Stoffmenge


Stoffmenge
Physikalische Größe
Name Stoffmenge
Formelzeichen der Größe n
Formelzeichen der Dimension N
Größen- und
Einheiten-
system
Einheit Dimension
SI Mol (mol) N

Mit Stoffmenge wird die quantitative Menge für Stoffe, insbesondere in der Stöchiometrie, bezeichnet. Diese Stoffmenge ist dabei weder Masse noch Teilchenzahl, sondern im Internationalen Einheitensystem (SI) durch willkürliche Vereinbarung als Basisgröße eigener Art festgelegt. Das bedeutet, sie ist auch nicht durch andere SI-Basisgrößen darstellbar. Die Einheit der Stoffmenge ist das Mol, eine SI-Basisgröße.

Bei Verwendung des Mols muss die zugrunde gelegte Anzahl der Teilchen (insbesondere Atome und Moleküle) genau festgelegt werden; ein Mol eines Stoffes enthält nach derzeitiger Messgenauigkeit etwa[1] 6{,}022\;141\;29\;(27) \cdot 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1} solcher Teilchen (Avogadro-Zahl NA). Diese Teilchen können auch gedachte Bruchstücke realer Teilchen (z. B. 1/4 eines Moleküls oder Ions) – so genannte Äquivalentteilchen oder kurz Äquivalente – sein, so dass die veraltete Einheit Val für Äquivalentgewichte ohne Änderungen an vertrauten Zahlenwerten durch das Mol ersetzt werden kann. Viele Einzelheiten hierzu standen in der deutschen Norm DIN 32625. Diese wurde jedoch im April 2006 zurückgezogen, weil kein Bedarf mehr dafür bestand.

Für die Stoffmenge nX und die Masse mX einer Stoffportion eines Reinstoffes X und dessen molare Masse MX gilt folgender Zusammenhang:

n_{\mathrm{X}} = { m_{\mathrm{X}}\over M_{\mathrm{X}}}

Berechnung der Stoffmenge

Die Berechnung der Stoffmenge erfolgt

Die Berechnung aus der Masse ist über die oben angegebene Gleichung möglich.

Beispiel: Die molare Masse von Wasser beträgt 18 Gramm pro Mol. 9 Gramm Wasser entsprechen damit einer Stoffmenge von 0,5 Mol.

n_{\mathrm{H_2O}} = \frac{m_{\mathrm{H_2O}}}{M_{\mathrm{H_2O}}} = \mathrm{ 9 \;g \over {18\;{g \over mol}}} = 0{,}5\,\mathrm{mol}

Bei Gasen lässt sich verhältnismäßig leicht die Stoffmenge aus dem Volumen bestimmen, da ein Mol eines beliebigen Gases bei Normbedingungen in Näherung ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt. Dieses Volumen bezeichnet man als molares Normvolumen (Molvolumen): Vm = 22,4 l/mol.

Beispiel: Wie viel Mol entsprechen 5 l Sauerstoff-Molekülen O2?

n_{\mathrm{O_2}} = {V_{\mathrm{O_2}} \over {V_\mathrm{m}}} = {{5 \, \mathrm{l}} \over {22{,}4 {\mathrm{l \over mol}}}} = 0{,}22 \, \mathrm{mol}

Da die Teilchenanzahl N proportional der Stoffmenge n ist (der Proportionalitätsfaktor ist die Avogadro-Konstante NA = 6,022 · 1023/mol), kann man aus der Anzahl der Teilchen die Stoffmenge berechnen.

Beispiel: Gegeben sind N = 1025 Teilchen.

n = \frac{N}{N_\mathrm{A}} = \frac{10^{25}}{6{,}022 \cdot 10^{23} \; \mathrm{mol}^{-1}} = 16{,}606 \; \mathrm{mol}

Da die Konzentration cX (mol/l) ein Konzentrationsmaß für Lösungen darstellt, das die Stoffmenge eines Stoffes X in Beziehung zum Volumen V der Lösung stellt, kann man diese auch auf die Stoffmenge zurückrechnen.

Beispiel: Wie viel Mol Natriumchlorid befinden sich in 0,22 Liter einer 0,6 molaren NaCl-Lösung?

n_{\mathrm{NaCl}} = c_{\mathrm{NaCl}} \cdot V = 0{,}6 \; \frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{l}} \cdot 0{,}22 \; \mathrm{l} = 0{,}132 \; \mathrm{mol}

Quelle

  1. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 16. Juni 2011. Wert für die Avogadro-Konstante. Die eingeklammerten Ziffern geben die geschätzte Standardabweichung für den Mittelwert an, der den beiden letzten Ziffern vor der Klammer entspricht.

Siehe auch


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