bentornati ragazzi nella playlist di chimica finalmente come vedete anche dal titolo andiamo a parlare di massa atomica masse molecolari per arrivare poi a determinare che cos'è la mole quindi dopo tante richieste iniziamo a percorrere quella strada che ci porterà a comprendere che cos'è la mole. Prima di fare questo devo però fare un piccolo disclaimer perché in questa lezione farò, in questa e nelle prossime lezioni farò alcune approssimazioni. Ecco, questo è necessario per far comprendere a tutti questo argomento. Ovviamente se dovrete dare un esame universitario o lavorerete ad esempio in un ambito in cui sono richieste queste competenze, è scontato che dovrete approfondire questo argomento.
Questo lo dico per questo video ma in realtà varrebbe un po' per tutti. quindi sono sicuro che approfondirete con ogni mezzo e non vi accontenterete di questo piccolo video. Ovviamente io questo disclaimer mi preme farlo perché la divulgazione comunque richiede livelli di semplificazione e di sintesi ovviamente. Detto questo possiamo iniziare. Io vi sprono a sostenere il canale con una donazione singola oppure se vorrete sostenere il canale in maniera più continuativa tramite l'abbonamento.
Ebbene sì, ho attivato gli abbonamenti sul canale quindi adesso è possibile con una piccola cifra sostenere il canale anche nei mesi futuri. senza dover ogni volta ovviamente aprire il link per mandare la singola donazione. Io vi ringrazio in anticipo e ringrazio tantissimo le persone che già si sono abbonate, che già hanno sostenuto anche con una singola donazione il lavoro che faccio su questo canale.
Grazie mille perché mi permettete di continuare ad offrire questo servizio in maniera gratuita per tantissime persone. Ora però veramente finito con i disclaimer e le anticipazioni e ci chiediamo quanto pesa un atomo? Questa è la domanda principale per capire questo argomento. E' ovviamente una domanda però senza una risposta, perché il peso di un atomo è difficilissimo da misurare.
Con che bilancia si misura un atomo? Non si può fare. E allora bisogna trovare degli stratagemmi. E infatti, già in passato, un contributo importante a determinare le masse degli elementi chimici fu offerto da Dalton, il quale, convinto dell'idea che gli atomi si potessero combinare solo con numeri interi di altri atomi, utilizzò la legge di Proust per calcolare le masse atomiche relative.
E cioè facciamo un esempio. Dalton ragionò così. Prese un grammo di idrogeno, lo aggiunse a 35.5 grammi di cloro e, ipotizzando che ogni atomo di idrogeno si combinasse con 1 di cloro per dare HCl, quindi in una proporzione ben definita di 1 a 1 Ne consegue che proprio secondo la legge Lavoisier si producano 36,5 grammi di prodotto finale, e cioè in questo caso di HCl. E di conseguenza ne consegue che in un grammo di idrogeno è presente lo stesso numero di atomi che in 35,5 grammi di cloro.
Ripetiamo quindi, se io aggiungo un grammo di idrogeno a 35,5 grammi di cloro e so che si combineranno cioè reagiranno completamente per dare hcl quindi un composto con un H e un Cl, che ovviamente peserà la somma dei due pesi, ecco vuol dire in questo caso che io nel composto finale avrò tutte molecole fatte da un atomo di idrogeno, un atomo di cloro. Di conseguenza posso dire che se la boccetta iniziale di cloro pesava 35.5 mentre quella iniziale di idrogeno pesava 1, gli atomi che hanno reagito saranno uguali perché hanno reagito tutti formando hcl ma La boccetta di cloro pesava di più, quindi vuol dire che gli atomi di cloro pesavano di più. Quanto di più? Precisamente 35.5 volte di più di quelli dell'idrogeno.
Posso provare a spiegarlo ancora meglio, visto che in questo argomento comunque c'è sempre una difficoltà di base a concepirlo. Se io nella prima boccetta ho un grammo di idrogeno, immaginiamo che lì dentro ci sono 10 atomi. Nella seconda boccetta ho 35.5 grammi di cloro, immaginiamo che anche lì ci saranno 10 atomi.
Io alla fine avrò 10 molecole formate da un atomo di cloro e un atomo di idrogeno. Queste 10 molecole pesano ovviamente la somma delle due masse, solo che i primi 10 atomi di idrogeno pesavano un grammo. I 10 atomi di cloro pesavano 35.5 grammi, vuol dire che i 10 atomi di cloro sono un po' più ciccioni. Diciamo così, la molecola HCl è formata da una coppia di atomi in cui uno un po' più ciccione, uno un po' più magrolino. Ovviamente non prendete questa affermazione per body shaming verso gli atomi, però stiamo parlando effettivamente di atomi più grossi e di atomi più piccolini.
Di conseguenza, in questo modo, si può risalire a quelle che noi chiamiamo le masse atomiche relative. E cioè, se noi ci accorgiamo che l'idrogeno è l'atomo più piccolino di tutti, mentre abbiamo ad esempio l'elio che pesa 4 volte l'idrogeno, il carbonio che pesa 12 volte l'idrogeno e l'ossigeno ad esempio che pesa 16 volte l'idrogeno, noi potremmo non pesare gli atomi ma arrivare a una conclusione, quella di determinare le masse atomiche relative. Questo cosa vuol dire?
Vuol dire che se io all'idrogeno do 1, potrei dare all'elio 4, perché pesa 4 volte l'idrogeno. Posso dare come massa atomica relativa, relativa a chi? Ovviamente all'idrogeno.
Posso dare 12, perché pesa 12 volte l'idrogeno, e posso dare all'ossigeno come massa atomica relativa 16. Quindi io posso proseguire nella tavola periodica andando a dare delle masse a tutti gli elementi. Queste masse atomiche vengono definite relative questo perché appunto sono relative all'idrogeno, che pesa 1. Infatti fu il chimico italiano Stanislao Canizzaro nel 1870 a determinare con buona precisione la massa atomica relativa di oltre 60 elementi, quelli che ovviamente all'epoca si conoscevano. Ora però, ad oggi, c'è una piccola variazione su questo, cioè io ve l'ho spiegato tramite l'idrogeno, che sicuramente è la spiegazione più semplice Però dobbiamo sapere che dal 1961 il riferimento scelto non è più l'atomo di idrogeno, ma l'isotopo 12 del carbonio, chiamato appunto 12C, oppure C con il 12 in apice.
Questo perché? Innanzitutto si sceglie l'isotopo 12 del carbonio perché, come sapete, visto dalla lezione precedente, quella in cui si parla dell'atomo, ogni atomo ha degli isotopi. quindi bisogna prendere l'isotopo cioè quello con il numero di neutroni che ci interessa in questo caso l'isotopo 12 del carbonio è quello più comune l'unità di massa atomica o con la quale si confrontano le masse di tutti gli atomi e quindi un dodicesimo della massa del carbonio 12 ok quindi è un dodicesimo della massa del carbonio 12 quindi di conseguenza è sostanzialmente l'idrogeno ora voi direte ma perché questo giro di parole allora si è semplicemente cambiato il riferimento visto che L'atomo di carbonio è quello che troviamo in tutti gli esseri viventi e l'atomo più comune alle molecole organiche si è preferito utilizzare questo come riferimento. E ovviamente va da sé che parlare di un dodicesimo del carbonio vuol dire sostanzialmente parlare dell'idrogeno.
Ora, per una persona che vede per la prima volta questo argomento o lo affronta alle scuole superiori nei primi anni, non gli cambierà niente utilizzare l'idrogeno o il carbonio come riferimento, ma dovete imparare questa definizione, cioè quella basata sul carbonio 12 per ovviamente andare a rispondere a determinate domande. Chi invece affronterà questo argomento all'università dovrà invece tenerne molto più da conto di quest'ultima definizione, e cioè tutti i calcoli si faranno valutando il dodicesimo della massa del carbonio 12. Di conseguenza mi raccomando. Esempio fatto con l'idrogeno, molto valido, però attenzione.
Il riferimento ufficiale ad oggi è l'isotopo 12 del carbonio. Un dodicesimo del carbonio 12 precisamente vuol dire un'unità di massa atomica. Spero di essere stato chiaro, abbastanza chiaro spero almeno, in questa parte, perché adesso vi vado a svelare un piccolo trucchetto per approssimare le masse atomiche, quindi per non imparare la memoria ma arrivarci in maniera ragionata, in maniera logica. questo perché effettivamente se noi prendiamo ad esempio tre atomi e cioè l'idrogeno l'elio e il carbonio io vi ho messo le masse atomiche ufficiali che trovate sulla tavola periodica lì sotto i nomi possiamo facilmente vedere che la massa atomica e la conseguenza e la ripercussione di una caratteristica atomica ben precisa, e cioè delle particelle che quell'atomo ha dentro di sé, soprattutto le particelle più pesanti.
Ricordiamo che gli elettroni sono leggerissimi e quindi non ci interessa troppo valutarli in questo caso. Infatti se andiamo a prendere l'idrogeno, notiamo che è composto da un protone, cioè nel suo nucleo c'è solo un protone, e infatti la sua massa atomica è precisamente 1. Se andiamo sull'elio invece, che è semplicemente un atomo fatto da due protoni e, attenzione, due neutroni nel suo isotopo più comune, la sua massa atomica è appunto 4. Quindi, particelle nel nucleo quante ce n'è? 4. Due protoni, due neutroni e la sua massa atomica è effettivamente 4. Perché? Perché è 4 volte più grande dell'idrogeno. Molto semplicemente, protoni e neutroni hanno una massa molto simile, di conseguenza se ho 4 particelle invece che una, io avrò come massa atomica 4 volte quella dell'idrogeno.
E se vado sul carbonio, che ha 6 protoni, Di conseguenza il suo isotomo più comune avrà anche 6 neutroni, 6 protoni e 6 neutroni fa 12 e la sua massa atomica è 12. Quindi attenzione che si può arrivare a determinare le masse atomiche anche conoscendo quante particelle ci sono dentro un atomo, dentro un elemento. Come si fa a conoscere quanti protoni ci sono? Beh dal numero atomico, non ve l'ho segnato lì nella grafichina dove c'è il simbolo del carbonio, però il carbonio ha un numero atomico 6, di conseguenza avrà 6 protoni.
Il suo isotopo più comune, non si può andare in maniera troppo approssimata in quel caso, dobbiamo un po' saperlo, In questo caso nel carbonio ci sono 6 protoni e 6 neutroni nell'isotopo più comune, massa atomica 12. Piccolo trucchetto. Però, come vedete già in questa immagine, vi accorgerete che gli elementi sulla tavola periodica hanno delle masse con i numeri decimali. Questo perché? Questo perché i valori delle masse atomiche relative che troviamo sulla tavola periodica sono valori medi che tengono conto della massa atomica assoluta di tutti gli isotopi di un elemento.
e delle percentuali però con cui questo isotopo compare in natura. E cioè sostanzialmente in natura troviamo per la maggior parte l'idrogeno con massa atomica 1, però avremo anche qualche idrogeno con un neutrone in più ed un neutrone in più. L'abbiamo già studiato, questi isotopi dell'idrogeno si chiamano deuterio e trizio, ce n'è pochi, però ce n'è.
Questo vale anche per elio e carbonio e come vediamo invece nel cloro ci sono un po' più di isotopi in natura. In percentuale abbiamo una media ponderata che ci va a dare come massa atomica 35.45. Quanto dovrebbe avere il cloro?
Beh, il cloro ha numero atomico 17, di conseguenza noi ci aspetteremmo, secondo il trucchetto che vi ho insegnato, una massa atomica di 34, che comunque ci va molto vicino. Ecco, per il cloro ha molti più isotopi. Più noi scendiamo nei periodi della tavola periodica e più gli atomi sono grossi, Più questi atomi grossi avranno tanti protoni, ma di conseguenza potrebbero avere un neutron in più, un neutron in meno, oppure due neutron in più, tre neutron in più, eccetera eccetera.
Ecco, detto questo arriviamo all'ultimo argomento, e cioè come calcolare le masse molecolari. E cioè io come faccio ad arrivare a definire la massa di una molecola, che ricordiamolo è un insieme di atomi? Ecco, le molecole essendo insiemi di atomi legati tra loro, Basta sommare le masse atomiche relative per trovare la massa molecolare, che in questo caso sarà sempre relativa ovviamente.
Quindi se prendiamo la molecola di acqua che la vedete in alto a destra, abbiamo due atomi di idrogeno, un atomo di ossigeno, e di conseguenza per trovare la massa molecolare dell'acqua basterà sommare due volte la massa dell'idrogeno più una volta quella dell'ossigeno. Quindi farò massa atomica di idrogeno per due, mi semplifico i calcoli facendo per due, più massa atomica ossigeno. Possiamo quindi dare la formula di massima che è massa molecolare abbreviata con mm in maiuscolo è uguale alla massa atomica dell'elemento 1 più la massa atomica dell'elemento 2 più la massa atomica dell'elemento 3 eccetera eccetera e via così a seconda di quanto è grande la molecola.
Bene andiamo a svolgere questo calcolo giusto a titolo d'esempio se prendiamo l'idrogeno che ha massa 1.008 e l'ossigeno che ha 16.00 andiamo a fare la massa molecolare dell'acqua 1.008 per 2 più 15.999, scusatemi ho approssimato in maniera diversa però appunto potete fare 16 o 15,999 che è più giusto, troviamo 18.015. Bene la massa molecolare dell'acqua con buona approssimazione è 18. E con il prossimo video andremo a calcolarci alcune masse molecolari come esercizio quindi chi sa già farlo ovviamente potrà bypassare quel video. Chi invece lo avesse trovato ostico o sono le prime volte che sta affrontando questo argomento, ovviamente gli consiglio vivamente di guardare quel video dove andiamo a calcolare qualche massa atomica di alcune molecole.
Detto questo, l'argomento è finito. Io ovviamente vi invito a lasciare un like e a iscrivervi al canale, ma se voleste sostenere il canale, da adesso c'è anche la possibilità di abbonarsi, così da supportarmi nel lavoro per produrre queste lezioni. C'è ovviamente anche la possibilità di fare una donazione unica, una sola volta, tramite il link che trovate in descrizione.
Io adesso vi saluto e vi do appuntamento alla prossima lezione.