Talpa (unità)
La talpa è l'unità di misura SI utilizzata per misurare il numero di cose, solitamente atomi o molecole. Una talpa di qualcosa è pari a 6,02214078×1023 delle stesse cose (numero di Avogadro). Per esempio, una talpa di uva è 6,02214078×1023 di uva.
La misura del numero di Avogadro è stata affinata nel 2019 a 6,02214078×1023.
Gli scienziati usano questo numero perché è il numero di atomi di carbonio in 12 grammi di carbonio-12, che è il tipo di carbonio più comune. Tutto può essere misurato nelle talpe, ma non è pratico per la maggior parte dei compiti perché il valore è così massiccio. Per esempio, una talpa di pompelmo sarebbe grande quanto la terra.
Il numero non si presta ad una facile espressione a parole. Il numero "casuale" più vicino è un milione di milioni di milioni di milioni di milioni, che è 1024.
Poiché molecole e atomi diversi non hanno la stessa massa, una talpa di una cosa non pesa come una talpa di un'altra. La massa degli atomi e delle molecole si misura in amu. Un amu è uguale a un grammo per talpa. Ciò significa che se un atomo ha una massa di un amu, una talpa di questo atomo pesa un grammo.
Matematica con la talpa
Talpe = massa (g) / Massa relativa (grammi per talpa)
Esempio: Quante talpe ci sono in 20 grammi di idrogeno?
Il valore di 1 può essere usato per la massa relativa dell'idrogeno, anche se il valore corretto è leggermente più grande. Quindi: moli = massa/massa relativa = 20/1 = 20 moli.
Moli = concentrazione (mole/dm3) x volume (dm3)
Esempio: Quante talpe ci sono in 100cm3 di 0.1M H2SO4?
1 dm3 è uguale a 1000 cm3, quindi il valore in centimetri cubici deve essere diviso per 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 moli.
Una molecola di metano è costituita da un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno. Il carbonio ha una massa di 12,011 u e l'idrogeno ha una massa di 1,008 u. Ciò significa che la massa di una molecola di metano è di 12,011 u + (4 × 1,008u), o 16,043 u. Ciò significa che una talpa di metano ha una massa di 16,043 grammi.
Si può pensare a una talpa come a due sacchi di palline di dimensioni diverse. Una borsa contiene 3 palle da tennis e l'altra 3 palle da calcio. In entrambi i sacchetti c'è lo stesso numero di palline, ma la massa delle palle da calcio è molto più grande. È un modo diverso di misurare le cose. I nei misurano il numero di particelle, non la massa. Quindi entrambi i sacchetti contengono tre nei.
Una talpa è semplicemente un'unità del numero delle cose. Altre unità comuni includono una dozzina, che significa 12, e un punteggio, che significa 20. Allo stesso modo, una talpa si riferisce ad una quantità specifica - la sua caratteristica distintiva è che il suo numero è molto più grande di altre unità comuni. Tali unità sono tipicamente inventate quando le unità esistenti non sono in grado di descrivere qualcosa abbastanza facilmente. Le reazioni chimiche avvengono tipicamente tra molecole di peso variabile, il che significa che le misurazioni della massa (come i grammi) possono essere fuorvianti se confrontate con le reazioni delle singole molecole. D'altra parte, anche l'uso del numero assoluto di atomi/molecole/ioni sarebbe fuorviante, in quanto i numeri massicci coinvolti renderebbero troppo facile sbagliare un valore o far cadere una cifra. In questo modo, lavorare nelle talpe permette agli scienziati di fare riferimento a una quantità specifica di molecole o di atomi senza ricorrere a numeri eccessivamente grandi.
Unità correlate
Le unità SI per la concentrazione molare sono mol/m3. Tuttavia, la maggior parte della scrittura chimica utilizza mol/dm3, o mol dm-3, che è lo stesso di mol/L. Queste unità sono spesso scritte con la lettera M maiuscola (pronunciata "molare"), talvolta preceduta da un prefisso SI, ad esempio millimoli per litro (mmol/L) o millimolare (mM), micromoli/litro (µmol/L) o micromolare (µM), o nanomoli/L (nmol/L) o nanomolare (nM).
La resa assoluta di una reazione chimica per lo più dichiarata nelle talpe (chiamata "resa molare").
Domande e risposte
D: Qual è l'unità SI utilizzata per misurare le molecole e gli atomi?
R: L'unità SI utilizzata per misurare molecole e atomi è la mole.
D: Quante molecole ci sono in una mole?
R: Una mole contiene circa 600 settemilioni di molecole.
D: Perché gli scienziati usano questo numero?
R: Gli scienziati utilizzano questo numero perché 1 grammo di idrogeno equivale a 1 mole di atomi.
D: Qual è il valore esatto di una mole?
R: Il valore esatto di una mole è 6,02214078×1023, dal nome del suo inventore Avogadro.
D: È pratico misurare la maggior parte delle funzioni in moli?
R: No, non è pratico misurare la maggior parte dei compiti con le moli, perché il valore è così grande che una mole di pompelmo sarebbe grande quanto la Terra.
D: Come si misurano le diverse molecole e gli atomi?
R: Le diverse molecole e gli atomi sono misurati in amu (unità di massa atomica).
D: Come si relaziona l'amu con i grammi per mole? R: Una fiala equivale a un grammo per mole, il che significa che se la massa di un atomo è una fiala, una mole di quell'atomo pesa un grammo.
