Il Numero di Avogadro: Misura e Significato in Chimica
Concetto di Mole e Numero di Avogadro
Le miscele e reazioni chimiche usano il mole. 1 mole = 6,022 × 10²³ sottounità (atomi, molecole, ioni). Es: 1 mole acqua = 6,022×10²³ molecole H₂O. Proposto da Amedeo Avogadro (1811). Evidenza sperimentale 1827 (Robert Brown, elettrolisi). È possibile determinarlo sperimentalmente per 1 mole di rame.
Materiale Necessario
- Alimentatore DC
- Cavi con morsetti a coccodrillo
- Striscia zinco, striscia rame
- Bilancia analitica (0,0001 g)
- Lana d'acciaio
- Acido solforico 1 M
- Beuta 250 ml
- Nastro da laboratorio/mascheratura
- Occhiali protezione
- Guanti lattice/nitrile
- Calcolatrice
- Alcol isopropilico 70%
- Cronometro
Procedura: Elettrolisi
- Pulizia elettrodi: Lana d'acciaio su rame e zinco per rimuovere ossidi e oli. Pulire con alcol, asciugare. Evitare contatto cutaneo dopo pulizia.
- Pesa striscia rame: Registra peso iniziale (userai per calcolare atomi rame trasferiti).
- Prepara elettrolita: 200 ml H₂SO₄ 1M in beuta 250 ml. Attenzione: corrosivo.
- Collega elettrodi: Morsetti a strisce, immergi in acido, fissa con nastro. Elettrodi non devono toccarsi né pareti beuta.
- Collega ad alimentatore: Zinco → catodo (-), Rame → anodo (+).
- Avvia elettrolisi: 0,5 A. Registra ora inizio e fine (5-10 min).
- Recupera e pesa rame: Spegni, estrai rame, asciuga all'aria (no asciugamano, altera peso). Pesa e registra peso finale.
Calcolo del Numero di Avogadro
- Coulomb totali: Ampere × secondi. Es: 0,5 A × 600 s = 300 C (per 10 min).
- Elettroni trasferiti: Coulomb / carica elettrone (1,602×10⁻¹⁹ C). 300 / 1,602×10⁻¹⁹ = 1,873×10²¹ elettroni. Ogni atomo rame cede 2 elettroni → 9,365×10²⁰ atomi rame.
- Moli rame persi: Δpeso / peso atomico rame (63,546 g/mol). Es: 0,0105 g / 63,546 = 1,65×10⁻⁴ mol.
- Valore sperimentale Avogadro: atomi rame / moli rame. Es: 9,365×10²⁰ / 1,65×10⁻⁴ = 5,67×10²⁴ (valore esempio).