Massa in grammi di una molecola di acqua
Qual è la massa in grammi di una molecola di acqua?
Determina la massa in grammi di una molecola di acqua.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo della massa in grammi di una molecola di acqua. Per la risoluzione dell'esercizio è necessario inizialmente determinare il peso molecolare dell'acqua in unità di massa atomica (uma) e successivamente convertire gli uma in grammi.
Calcoliamo inizialmente il peso molecolare dell'acqua. La formula chimica dell'acqua è H2O: ciò significa che una molecola di acqua è formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Pertanto, per calcolare il peso molecolare dell'acqua è necessario moltiplicare per due il valore del peso atomico dell'idrogeno e successivamente sommare il peso atomico dell'ossigeno.
Siccome il peso atomico dell'ossigeno è 16,00 uma mentre il peso atomico dell'idrogeno è 1,008 uma, si ha che:
PM (H2O) = 2 · PA (H) + PA (O) = 2 · 1,008 + 16,00 = 18,016 u
Quello appena calcolato è il peso molecolare di una molecola di acqua.
Per determinare la massa in grammi di una molecola di acqua è necessario convertire in grammi il valore 18,016 u.
L'unità di massa atomica corrisponde alla dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio-12 (12C) ed equivale a 1,66·10-24 g. Pertanto, tra uma e grammi vale la seguente relazione:
1 uma = 1,66·10-24 g
Per sapere a quanti grammi corrispondono 18,016 u è necessario, a questo punto, impostare la seguente proporzione:
1 uma : 1,66·10-24 g = 18,016 u : X
Applicando le proprietà delle proporzioni è possibile ricavare il valore di X:
X = 1,66·10-24 · 18,016 / 1 = 2,99 ·10-23 g
In conclusione, la massa di una molecola di acqua corrisponde a 2,99 ·10-23 g.
Oltre a quello appena esposto è possibile risolvere l'esercizio seguendo anche un altro ragionamento. Vediamo quale.
Calcolo della massa in grammi di una molecola di acqua partendo dalla massa molare
La massa molare (MM) indica la massa in grammi di una mole. Per il calcolo della massa molare dell'acqua è necessario moltiplicare per due il valore della massa molare dell'idrogeno e successivamente sommare la massa molare dell'ossigeno. Si ha pertanto che:
MM (H2O) = 2 · MM (H) + MM (O) = 2 · 1,008 + 16,00 = 18,016 g/mol
Il calcolo appena effettuato ci dice che una mole di acqua ha una massa di 18,016 grammi; ma ricordiamo che una mole di acqua è formata da un numero di Avogadro di molecole ovvero da 6,022·1023 molecole.
Ne risulta pertanto che 6,022·1023 molecole di acqua (ovvero una mole) corrispondono a 18,016 grammi.
Per sapere a quanti grammi corrisponde una molecola è necessario impostare la seguente proporzione:
6,022·1023 molecole : 18,016 grammi = 1 molecola : X
Applicando le proprietà delle proporzioni è possibile ricavare il valore di X:
X = 18,016 · 1 / (6,022·1023) = 2,99 ·10-23 g
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