Che cosa afferma la regola di Cannizzaro? Vediamolo insieme.

Oggi sappiamo che la massa atomica relativa di un elemento è data dal rapporto tra la massa atomica assoluta di quell’elemento, cioè la massa in grammi di un suo atomo, e l’unità di massa atomica, cioè un dodicesimo della massa atomica assoluta del ¹²C (carbonio-12).

Dato però che le masse atomiche relative dei vari elementi sono state individuate con precisione nella seconda metà dell’Ottocento, viene da chiedersi come sia stato possibile ricavarle già al tempo, quando non c’erano gli strumenti tecnologici che abbiamo oggi.

Il metodo che è stato usato per determinarle è la regola di Cannizzaro, nota anche come regola degli atomi:

Le varie quantità in massa di uno stesso elemento contenute nelle molecole di sostanze diverse sono multipli interi di una stessa quantità, che deve essere ritenuta la massa atomica dell’elemento.

Il significato della regola di Cannizzaro

Per capire il significato di questa regola, prendiamo in considerazione un elemento, ad esempio il carbonio (C), dopodiché pensiamo a vari composti in cui esso è presente. In ciascun composto le molecole contengono uno o più atomi di questo elemento.

Ad esempio, nel monossido di carbonio (CO) c’è un atomo di carbonio per ogni molecola, mentre nel benzene (C₆H₆) ci sono sei atomi di carbonio per ogni molecola.

Se a questo punto prendiamo una mole di ciascun composto e per ogni mole calcoliamo la massa atomica assoluta (cioè in grammi) dell’elemento, noteremo che le misure più alte di questa massa sono sempre multipli della misura più bassa.

Ad esempio, in una mole di monossido di carbonio ci sono 12 g di carbonio, mentre in una mole di benzene ci sono 72 g di carbonio (e 72 è un multiplo di 12).

Ciò che dice la regola di Cannizzaro è che la più piccola quantità in grammi dell’elemento presente nelle singole moli dei composti corrisponde alla massa atomica relativa di quell’elemento.

Ad esempio, la massa atomica relativa del carbonio corrisponde a 12 (se prendessimo in considerazione altri composti del carbonio e misurassimo la quantità in grammi di questo elemento nelle singole moli di ciascuno di essi, la quantità minore continuerebbe a essere 12 g).

Proviamo allora a rileggere la regola di Cannizzaro alla luce di quello che abbiamo appena detto.

Le masse in grammi di un elemento (le varie quantità in massa di uno stesso elemento) presenti nelle singole moli dei suoi composti (contenute nelle molecole di sostanze diverse) sono multipli non decimali, cioè senza virgola, della massa in grammi più bassa (sono multipli interi di una stessa quantità), che corrisponde alla massa atomica relativa dell’elemento (che deve essere ritenuta la massa atomica dell’elemento).

La regola presuppone che nel composto con la massa in grammi più bassa ogni molecola abbia soltanto un atomo dell’elemento preso in considerazione. Se così non fosse, bisognerebbe dividere tale massa in grammi per il numero di atomi dell’elemento presenti in ciascuna molecola.

La massa atomica relativa dei vari elementi è indicata sulla tavola periodica.