uma - Unità di massa atomica

Sui libri di testo di Fisica, Chimica o Biologia, capita spesso di trovare l'acronimo uma che sta ad indicare l'unità di massa atomica, indicata nelle formule con il simbolo u. Qui di seguito vedremo come si definisce l'uma e cosa si intende con massa atomica relativa, per poi spiegare e fornire un po' di esempi sulla conversione dell'unità di massa atomica in altre unità di misura.

 

Cos'è l'uma - unità di massa atomica

 

L'unità di massa atomica è un'unità di misura della massa che non appartiene al Sistema Internazionale ma, visto il largo impiego che se fa in Chimica e Biologia, è stata da esso riconosciuta e accettata.

 

Come suggerisce il nome stesso, l'uma viene utilizzata per misurare la massa delle particelle atomiche ed è definita a partire dalla massa dell'isotopo 12, un particolare atomo di carbonio indicato con il simbolo 12C e detto anche carbonio-12.

 

In particolare, la definizione di uma è la seguente: un'unità di massa atomica corrisponde alla dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio 12.

 

Quando la massa di un elemento si esprime in unità di massa atomiche, si parla di massa atomica relativa, ossia la massa atomica relativa di un elemento è la sua massa espressa in uma.

 

Esempi sull'unità di massa atomica

 

Affermare che l'unità di massa atomica relativa del magnesio è di circa 24,305 u vuol dire che la massa dell'atomo di magnesio è 24,305 volte più grande della dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio 12.

 

Ancora, l'unità di massa atomica relativa del calcio è 40,078 u, perché la massa di un atomo di calcio è 40,078 volte più grande della dodicesima parte della massa dell'atomo di 12C.

 

 

Il valore dell'unità di massa atomica relativa degli elementi è riportato sulla tavola periodica, solitamente al di sotto del nome o in alto a destra. Ad esempio, nel caso dell'idrogeno sulla tavola periodica troverete

 

 

Unità di massa atomica

 

Unità di massa atomica in kg

 

Ora che la definizione di unità di massa atomica dovrebbe essere chiara, è giunto il momento di esprimere la massa atomica in chilogrammi, unità di misura fondamentale della massa del Sistema Internazionale. In questo modo avremo un'idea concreta di quanto vale l'unità di massa atomica.

 

Ricordiamo che:

 

- la costante di Avogadro, denotata con il simbolo NA, è definita come il numero di atomi di carbonio-12 presenti in 12 grammi di tale sostanza. Indicativamente NA = 6,022×1023

 

- l'uma è definita come la dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio-12.

 

Pertanto vale la seguente catena di uguaglianze

 

1 \mbox{ g } = \ \mbox{N_A}\mbox{u} \ \simeq \ 6,022 \times 10^{23} \mbox{ u}

 

Invertendo tale relazione otteniamo

 

1 \mbox{ u } \simeq \frac{1}{6,022 \times 10^{23}} \mbox{ g } \simeq \ 1,67 \times 10^{-24} \mbox{ g } = \ 1,67 \times 10^{-27} \mbox{ kg}

 

Cioè, 1 unità di massa atomica equivale a circa 1,67×10-27 chilogrammi o, equivalentemente, a 1,67×10-24 grammi.

 

Convertire l'uma in altre unità di misura di massa

 

Dal momento che l'unità di massa atomica è utilizzata come unità di misura per la massa degli atomi, è raro che capiti di voler convertire l'uma in altre misure di massa, ma nulla ci vieta di farlo. ;)

 

Conoscendo il valore di 1 unità di massa atomica espresso sia in grammi che in chilogrammi, per convertire le unità di massa atomiche in altre unità di misura basta passare dall'uma ai grammi o dall'uma ai kg, per poi convertire grammi o chilogrammi nell'unità di misura desiderata.

 

 

Esempio

 

A quanti milligrammi (simbolo mg) equivalgono 3 unità di massa atomica?

 

Come suggerito, per risolvere l'equivalenza proposta convertiamo le unità di massa atomiche in grammi

 

3 \mbox{ u } \simeq \ [3\times (1,67\times 10^{-24})] \mbox{ kg } \ \simeq \ 5 \times 10^{-24} \mbox{ g}

 

Successivamente, ricordando come si svolgono le equivalenze tra misure di massa del Sistema Internazionale, passiamo dai grammi ai mg moltiplicando per 1000. Avremo quindi

 

3 \mbox{ u } \simeq \ 5 \times 10^{-24} \mbox{ g } = \ 5 \times 10^{-21} \mbox{ mg}

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

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