La massa molare è la massa di una mole di una sostanza, in grammi per mole (g/mol). Per trovarla, somma il peso atomico standard di ogni atomo nella formula chimica. L'acqua, H₂O, è 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol.
Una mole è una parola per contare, come una dozzina. Una mole è 6.02214076 × 10²³ particelle di qualcosa. La massa molare risponde alla domanda pratica che segue: se voglio quel numero di particelle, quanto devo pesarne? La risposta è sulla tavola periodica, un elemento alla volta, e la formula dice quante particelle contare per ciascuno.
I tre passaggi
1. Conta ogni elemento nella formula. I pedici moltiplicano l'atomo che li precede. Un pedice dopo una parentesi moltiplica tutto ciò che sta dentro la parentesi. Quindi Ca(OH)₂ è un calcio, due ossigeni e due idrogeni — il 2 si applica a entrambi gli atomi nella parentesi, non solo all'idrogeno.
2. Moltiplica ogni conteggio per il peso atomico di quell'elemento. Prendi il numero sotto il simbolo nella tavola periodica. Il carbonio è 12.011, l'idrogeno 1.008, l'ossigeno 15.999.
3. Somma i prodotti. Il totale è la massa molare in grammi per mole. Conviene mantenere i decimali fino all'ultimo passaggio e arrotondare una sola volta, alla fine.
Esempio svolto: acqua, H₂O
Due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. Idrogeno: 2 × 1.008 = 2.016. Ossigeno: 1 × 15.999 = 15.999. Sommali: 2.016 + 15.999 = 18.015 g/mol. Quindi una mole d'acqua pesa circa 18 grammi, all'incirca un cucchiaio.
Esempio svolto: glucosio, C₆H₁₂O₆
Sei carboni, dodici idrogeni, sei ossigeni. Carbonio: 6 × 12.011 = 72.066. Idrogeno: 12 × 1.008 = 12.096. Ossigeno: 6 × 15.999 = 95.994. Sommando si ottiene 180.156 g/mol. Nota che carbonio e ossigeno fanno quasi tutto il lavoro: l'idrogeno è dodici dei ventiquattro atomi ma meno del 7% della massa.
Esempio svolto: idrossido di calcio, Ca(OH)₂
La parentesi è la parte in cui più spesso si sbaglia. Ca(OH)₂ significa un calcio più due gruppi OH, quindi due ossigeni e due idrogeni. Calcio: 40.078. Ossigeno: 2 × 15.999 = 31.998. Idrogeno: 2 × 1.008 = 2.016. Totale: 74.092 g/mol.
Gli idrati: il punto in CuSO₄·5H₂O
Quel punto non è una moltiplicazione né un separatore decimale. Indica che il cristallo porta con sé molecole d'acqua, e il numero davanti dice quante. CuSO₄·5H₂O è un'unità di solfato di rame più cinque molecole d'acqua intere: 159.61 + 5 × 18.015 = 249.68 g/mol. Tralasciare l'acqua è uno degli errori più comuni nei calcoli di laboratorio, perché cambia il risultato di oltre un terzo.
Massa molare, peso molecolare, massa formula
Sono lo stesso numero usato in modi leggermente diversi. Il peso molecolare (massa molecolare relativa) è un rapporto rispetto a uno standard basato sul carbonio-12, quindi non ha unità di misura. La massa molare è lo stesso numero espresso in grammi per mole. La massa formula è il termine che alcuni insegnanti preferiscono per sostanze come NaCl, che formano un reticolo invece di molecole separate. L'acqua è 18.015 in tutti e tre i casi.
Perché i numeri sulla tavola periodica hanno i decimali
Perché sono medie. Il cloro è una miscela di cloro-35 e cloro-37 così come si trova in natura, quindi il suo peso atomico standard è 35.45 — una via di mezzo tra i due, e non coincide con nessuno dei due. Quella media è il numero giusto per pesare un campione di massa, che è esattamente a cosa serve la massa molare. Se invece ti serve un isotopo particolare, usa la calcolatrice della massa atomica media per vedere come funziona la ponderazione.
Errori comuni
Fai attenzione alle lettere maiuscole: Co è cobalto, ma CO è monossido di carbonio, e differiscono di quasi 14 g/mol. Applica il pedice di una parentesi a tutto ciò che c'è dentro. Non arrotondare il peso di ogni elemento a un numero intero prima di sommare, altrimenti l'errore si accumula. E ricorda che il pedice appartiene all'atomo che lo precede immediatamente, quindi CH₃COOH è due carboni, quattro idrogeni e due ossigeni.
A cosa serve la massa molare
Quasi ogni calcolo quantitativo di chimica passa da qui. Per trasformare una massa pesata in moli si divide per la massa molare; per tornare da moli a massa si moltiplica. È tutta la conversione da grammi a moli, ed è per questo che la massa molare è di solito la prima cosa da calcolare.
Verifica il tuo risultato
Digita una formula qui sotto e confrontala con il tuo calcolo. Il dettaglio mostra il subtotale di ogni elemento, così puoi vedere esattamente da dove viene una differenza.