Der Molbegriff – Stoffmengen in der Chemie

Der Lehrinhalt der Chemie v.a. der Allgemeinen Chemie ist es, Stoffeigenschaften und Stoffumwandlungen zu erkennen, aber auch mit “Stoffgrößen” umzugehen. Damit wir nicht nur “qualitativ” eine Reaktion beschreiben können (also welcher Stoff reagiert zu welchem Produkt), sondern auch “quantitativ” beschreiben können (welche Menge an Ausgangsstoff wird benötigt, welche Menge an Produkt erhalten wird) benötigen wir eine Stoffgröße in der Chemie, die die Stoff(menge) eines Stoffes beschreibt.

Der Molbegriff – Rechnen mit Stoffmengen in der Chemie

In der Physik verwenden wir die “Masse” als physikalische Größe (beispielsweise bei der Berechnung der Gravitation). Nun können wir in der Chemie auch mit Massen (in den Einheiten g oder mg) rechnen, oft aber verwenden wir in der Chemie die sogenannte “Stoffmenge” (Symbol “n”) als physikalische Größe. Dies liegt daran, dass Atome /Moleküle sehr klein sind, und daher deren Masse unvorstellbar klein wäre. Die Masse in g oder mg wäre so klein, dass es schwer fällt, hiermit zu rechnen. Beispielsweise hätte die Masse eines Wasserstoffatoms in der Einheit “g(ramm)” eine “0” und nach dem Komma würden über 20 x die Null erscheinen.

Definition des Stoffmengenbegriffes “1 mol”

Daher hat man in der Chemie die Stoffmenge n eingeführt, um “Mengen” an Stoffen, die miteinander reagieren, zu beschreiben.Per Definition ist ein Mol die Stoffmenge eines Stoffes, der aus genau so viele Teilchen (Atome, Moleküle, Ionen) besteht, wie Atome in 12 Gramm des Kohlenstoff-Nuklids 12C enthalten sind. Die Stoffmenge gibt daher an, wie viele Teilchen (eines Stoffes) in einer bestimmten Menge des Stoffes enthalten sind.

Daher entspricht die Stoffmenge “1 mol” eines Stoffes etwa 6,022 · 10²³ Teilchen

Natürlich rechnet niemand (der die Stoffmenge als Rechengröße verwendet) mit Hochzahlen. Will man nun die “Masse” eines Mols eines Stoffes berechnen, nimmt man das Periodensystem der Elemente zu Hilfe. Bei jedem Elementsymbol findet sich die zugehörige Atommasse. Addiert man diese Atommassen (jeder vorkommenden Atomsorte in der Verbindung) erhält man die Masse für die Stoffmenge 1 mol eines Stoffes (in dem man hinter die Atommassen die Einheit “g” hinzufügt)

Beispiel: Wasser (Formel: H2O) enthält also 2 x H und 1 x O = 2 · 1,00794g+ 15,9994g= 18,01528 g
1 mol Wasser wiegt also 18,01528 g

Hat man die Masse für die Stoffmenge n = 1 mol berechnet, bezeichnet man diese “Masse” auch als molare Masse. Die molare Masse (Symbol “M”, Einheit “g/mol”) ist eine wichtige Grundlage für “stöchiometrische Berechnungen”, denn die molare Masse gibt an, welche Masse eine chemische Verbindung pro mol hat und ist daher auch für jede Verbindung charakteristisch.

Der Molbegriff – Stoffmengen in der Chemie – Testfragen/-aufgaben

1. Definieren Sie den Begriff “Mol” in der Chemie.

Das Mol ist die SI-Basiseinheit für die Stoffmenge. 1 Mol einer Substanz enthält genau 6.022 x 10^23 grundlegende Einheiten, meist Atome oder Moleküle, dieser Substanz.

2. Welche Bedeutung hat die Avogadro-Konstante im Zusammenhang mit dem Molbegriff?

Die Avogadro-Konstante ist die Anzahl der Atome, Moleküle oder anderer Partikel in einem Mol einer Substanz. Ihr Wert beträgt genau 6.022 x 10^23 pro Mol.

3. Erklären Sie, wie man die Molare Masse berechnet.

Die molare Masse wird berechnet, indem man die Atommassen aller Atome in einem Molekül addiert. Sie wird in Gramm pro Mol (g/mol) angegeben.

4. Was ist der Unterschied zwischen Molekülmasse und molarer Masse?

Die Molekülmasse ist die Masse eines einzigen Moleküls, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten (u). Die molare Masse ist die Masse eines Mols Moleküle, ausgedrückt in Gramm pro Mol (g/mol).

5. Wie berechnet man die Stoffmenge in Mol, wenn die Masse und die molare Masse bekannt sind?

Die Stoffmenge in Mol wird berechnet, indem man die Masse der Substanz in Gramm durch die molare Masse in Gramm pro Mol teilt.

6. Was ist die Formel für die Berechnung der Masse, wenn die Stoffmenge in Mol und die molare Masse bekannt sind?

Die Masse wird berechnet, indem man die Stoffmenge in Mol mit der molaren Masse in Gramm pro Mol multipliziert.

7. Was versteht man unter einem stöchiometrischen Verhältnis?

Unter einem stöchiometrischen Verhältnis versteht man das Verhältnis der Mengen von Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion, ausgedrückt in Mol.

8. Wie kann die Molzahl einer Salzlösung berechnet werden?

Die Molzahl einer Salzlösung kann berechnet werden, indem man die Masse des Salzes in Gramm durch die molare Masse des Salzes in Gramm pro Mol teilt.

9. Wie bestimmt man die molare Konzentration einer Lösung?

Die molare Konzentration einer Lösung wird berechnet, indem man die Stoffmenge des gelösten Stoffes in Mol durch das Volumen der Lösung in Litern teilt.

10. Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen Mol, der Avogadro-Konstanten und der Stoffmenge.

Ein Mol einer Substanz enthält 6.022 x 10^23 grundlegende Einheiten (Atome, Moleküle oder andere Partikel) von dieser Substanz. Diese Zahl ist die Avogadro-Konstante. Wenn wir also die Stoffmenge in Mol kennen, dann können wir die Anzahl der Moleküle dieser Substanz berechnen.