'ossigeno").

La quantità di B è il rapporto fra il numero delle particelle considerate e la costante di Avogadro:

:n_B = N°_B / N_A

in cui:

* n è espresso in moli

* N_A in mol^-1−1

* N° è un numero adimensionale.

La [[massa molare]] di una sostanza B (M_B) è data dal rapporto fra la massa e la quantità di sostanza di un corpo.

Ad esempio, la massa atomica del [[sodio]] è pari a {{M|22,.99 |u=amu}}; una mole di sodio ( cioè un numero di atomi di sodio pari al numerovalore numerico della costante di Avogadro) corrisponde a 22,99 grammi di sostanza. La massa molare del sodio è 22,99 g/mol_Na.

La massa molare del sodio è 22,99 g/mol_Na.

Analogamente, nel caso dell'[[acqua]] (H₂O), la massa molecolare è pari a {{M|18,016 |u=amu}}; una mole di questa sostanza è pari a 18,016 grammi. La massa molare dell'acqua vale 18,016 g/mol{{Apici e pedici|b=H_H2O2O}}.

Nel caso del metano (CH₄), la cui massa molecolare è 16,04, mezza mole (quindi mezzometà numerodel valore numerico della costante di Avogadro di molecole) corrisponde a 8,02 grammi. Talvolta si preferisce esplicitare i due casi usando le denominazioni ormai obsolete di '''grammoatomo''' (mole di un elemento) e '''grammomolecola''' (mole di un composto).<ref>{{Cita|Silvestroni|p. 156}}</ref>

È concettualmente sbagliato utilizzare il termine ''mole'' per indicare la [[massa molare]]: mentre quest'ultima è una [[Proprietà intensive ed estensive|grandezza intensiva]] che si misura in g/mol o kg/mol, numericamente uguale alla [[massa molecolare]] o [[massa atomica|atomica]], la mole è una [[unità di misura]] di una [[Proprietà intensive ed estensive|grandezza estensiva]] chiamata "quantità di sostanza" (o a volte più sbrigativamente e meno correttamente, "numero di moli"). La relazione tra queste grandezze è:

Nei [[paesi anglosassoni]] vengono inoltre utilizzate le definizioni di '''libbramolecola''' e '''libbramole''', che sono simili alle definizioni di grammomolecola e grammomole, tranne per il fatto che ci si riferisce alla [[libbra]] per la misura della massa.

:<math>n = {m \over M}</math>

Non ci si può riferire alla mole di atomi o molecole come [[massa molare]] perché la massa molare in grammi/mole è una grandezza diversa.

Indicando con <math>n</math> le moli e con <math>M</math> la massa molare (mole di entità), abbiamo:

dove ''n'' è la [[quantità di sostanza]], ''m'' è la massa del campione e ''M'' è la sua [[massa molare]]. La massa del campione nel SI si misura in chilogrammi (kg) ma di solito vengono utilizzati dei sottomultipli (g). La massa molare invece si misura in g/mol (il suo valore numerico coincide con la [[massa molecolare]], che è misurata in [[Unità di massa atomica|uma]]): la quantità di sostanza risulta perciò calcolata in moli (ecco perché si parla di "numero di moli").

:<math>n_{moli}= n = {m_{composto} \over M}</math>

Talvolta si preferisce esplicitare il tipo di entità elementari considerate usando le denominazioni ormai obsolete di ''grammoatomo'' (mole di un elemento) e ''grammomolecola'' (mole di un composto).<ref>{{Cita|Silvestroni|p. 156}}.</ref> La ''grammomole'' e la ''grammomolecola'' sono state eliminate nel 1963 dal XIII CGPM e sostituite dalla "mole di sostanza". Dal 1972 la mole fa parte del SI e in Italia il SI è diventato, per legge, l'unico sistema ufficiale di unità di misura. Il SI è in vigore in quasi tutto il mondo.

Nei [[paesi anglosassoni]] vengono inoltre utilizzate le definizioni di ''libbramolecola'' e ''libbramole'', che sono simili alle definizioni di grammomolecola e grammomole, tranne per il fatto che ci si riferisce alla [[libbra]] per la misura della massa.

== Alcune applicazioni del concetto di mole ==

Il concetto di mole è utilizzato spesso in [[chimica]], in quanto permette di paragonare particelle di massa differente. Inoltre, riferendoci alle moli anziché al numero di entità, ci divincoliamosvincoliamo dall'uso di numeri ''molto grandi''.

La mole è utilizzata anche nelle definizioni di altre unità di misura; ad esempio la carica di una mole di elettroni è chiamata [[costante di Faraday]]<ref>daDa non confondere con l'unità della [[capacità elettrica]], il [[farad]].</ref>, pari a 96 485 [[coulomb]], mentre una mole di fotoni è detta [[einstein (unità di misura)|einstein]].

Il concetto di mole è utilizzato anche nelle [[equazione di stato|equazioni di stato]] dei [[gas ideale|gas ideali]]; si ha che una mole di molecole di un qualunque [[gas ideale]], in [[Condizioni standard|condizioni normali]] (temperatura di 0&nbsp;°C e pressione 101&nbsp;325&nbsp; [[Pascal (unità di misura)|Pa]] = 1 [[Atmosfera (unità di misura)|atm]]) occupa un volume di 22,414&nbsp;[[litro|L]] per la [[legge di Avogadro]]. Così è possibile calcolare il numero di molecole presenti in un dato volume di gas, e quindi la sua massa.

=== Esempio - calcoli stechiometrici ===

Nel seguente esempio, le moli sono usate per calcolare la massa di [[BiossidoAnidride di carboniocarbonica|CO₂]] emessa, quando èviene bruciato 1&nbsp;[[grammo|g]] di [[etano]]. La formula coinvolta è:

:<chem>7/2 O2 + C2H6 -> 2 CO2 + 3 H2O</chem>

:<tt>3,5 O₂ + C₂H₆ → 2 CO₂ + 3 H₂O</tt>

Qui, 3,5 moli di [[ossigeno]] reagiscono con 1 mole di etano, per produrre 2 moli di CO₂ e 3 moli di [[acqua|H₂O]]. Si noti che la quantità di molecole non necessita di essere bilanciata su ambo i lati dell'equazione: da 4,5 moli di gas si passa a 5 &nbsp;mol di gas. Questo perché per la quantità delle molecole di gas non conta la massa o il numero di atomi coinvolti, ma semplicemente il numero di particelle individuali. Nel nostro calcolo è prima di tutto necessario calcolare la quantità dell'etano che è stato bruciato. La massa di una mole di sostanza è definita come pari alla sua massa atomica o molecolare, moltiplicata per la costante di Avogadro. La massa atomica dell'idrogeno è pari a 1 u, mentre la massa molare di H è pari a 1 g/mol_H; la massa atomica del carbonio è pari a 12&nbsp;u, la sua massa molare a 12 g/mol_C; quindi la [[massa molare]] del C₂H₆ è: 2×12 + 6×1 = 30 g/mol_C₂H₆. Una mole di etano pesa 30&nbsp;g. La massa dell'etano bruciato era di 1&nbsp;g, o {{frazione|1|30}} di mole. La massa molare della CO₂ (con massa atomica del carbonio 12&nbsp;u e dell'ossigeno 16&nbsp;u) è: {{TA|2×16 u + 12 u {{=}} 44 u}}, quindi una mole di diossido di carbonio ha una massa 44&nbsp;g. Dalla formula sappiamo che:

Questo perché la quantità delle molecole di gas non conta la massa o il numero di atomi coinvolti, ma semplicemente il numero di particelle individuali.

Nel nostro calcolo è prima di tutto necessario calcolare la quantità dell'etano che è stato bruciato.

La massa di una mole di sostanza è definita come pari alla sua massa atomica o molecolare, moltiplicata per il numero di Avogadro. La massa atomica dell'idrogeno è pari a 1 u, mentre la massa molare di H è pari a 1 g/mol_H; la massa atomica del carbonio è pari a 12 u, la sua massa molare a 12 g/mol_C; quindi la [[massa molare]] del C₂H₆ è: 2×12 + 6×1 = 30 g/mol_C₂H₆.

Una mole di etano pesa 30 g. La massa dell'etano bruciato era di 1 g, o 1/30 di mole. La massa molare della CO₂ (con massa atomica del carbonio 12 u e dell'ossigeno 16 u) è:

2×16 u + 12 u = 44 u, quindi una mole di diossido di carbonio ha una massa di 44 g.

Dalla formula sappiamo che:

* 1 mole di etano produce 2 moli di [[anidride carbonica|diossido di carbonio]].

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Conosciamo anche la massa dell'etano e del diossido di carbonio, quindi:

* 30 &nbsp;g di etano producono {{TA|2×44 {{=}} 88 g}} di diossido di carbonio.

È necessario moltiplicare per due la massa del diossido di carbonio perché ne vengono prodotte ''due'' moli . Comunque,D'altra parte sappiamo anche che è stato bruciato solo {{frazione|1/|30}} dell'etanodi èmole statodi bruciatoetano. E di nuovo:

E di nuovo:

* {{frazione|1/|30}} di mole di etano produce {{TA|2 × {{frazione|1/|30}} {{=}} {{frazione|2|30}}}} di mole di biossido di carbonio.

E infine:

* {{TA|30 × {{sfrac|1/|30}} {{=}} 1 g}} di etano produconoproduce {{TA|44 × {{sfrac|2/|30}} g}} di biossido di carbonio = 2,93 &nbsp;g.

== Il Giorno della mole ==

{{vedi anche|Mole day}}

Il Giorno della mole viene celebrato il 23 ottobre, tra le 6:02 e le 18:02.<ref name="md">{{Cita web|url=https://www.moleday.org/|titolo=What is Mole Day?|sito=Mysite|lingua=en|accesso=31 marzo 2021}}</ref> Il giorno e le due ore sono stati scelti in modo da corrispondere, se scritti nel formato statunitense (6:02 10/23), alle prime cifre e all'esponente del [[numero di Avogadro]] ({{exp|6.02|23}}).<ref name=md/>

== Note ==

Riga 97 ⟶ 88:

== Bibliografia ==

* {{cita libro | cognome= Silvestroni | nome= Paolo | titolo= Fondamenti di chimica | editore= CEA | città= | anno= 1996 | ed= 10 | id= ISBN= 88-408-0998-8 | cid= Silvestroni}}

* {{cita libro | cognome= Gori | nome= Silvio | titolo= Chimica fisica| editore= PICCIN | città= Padova| anno= 1999 | ed= 1 | id= | cid= }}

* {{cita libro | cognome= IUPAC, IUPAP, ISO| titolo= "Green Book"| editore= Blackwell | città= Londra| anno= 1993 | ed= 1 | id= | cid= }}

== Voci correlate ==

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* [[Frazione molare]]

* [[Molarità]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|wikt=mole}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

{{Unità di misura}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|chimica|fisica|metrologia}}

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[[Categoria:Unità di misura SI di base]]

[[Categoria:Unità di quantità di sostanza]]

[[Categoria:Unità di misure chimiche]]

{{Link AdQ|pt}}

[[ar:مول]]

[[ast:Mol]]

[[be:Моль]]

[[be-x-old:Моль]]

[[bg:Мол]]

[[bo:མོལ​།]]

[[br:Mol]]

[[bs:Mol (jedinica)]]

[[ca:Mol]]

[[cs:Mol (jednotka)]]

[[cv:Моль]]

[[cy:Môl (uned)]]

[[da:Mol (enhed)]]

[[de:Mol]]

[[el:Γραμμομόριο]]

[[en:Mole (unit)]]

[[eo:Molo]]

[[es:Mol]]

[[et:Mool]]

[[eu:Mol]]

[[fa:مول]]

[[fi:Mooli]]

[[fr:Mole (unité)]]

[[gl:Mol]]

[[he:מול]]

[[hi:मोल (इकाई)]]

[[hr:Mol (mjerna jedinica)]]

[[ht:Mòl]]

[[hu:Mól]]

[[hy:Մոլ]]

[[id:Mol]]

[[is:Mól]]

[[ja:モル]]

[[ka:მოლი]]

[[ko:몰 (단위)]]

[[ku:Mol]]

[[la:Moles (unitas)]]

[[lb:Mole]]

[[lt:Molis (vienetas)]]

[[lv:Mols]]

[[mk:Мол (единица)]]

[[mr:मोल (एकक)]]

[[ms:Mol]]

[[nds:Mol (Eenheit)]]

[[nl:Mol (eenheid)]]

[[nn:Mol]]

[[no:Mol (enhet)]]

[[oc:Mòl (unitat)]]

[[pl:Mol]]

[[pnb:مول]]

[[pt:Mol]]

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[[ru:Моль]]

[[sh:Mol (jedinica)]]

[[simple:Mole (unit)]]

[[sk:Mól]]

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[[th:โมล]]

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[[tt:Моль]]

[[uk:Моль (одиниця)]]

[[ur:سال (کیمیاء)]]

[[uz:Mol (oʻlchov birligi)]]

[[vi:Mol]]

[[zh:摩尔 (单位)]]