Di Paolina Gill
Aggiornato il 30 agosto 2022

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La massa molare di qualsiasi sostanza, solida, liquida o gassosa, è la massa di una mole, ovvero 6.022×10²³ entità, di quella sostanza. È determinato dalla somma delle masse atomiche dei suoi atomi costituenti. Per una miscela come l'aria, la massa molare è la media ponderata del peso molecolare di ciascun componente, ponderata in base alla sua frazione volumetrica nella miscela.

Passaggio 1:identificare i componenti principali

L'aria è composta principalmente dai seguenti gas (frazioni volumetriche relative a 1 unità d'aria):

• Azoto 78,09% (0,7809)
• Ossigeno 20,95% (0,2095)
• Argon 0,933% (0,00933)
• Anidride carbonica 0,03% (0,0003)
• Altri gas in tracce:neon 0,000018, elio 0,000005, kripton 0,000001, idrogeno 0,0000005, xenon 0,09×10⁻⁶

Passaggio 2:moltiplicare per pesi molecolari

Poiché l'azoto (N₂) e l'ossigeno (O₂) sono biatomici, i loro pesi molecolari sono il doppio della loro massa atomica:28,014 gmol⁻¹ per N₂ e 32,00 gmol⁻¹ per O₂. I calcoli sono i seguenti:

• Azoto: 28,014 × 0,7809 = 21,876
• Ossigeno: 32,00 × 0,2095 = 6,704
• Argon: 39,94 × 0,00933 = 0,3726
• Anidride carbonica: 44,01 × 0,0003 = 0,013
• Neon: 20,18 × 0,000018 = 3,6324 × 10⁻⁴
• Elio: 4,00 × 0,000005 = 2,0 × 10⁻⁵
• Kripton: 83,8 × 0,000001 = 8,38 × 10⁻⁵
• Idrogeno: 2,02 × 0,0000005 = 1,01 × 10⁻⁶
• Xenon: 131,29 × 0,09 × 10⁻⁶ = 1,18 × 10⁻⁵

Passaggio 3:somma dei contributi

Sommando tutti i pesi molecolari ponderati si ottiene una massa molare d'aria di 28,9656gmol⁻¹. Ciò significa che una mole di aria secca (6.022×10²³ molecole) pesa 28.9656 grammi a temperatura e pressione standard (STP) di 60°F e 14.696 psi assoluti. A STP, quella talpa occupa 22,4 litri o 0,7910 piedi³.

TL;DR

Mantenere una ventilazione adeguata per mantenere bassi i livelli di CO₂ interni e livelli di O₂ sani. Comprendere la massa molare dell'aria aiuta gli ingegneri a progettare sistemi HVAC e a valutare la composizione atmosferica.

Avviso

I gas e i liquidi criogenici sono estremamente freddi e possono congelare la pelle in pochi secondi al contatto. Maneggiarli con dispositivi di protezione adeguati.