4 - AppliChem

Molmassen von Atomen
Nun haben 1 Dutzend Äpfel eine andere Masse als 1
Dutzend Autos. Analoges gilt für das Mol. Praktisch für die
Chemie ist, dass die molaren Massen der Monoelemente im
Periodensystem der Elemente (PSE) verzeichnet wurden.
Die dort fixierten Zahlen sind lediglich noch mit der Einheit
Gramm pro Mol (g/mol) zu versehen.
Im PSE findet man beispielsweise für Helium, He: 4,002602.
Mit anderen Worten: In 4,002602 g Heliumgas befinden sich
6,02 x 10 23 Heliumatome. Für das metallische Natrium steht
im PSE, Na: 22,989770. Das bedeutet in 22,989770 g Natrium
befinden sich 6,02 x 10 23 Natriumatome.
Fazit: Wenn man wissen will, wie viel Gramm
Substanz der Stoffportion 1 Mol entspricht,
dann schaut man ins Periodensystem und setzt
hinter der dort aufgeschriebenen (relativen)
Massenzahl die Einheit Gramm pro Mol (g/mol).
In dieser molaren Stoffportion sind dann
exakt 6,02 x 10 23 Formeleinheiten (Teilchen,
Atome) enthalten
Molmassen von Verbindungen
Wichtig ist die Betonung Monoelemente für das Ver-
ständnis des Eintrags im PSE. Viele Gase kommen nämlich als
Moleküle vor, z.B. Wasserstoff (H 2), Sauerstoff (O 2) oder
Chlor (Cl 2).
Im PSE steht bei Wasserstoff für das Monoelement H: 1,00794.
Das bedeutet: 1 Mol gasförmiger Wasserstoffmoleküle (H 2)
haben eine Masse von 2 x 1,00794 g = 2,01588 g. Umgekehrt
kann man sagen in 2,01588 g Wasserstoffgas befinden sich
6,02 x 10 23 Moleküle H 2 aber 2 x 6,02 x 10 23 Atome H. Die
Molmassen werden mit dem Buchstaben M symbolisiert. Dahinter
erfolgt in Klammern das entsprechende Objekt (X), also
M(X).
Die Molmassen von chemischen Verbindungen erhält man
durch Addition der molaren Massen der sie aufbauenden
Monoelemente.
Beispiel: Kochsalz: NaCl
M(Na): 22,989770 g/mol
M(Cl): 35,452 g/mol
M(NaCl): 58,44177 g/mol
In Worten: In 58,44177 g Kochsalz befinden sich 6,02 x 10 23
NaCl-Formeleinheiten.
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Analog errechnet sich für Wasser (H 2O) eine molare Masse von
M(H 2O) = 2 mol x 1,00794 g/mol + 1mol x 15,9994 g/mol =
18,01528 g. Man sagt also: Die molare Masse oder Molmasse
des Wassers beträgt 18,01528 g oder verkürzt M(H 2O) =
18,01528 g/mol.
Umrechnung zwischen Massen
und Stoffmengen
Wenn jemand 24 Bierflaschen gekauft hat, lässt sich leicht
ausrechnen, wie viel Dutzend Flaschen er nach Hause tragen
wird, nämlich 24 Stück/12 Stück pro Dutzend = 2 Dutzend.
Analog gilt für die Umrechnung von Massen in Stoffmengen:
Mittels einfacher mathematischer Umstellung lassen sich nun
verschiedene Größen berechnen.
Molzahl n = Teilchenzahl einer Stoffportion/
Avogadrozahl oder Masse einer Stoffportion/
Molmasse. Grund: Die Masse ist der Teilchenzahl
proportional. Formelmäßig gilt:
n(X) = N(X) / N A
bzw.
n(X) = m(X) / M(X)
Durch Gleichsetzen folgt daraus:
N(X) / N A = m(X) / M(X)
m(X): Masse einer Stoffportion X
M(X): Molmasse von X
N(X): Teilchenzahl von X
N A: Avogadrozahl (6,02 x 10 23 )
Mittels einfacher mathematischer Umstellung lassen sich nun
verschiedene Größen berechnen.
Übungsbeispiele zu Mol
Aufgabe 1
Eine Portion Kupfer hat die Masse von 100 g.
Wie groß ist die Stoffmenge n(Cu)? Die molare
Masse des Monoelementes Kupfer ist M(Cu) =
63,54 g/mol (siehe Periodensystem, PSE).
Gegeben m(Cu) = 100 g
M(Cu) = 63,54 = 63,54 g x mol –1
g
mol
Gesucht n(Cu)
Lösung
m(Cu) 100 g/mol
n(Cu) = =
M(Cu) 63,54 g
= 1,574 mol