LA COSTANZA DELLA MASSA
NELLE REAZIONI CHIMICHE
-LA LEGGE DI LAVOISIER
Nel XVIII secolo un chimico francese di nome
Antoine Laurent Lavoisier (Parigi 1743-1794),
introdusse nel suo lavoro di scienziato uno
strumento molto innovativo per l'epoca: la bilancia.
Fino a quel momento infatti si tendeva ad osservare
ciò che accadeva da un punto di vista qualitativo e si
trascuravano le quantità in gioco nelle varie reazioni
chimiche. Questo modo di procedere aveva portato
a diverse considerazioni errate.
• Il fatto che un pezzo di carbone bruci e alla fine lasci
solo un po' di cenere poteva far pensare ad una
scomparsa di materia o al contrario un pezzo di ferro
che arrugginisce e aumenta la sua massa ad una
creazione di materia.
• Tutto ciò veniva interpretato all'epoca con la teoria
del "flogisto", un principio di cui avrebbero dovuto
essere ricche le sostanze infiammabili che
bruciando lo avrebbero ceduto all'aria. Se questa
teoria poteva spiegare la diminuzione di massa di un
pezzo di legno che brucia, non riusciva peraltro a
chiarire l'aumento di massa del ferro che si
arrugginisce.
• Il fatto era che oltre a trascurare le misure gli
scienziati dell'epoca tendevano a trascurare anche i
gas in gioco nelle reazioni chimiche concentrando la
loro attenzione sui liquidi e i solidi.
• Lavoisier iniziò a lavorare invece in
sistemi chiusi, cioè in sistemi nei quali
non vi è scambio di materia tra il
sistema e l'ambiente, e riuscì quindi a
tener conto della massa dei gas che si
formavano o si consumavano in
diverse reazioni chimiche.
• Potè quindi osservare che se si teneva
conto della massa di tutte le sostanze,
compresi i gas, che partecipavano alle
reazioni chimiche, non si verificava
alcuna variazione della massa tra
l'inizio e la fine della reazione.
• Come mostrato nella figura a
fianco, se consideriamo la
combustione di un pezzo di
legno, troviamo che la stessa
massa iniziale si ritrova unendo
alla massa della cenere la massa
dei gas liberati durante la
reazione stessa.
• Tutto ciò portò Lavoisier ad enunciare quella
che è considerata la prima legge della
chimica, la legge di conservazione della
massa che porta giustamente il suo nome.
•In una reazione chimica, la somma
delle masse delle sostanze di
partenza è pari alla somma delle
masse delle sostanze che si
ottengono dalla reazione
• Solo più tardi, dopo che fu enunciata la
teoria atomica di Dalton (1803), si capì
che la conservazione della massa in una
reazione chimica si poteva interpretare
come conservazione degli atomi e che
quindi per ogni elemento coinvolto nella
reazione il numero di atomi presente nelle
sostanze di partenza è uguale al numero
di atomi presente nelle sostanze ottenute.
• Un atomo è la più piccola parte di un
elemento che mantiene le
caratteristiche fisiche di
quell'elemento.
Alcuni aspetti della
teoria atomica di
Dalton
1. Elementi costituiti da minuscoli
atomi
2. Gli atomi sono caratterizzati dalla
loro massa; atomi di uno stesso
elemento hanno stessa massa e
stesse proprietà
3. In una reazione chimica nessun
atomo si trasforma in un altro
4. I composti si formano dalla
combinazione di 2 o più elementi
• Dalton sostiene che:
• 1) la materia è costituita da piccolissime particelle
indivisibili chiamate atomi
• 2) gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali tra
loro
• 3) gli atomi di un elemento sono diversi da quelli di un
altro elemento
• 4) le reazioni chimiche sono il risultato dell'unione di
atomi diversi
• 5) atomi diversi si possono aggregare per formare i
composti
• 6) gli atomi di diversi elementi non possono essere nè
creati nè distrutti, ma cambia solo il modo con cui si
combinano tra di loro
La legge delle proporzioni multiple è una legge
chimica ricavata sperimentalmente da John Dalton,
secondo la quale quando due elementi si
combinano per formare diversi composti, le
masse di un elemento che si combinano con
una data massa dell'altro stanno tra loro in un
rapporto che si può esprimere con numeri interi
piccoli
Quindi ogni elemento non può entrare a fare
parte un composto se non secondo multipli
interi di una quantità piccola costante e
indivisibile: l'ATOMO
Studiando masse di molecole allo stato gassoso e i
rapporti tra diverse masse molecolari è stato
definito il peso atomico (PA):
PA di un elemento è dato dalla più piccola
quantità in peso con cui l’elemento si ritrova nei
pesi molecolari dei suoi vari composti.
Peso molecolare (PM)= somma pesi atomici dei
diversi atomi della molecola
Avogadro trova che volumi uguali di gas diversi
nelle stesse condizioni di P e T contengono lo
stesso numero di molecole

Numero di avogadro N=6,022 .1023
Mole =quantità di sostanza contenente un numero
di Avogadro di particelle (6,022. 1023)
Massa molare= massa in g di una mole (PM per le
molecola)
Volume molare= volume occupato da una mole di
gas (uguale per tutti nelle stesse condizioni di P e T)
I pesi molecolari e atomici sono pesi relativi e
quindi adimensionali, in passato riferiti al peso
dell’H posto uguale ad 1
L'atomo di idrogeno ha soltanto un elettrone e le
sue dimensioni sono circa la metà di quelle
dell'atomo di carbonio che comprende ben 12
elettroni.
In generale il peso degli atomi è multiplo di quello
dell'atomo di idrogeno.
Per convenzione però
l’unità di peso atomico è posta uguale a 1/12 del
peso del C 12 (uma)