Peso molecolare aria

Il peso molecolare dell'aria pura al livello del mare vale 28,97, ed è un numero adimensionale che esprime la massa di una molecola d'aria rapportata all'unità di massa atomica.

Un'unità di massa atomica è definita come la massa della dodicesima parte dell'atomo di carbonio-12, quindi affermare che il peso molecolare dell'aria è 28,97 equivale a dire che una molecola d'aria ha una massa pari a 28,97 volte la massa della dodicesima parte dell'atomo di carbonio-12.

Sebbene sia un numero puro, alcuni libri di testo indicano il peso molecolare dell'aria seguito dal simbolo u, che identifica l'unità di massa atomica. Questa scelta è frutto di un abuso di notazione che serve solo a ricordare il legame tra peso molecolare e unità di massa atomica.

Come si calcola il peso molecolare dell'aria

Il peso molecolare (PM) si ottiene dalla somma dei pesi atomici (PA) degli atomi che formano la molecola.

L'aria è una miscela non uniforme di gas, la cui composizione varia a seconda della quota.

Al livello del mare, e nell'ipotesi che l'aria sia secca e priva di impurità, la composizione dell'aria è la seguente:

- 78,084% di azoto molecolare (N₂);

- 20,9476% di ossigeno molecolare (O₂);

- 0,934% di argon (Ar);

- 0,0314% di anidride carbonica (CO₂);

- 0,003% di altre componenti in quantità minore, e quindi trascurabili.

Calcoliamo allora il peso molecolare dell'azoto, il peso molecolare dell'ossigeno, il peso atomico dell'argon e il peso molecolare dell'anidride carbonica.

• Una molecola di azoto (N₂) è formata da due atomi di azoto (N), per cui il peso molecolare dell'azoto si ottiene sommando il peso atomico dell'azoto con se stesso.

L'azoto è un elemento chimico fondamentale, e sulla tavola periodica leggiamo che il peso atomico dell'azoto è 14,01

Sommiamo questo valore a stesso e otteniamo che il peso molecolare dell'azoto è 28,02

• Una molecola di ossigeno è costituita da due atomi di ossigeno (O), dunque il peso molecolare dell'ossigeno si trova sommando il peso atomico dell'ossigeno con se stesso.

Consultando la tavola periodica si vede che il peso atomico dell'ossigeno è 16

per cui il peso molecolare dell'ossigeno è 32

• L'argon (Ar) è un elemento chimico fondamentale, dunque il suo peso atomico è scritto sulla tavola periodica ed è pari a 39,95

• Da ultimo, l'anidride carbonica (CO₂) è una molecola formata da un atomo di carbonio (C) e da una molecola di ossigeno (O₂).

Il peso atomico del carbonio è 12,01

il peso molecolare dell'ossigeno è 32

e quindi il peso molecolare dell'anidride carbonica è 44,01

Ricapitolando:

- il peso molecolare dell'azoto 28,02

- Il peso molecolare dell'ossigeno è 32

- Il peso atomico dell'argon è 39,95

- Il peso molecolare dell'anidride carbonica è 44,01

Poiché l'aria non è una miscela uniforme, per trovarne il peso molecolare dobbiamo calcolare la media ponderata dei pesi atomici o molecolari delle sostanze che la compongono.

Per farlo dobbiamo moltiplicare i pesi atomici o molecolari delle sostanze per la relativa percentuale con cui sono presenti nell'aria, sommare i risultati e dividere per la somma delle percentuali.

Sostituiamo

e svolgiamo i calcoli

in conclusione il peso molecolare dell'aria secca, al livello del mare, è 28,97.

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È tutto, ma se vuoi approfondire puoi leggere:

- peso specifico dell'aria;

- densità dell'aria.