Soluzioni
  • Massa molecolare e peso molecolare sono entrambe grandezze che esprimono la massa di una molecola, con la differenza che il peso molecolare è una grandezza adimensionale, ossia priva di unità di misura, mentre la massa molecolare è espressa in unità di massa atomiche (uma), in grammi (g) oppure in chilogrammi (kg).

    \\ \mbox{MM}\ \to\ \mbox{ massa in g, in kg o in uma}\\ \\ \mbox{PM}\ \to\ \mbox{ numero puro}

    Massa molecolare e peso molecolare non sono altro che la generalizzazione dei concetti di massa atomica e peso atomico:

    - massa atomica e peso atomico esprimono infatti la massa di un atomo;

    - massa molecolare e peso molecolare indicano la massa di una molecola, che è formata dall'unione di due o più atomi.

    Massa molecolare: definizione e unità di misura

    La massa molecolare è la massa di una molecola misurata quando i suoi atomi sono a riposo e si presentano nel loro stato fondamentale; si indica col simbolo \mbox{MM} e le unità di misura usate per esprimerla sono l'unità di massa atomica, il grammo e il chilogrammo.

    La massa molecolare si ottiene dalla somma delle masse degli atomi che formano la molecola. Ad esempio:

    - la massa molecolare dell'acqua è 2,9915×10-23 g

    - la massa molecolare dell'azoto è 4,6518×10-23 g

    - la massa molecolare del cloruro di sodio è 9,704×10-23 g

    Poiché in generale le masse molecolari sono comprese tra 10-22 e 10-24 grammi, ed essendo scomodo lavorare con valori così piccoli, si preferisce definire e utilizzare una diversa grandezza, detta peso molecolare (o massa molecolare relativa).

    Peso molecolare: definizione e unità di misura

    Il peso molecolare è dato dal rapporto tra la massa molecolare e l'unità di massa atomica; è detto anche massa molecolare relativa e si indica col simbolo \mbox{PM}.

    Indicando con \mbox{MM} la massa molecolare e con 1\mbox{ u} l'unità di massa atomica, il peso molecolare (PM) è definito come segue:

    \mbox{PM}=\frac{\mbox{MM}}{1\mbox{ u}}

    L'unità di massa atomica è la dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio-12, e vale circa

    1 \mbox{ u} \simeq 1,66054 \times 10^{-24} \mbox{ g}

    Il peso molecolare è quindi un numero adimensionale, ossia una grandezza sprovvista di unità di misura. Ciò è dovuto al fatto che il peso molecolare si ottiene dal rapporto tra due misure di massa: la massa molecolare e l'unità di massa atomica.

    In altre parole, il peso molecolare indica quante volte la massa di una molecola è più grande della dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio-12.

    Nonostante ciò, su alcuni libri di testo può capitare di imbattersi in un piccolo abuso di notazione, e di leggere il valore del peso molecolare seguito dal simbolo \mbox{u} o dal simbolo \mbox{uma}, che sono i simboli utilizzati per indicare l'unità di massa atomica.

    Sebbene ciò non sia corretto, è una notazione ormai comunemente accettata e che serve a ricordare che il peso atomico fa riferimento all'unità di massa atomica.

    Come si calcola il peso molecolare

    Il peso molecolare di una molecola è dato dalla somma dei pesi atomici degli atomi che formano la molecola.

    Supponendo che la molecola sia formata da n atomi (con n un numero naturale maggiore o uguale di 2) e indicando con \mbox{PA} i pesi atomici, la formula per il calcolo del peso molecolare (\mbox{PM}) è la seguente:

    \mbox{PM} = \sum_{i=1}^{n} (\mbox{PA})_i

    dove \sum denota il simbolo di sommatoria.

    Esempio sul calcolo del peso molecolare

    Proponiamoci di calcolare il peso molecolare dell'acqua.

    La formula chimica dell'acqua e H2O: ciò vuol dire che una molecola d'acqua è formata da 2 atomi di idrogeno (H2) e un atomo di ossigeno (O).

    Per ricavare il peso molecolare dell'acqua dobbiamo quindi sommare il peso atomico dell'ossigeno al doppio del peso atomico dell'idrogeno.

    Consultando una qualsiasi tavola periodica possiamo leggere che il peso atomico dell'ossigeno è 16, mentre il peso atomico dell'idrogeno è 1,008. Di conseguenza il peso molecolare dell'acqua è dato da:

    \mbox{PM}_{H_2O}=2\mbox{PA}_H+\mbox{PA}_O= 2\cdot 1,008 + 16 = 18,016

    Come si calcola la massa molecolare

    Dalla definizione di peso molecolare sappiamo che il peso molecolare (\mbox{PM}) è dato dal rapporto tra la massa molecolare (\mbox{MM}) e l'unità di massa atomica (1\mbox{ u})

    \mbox{PM}=\frac{\mbox{MM}}{1\mbox{ u}}

    Invertendo la formula precedente possiamo ottenere la formula per il calcolo della massa molecolare:

    \mbox{MM} = \mbox{PM} \cdot (1 \mbox{ u})

    quindi la massa molecolare è data dal prodotto tra il peso molecolare e l'unità di massa atomica.

    Esempio sul calcolo della massa molecolare

    Quanto vale la massa molecolare dell'acqua?

    Nel precedente esempio abbiamo già calcolato il peso molecolare dell'acqua, pari a 18,016.

    Per ottenere la massa molecolare dell'acqua dobbiamo moltiplicare il valore del peso molecolare dell'acqua per l'unità di massa atomica:

    \\ \mbox{MM}_{H_2O} = \mbox{PM}_{H_2O} \cdot (1\mbox{ u}) = 18,016 \cdot (1 \mbox{ u}) = 18,016 \mbox{ u} \simeq \\ \\ \simeq 18,016 \cdot (1,66054 \times 10^{-24} \mbox{ g}) \simeq 3 \times 10^{-23} \mbox{ g}

    Differenza tra massa molecolare e peso molecolare

    Giunti a questo punto dovrebbe essere più che chiara la differenza tra massa molecolare e peso molecolare; entrambi esprimono la massa di una molecola, ma:

    - la massa molecolare è la massa di una molecola riportata in unità di misura della massa, tra cui la più usata è l'unità di massa atomica;

    - il peso molecolare è una grandezza adimensionale che indica quante volte la massa di una molecola è più grande dell'unità di massa atomica, che è la dodicesima parte della massa dell'atomo di carbonio 12.

    La differenza tra massa e peso molecolare quindi non ha nulla a che vedere con la differenza tra massa e peso; in Chimica, seppur impropriamente, sia la parola massa che la parola peso si riferiscono al concetto fisico di massa.

    Massa molecolare online

    Per conoscere la massa molecolare online di qualsiasi sostanza potete ricorrere al tool della pagina dell'omonimo link.

    Peso molecolare online

    Se volete conoscere il peso molecolare online di qualsiasi sostanza potete ricorrere al tool online disponibile nella pagina del link.

    ***

    Per concludere, ecco qualche spunto di approfondimento...

     

    Numero atomicoNumero di massa
    Unità di massa atomicaMassa molare
    Massa atomica (massa atomica assoluta)Numero di moli
    Peso atomico (massa atomica relativa)Concentrazione molare
    Massa molecolare (massa molecolare assoluta)Volume molare
    Peso molecolare (massa molecolare relativa)Frazione molare
    Risposta di Galois
 
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