Numero di molecole formula

Qual è la formula per il calcolo del numero di molecole?

Molti esercizi di chimica richiedono il calcolo del numero di molecole: ma come è possibile calcolare il numero di molecole? Qual è la formula per il calcolo del numero di molecole?

In questa lezione, anche attraverso un semplice esempio numerico, spiegheremo come è possibile calcolare il numero di molecole e da quale dato è necessario partire per tale calcolo.

Quale dato bisogna conoscere per calcolare il numero di molecole?

Il dato da cui partire per calcolare il numero di molecole è il numero di moli. Sono vari i modi in cui può essere determinato il numero di moli, ad esempio eseguendo il rapporto tra la massa in grammi della sostanza in esame e la sua massa molare:

n = m / M

in cui:

n = numero di moli (unità di misura: mol);
m = massa in grammi della sostanza (unità di misura: g);
M = massa molare (unità di misura: g/mol)

Per un gas perfetto, invece, il numero di moli n può essere calcolato applicando la formula inversa dell'equazione di stato dei gas perfetti:

Calcolo numero di moli di un gas ideale

in cui:

P è la pressione del gas in atmosfere (atm);
V è il volume del gas in litri (L);
T è la temperatura assoluta del gas (K);
R è la costante universale dei gas che vale 0,0821 (L · atm)/(mol · K).

Formula per il calcolo del numero di molecole

Noto il numero di moli, per calcolare il numero di molecole è sufficiente moltiplicare il numero di moli per il valore del numero di Avogadro (N_o), una costante che corrisponde al numero di molecole presenti in una mole di sostanza: il suo valore è di 6,022·10²³ mol^-1.

Il numero di Avogadro rappresenta quindi il numero di molecole contenute nella unità mole. Tale valore è enorme: per cercare di capire quanto grande sia il valore di N₀ si consideri che una mole di chicchi di riso corrisponde a circa 20 milioni di miliardi di tonnellate di riso, oppure che sarebbero necessarie una mole di tazzine di riso per prosciugare completamente l'Oceano Atlantico.

Attraverso la seguente formula, il numero di Avogadro N_o è quindi la costante di proporzionalità che permette di determinare il numero di molecole N contenute in un campione di n moli:

in cui:

N = numero di molecole;
n = numero moli (mol);
N_o = numero di Avogadro = 6,022 · 10²³ mol^-1.

Esercizio sul calcolo del numero di molecole

Determinare il numero di molecole presenti in 0,905 grammi di acqua.

Svolgimento

Calcoliamo inizialmente il numero di moli di acqua dividendo la massa in grammi di acqua per il valore della massa molare dell'acqua (M_H2O = 18,015 g/mol):

n = m / M = 0,905 / 18,015 = 0,05 mol

Infine calcoliamo il numero di molecole moltiplicando il numero di moli per il valore del numero di Avogadro:

in cui: