Una sfera di silicio lucidata riflette la luce, un riflesso scivola sulla superficie. All’interno si vede un reticolo di atomi che respira appena. Attraverso la sfera traspaiono le lettere mol. A destra un pizzico di grafite cade sul piatto della bilancia; la bilancia segna 12,000 g e si illumina. In alto lampeggia un contatore di particelle.
Scheda dell'unità
unità di base del SIrev. 2026-10Mole mol
Unità di base del SI · grandezza: quantità di sostanza — un numero di particelle contato a dozzine da 6·10²³
La sfera di cui sono stati contati gli atomi
Nel 2011 metrologi di diversi Paesi completarono una sfera di silicio da un chilogrammo. È rotonda con una precisione di qualche decina di nanometri. Misurandone il diametro e il passo del reticolo cristallino, ne contarono gli atomi. Così si ottenne il valore più preciso della costante di Avogadro.
Gli atomi sono troppo piccoli per contarli uno a uno. Il chimico li prende a porzioni. Una porzione — una mole — è esattamente 6,022 140 76·10²³ particelle. Il numero è scelto in modo che una mole di atomi di carbonio-12 pesi 12 grammi. Per questo la massa di una mole di qualunque sostanza si legge facilmente nella tavola periodica.
Una mole d’acqua sono 18 grammi, poco meno di un cucchiaio. Una mole di sale da cucina, 58 grammi. Una mole di qualunque gas a temperatura ambiente occupa circa 24,8 litri, all’incirca due secchi.
Il simbolo della mole è mol, tre lettere minuscole, senza punto e senza desinenze: «5 mol». La quantità di sostanza si scrive con la n minuscola. La costante di Avogadro, N_A, la massa molare con la M maiuscola.
Una mole è un numero di particelle, non una massa. Una mole di idrogeno pesa 2 g, una d’oro 197 g, ma contengono lo stesso numero di particelle. Non va confusa con la molarità M — moli per litro di soluzione — né con la «grammomolecola», vecchio nome della stessa massa.
01 · Definizione
numero · massa · volume di gasUna mole è un conteggio, non un peso. Come una dozzina sono dodici pezzi, una mole sono 6,022 140 76·10²³ pezzi. Possono essere atomi, molecole, ioni o elettroni, e si nominano sempre: una mole di atomi di ossigeno e una mole di molecole di ossigeno sono quantità diverse.
Per pesare una mole serve la massa molare, la massa di una mole. È uguale alla massa atomica o molecolare relativa in grammi. Il carbonio ha 12,011 g/mol, l’acqua 18,015 g/mol. Si divide la massa del campione per la massa molare e si ottiene il numero di moli.
Dal 2019 la mole è definita da un numero: la costante di Avogadro è fissata esattamente, senza incertezza. Che una mole di carbonio-12 pesi 12 grammi non è più una definizione, ma un fatto misurato: molto preciso, ma non più esatto per convenzione.
Quante particelle ci sono sul piatto
A sinistra una bilancia analitica con vetrina di vetro. Scegliete una sostanza e impostate la massa: la bilancia mostra i grammi, il contatore le moli e il numero di particelle. Nella lente a destra c’è una manciata di particelle ingrandita al punto da vedere gli atomi. «Pesa una mole» versa esattamente una mole. Per un gas, una siringa sostituisce la bilancia: il volume di una mole cresce con la temperatura. In blu la massa e la bilancia, in turchese la quantità di sostanza, in cremisi le particelle. Sotto ci sono tre viste. «Massa e moli» è la retta m = n·M per varie sostanze. «Particelle» mostra quanti pezzi ci sono in quantità diverse, in scala logaritmica. «Gas» è il volume di una mole in funzione della temperatura.
Una mole di granelli di sabbia coprirebbe un continente
Se ogni particella di una mole fosse un granello di sabbia di un millimetro, una mole di sabbia occuperebbe 6·10¹⁴ metri cubi. Uno strato così coprirebbe tutto il Nord America per qualche decina di metri. E 18 grammi d’acqua — un sorso — contengono altrettante molecole.
02 · Conversione
massa · particelle · soluzioniDai grammi alle moli e ai pezzi
Inserite una massa, delle moli o un numero di particelle. La prima scheda li converte per la sostanza scelta nella scena. La seconda raccoglie masse molari. La terza dà concentrazioni di soluzioni in moli per litro.
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La mole è comoda perché nasconde un numero enorme. Una cellula contiene circa un attomole di una proteina, gli oceani circa 7·10²² moli d’acqua. Lo stesso conteggio va da poche molecole a un intero pianeta, e il chimico lavora nel mezzo — con millimoli e moli.
04 · Strumenti di misura
bilancia · buretta · sfera di silicio · spettrometro di massaLe moli non si contano: si pesano e si titolano
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05 · Regole di scrittura
mol · quali particelleDire mole di che cosa
Il simbolo della mole non si declina né si abbrevia. Accanto alla quantità si nominano le particelle: una mole di atomi, molecole o ioni. La massa molare si scrive in grammi per mole, la concentrazione in moli per litro.
Il simbolo non ha plurale. Senza «/mol», la massa molare diventa una massa. M significa già moli per litro, quindi «/L» è superfluo. Il prefisso è minuscolo, e il simbolo senza maiuscole. La costante di Avogadro ha un’unità, mol⁻¹. «Una mole di ossigeno» è ambiguo: atomi o molecole di O₂? Un fattore due.
06 · Unità vicine
chimicaLa stessa sfera di silicio serve anche al chilogrammo.
mol/LMoli in un litro di soluzione.
katUna mole al secondo: attività di un enzima.
07 · Sezione storica
archivio · dall’ipotesi di Avogadro a un numero esattoCome si è contato l’invisibile
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La mole è diventata esatta, i 12 grammi no
Fino al 2019 la mole era il numero di atomi in 12 grammi di carbonio-12. La massa era esatta, il numero di Avogadro misurato, con un’incertezza. Ora è il contrario: il numero è fissato, la massa molare del carbonio-12 è misurata. Vale 12 grammi per mole con un’incertezza relativa di circa 4·10⁻¹⁰.
Per il chimico nulla è cambiato: le masse molari delle tabelle sono rimaste le stesse. Ma per la metrologia conta. La mole non dipende più dal chilogrammo né da un isotopo particolare. Per misurare una mole non serve pesare: si può contare.
A destra due piatti. Con la vecchia definizione la mole era legata a un peso di 12 grammi. Con la nuova il peso è lo stesso, ma accanto c’è un contatore, ed è lui che conta.
Catalogo delle grandezze
Sostanza e chimica · 12 schede
Indice · tutte le grandezze in una paginaIl laboratorio all'ingresso dell'indiceUna goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.Apri l'indice →
