Die Stoffmenge beschreibt eine sehr grosse, aber dennoch exakte Anzahl an Teilchen (Atome, Moleküle, Ionen). Die Masseinheit der Stoffmenge ist das Mol und das Formelzeichen n.
Es wird festgelegt, dass 1mol etwa 6.022⋅1023 Teilchen sind. Dies ist eine unglaublich grosse Zahl: 602200000000000000000000 Teilchen.
Diese Zahl wird als Avogadro-Zahl und die zugehörige Konstante 6.022⋅1023mol−1 als Avogadro-KonstanteNA bezeichnet. Sie wurde nicht willkürlich gewählt, sondern wurde so gesetzt, dass 1mol Protonen bzw. Neutronen genau einem Gramm Masse entspricht. Dadurch lässt sich leicht rechnen!
Beispiel:
Kohlenstoff besitzt 6 Neutronen und 6 Protonen, 1mol Kohlenstoff wiegt daher ≈12g.
Molare Masse
Die molare Masse M eines Stoffs ist das Verhältnis aus der Masse m und der Stoffmenge n.
Die molare Masse ist, ähnlich wie die Dichte, eine stoffspezifische Einheit.
Die Masse wird hier in der Einheit gramm und die Einheit der Stoffmenge wird in der Einheit mol angegeben. Die molare Masse wird oft in der Einheit gramm/mol angegeben:
M=nm durch Umformen: m=M⋅n bzw. n=Mm
Die molare Masse eines Elements entspricht näherungsweise der Anzahl an Neutronen und Protonen eines Elements. Elektronen besitzen nur eine kleine Masse (ungefähr 1800 kleiner als die Masse eines Protons) und können daher vernachlässigt werden.
Beispiel:
Stickstoff besitzt 7 Neutronen und 7 Protonen, die molare Masse entspricht daher M(N)=14g/mol
Beachte aber, dass diese Regel nur für Elemente, die fast nur als ein Isotop vorkommen, anwendbar ist. Isotope sind dasselbe Element mit unterschiedlicher Neutronenzahl und damit auch unterschiedlicher Masse. Unabhängig davon gilt diese Regel auch für sehr massereiche Atome schlechter, da ein zunehmender Massendefekt auftritt. Dabei wird ein Teil der Masse in Bindungsenergie umgewandelt. Diese Energie macht man sich bei Kernspaltung zu Nutze.
In jedem Fall findest Du die molare Masse eines Elements aber im Periodensystem!
Für Moleküle entspricht die molare Masse der Summe der molaren Massen aller Elemente.
Beispiel:
Methan, Summenformel CH4 , besteht aus einem Kohlenstoffatom und aus vier Wasserstoff-Atomen.
Die molare Masse von Methan entspricht daher: M(CH4)=12.011+4⋅1.0078=16.042g/mol
Satz von Avogadro
Der Satz von Avogadro beschreibt die Gleichartigkeit von Gasen, also Gas ist Gas! Oder etwas genauer formuliert:
Alle Gase enthalten bei gleichem Volumen, gleichem Druck und gleicher Temperatur die gleiche Anzahl an Teilchen.
Ein mol jedes Gases nimmt bei Standardbedingungen (1bar und 25°C) genau ein Volumen von 24.4l ein.
Zwei unterschiedliche Gase unter gleichem Druck und Temperatur nehmen also dasselbe Volumen ein.
n1V1=n2V2 bzw. V1⋅n1=V2⋅n2 bei gleichem Druck und Temperatur
Merke Dir: Die Masse bleibt nicht gleich und kann sich je nach Gas ändern.
Ist jedoch die molare Masse des Gases bekannt, kann auf die Masse geschlossen werden bzw. ist die Stoffmenge bekannt, kann auf die molare Masse geschlossen werden.
Setzt man alle Variablen in Beziehung zueinander, ergibt sich die Ideale Gasgleichung:
p⋅V=n⋅R⋅T
Wobei p der Druck, V das Volumen, n die Stoffmenge, R die Gaskonstante und T die Temperatur ist.
Mit ihr lassen sich viele Prozesse in der Chemie erklären und berechnen.
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Stoffmenge-Molare Masse-Satz von Avogadro
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Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was ist der Satz von Avogadro?
Der Satz von Avogadro beschreibt die Gleichartigkeit von Gasen. Alle Gase enthalten bei gleichem Volumen, gleichem Druck und gleicher Temperatur die gleiche Anzahl an Teilchen.
Wie berechnet man die molare Masse von Molekülen.
Für Moleküle entspricht die molare Masse der Summe der molaren Massen aller Elemente
Was ist die Definition der molaren Masse?
Die molare Masse eines Stoffs ist das Verhältnis aus der Masse und der Stoffmenge eines Stoffes.
Wie kann man die molare Masse eines Elements näherungsweise berechnen?
Die molare Masse eines Elements entspricht näherungsweise der Anzahl an Neutronen und Protonen eines Elements.