Mol in Konzentrationsangaben

Das Molare Volumen

Das molare Volumen eines Stoffes ist eine stoffspezifische Eigenschaft, die angibt, welches Volumen ein Mol eines Stoffes ausfüllt. Für ein ideales Gas gilt, dass ein Mol bei Normalbedingungen (273,15 K, 101325 Pa) ein Volumen von 22,414 Liter einnimmt. Für reale Gase, Feststoffe und Flüssigkeiten ist das molare Volumen dagegen stoffabhängig.

Molare Masse

molare Masse M ist der Quotient aus Masse und Stoffmenge eines Stoffs. In der Einheit g/mol hat sie denselben Zahlenwert wie die Atom- bzw. Molekülmasse des Stoffs in der Einheit u (atomare Masseneinheit). Ihre Bedeutung ist äquivalent zum früheren „Atomgewicht“ in der Chemie.

Berechnung von Stoffmengen

Formel: n = m / M

Dabei bezeichnet n die Stoffmenge, m die Masse und M die molare Masse. M kann für chemische Elemente Tabellenwerken entnommen und für chemische Verbindungen bekannter Zusammensetzung aus solchen Werten errechnet werden.

Die atomare Masse, die für jedes chemische Element in Tabellen angegeben wird, bezieht sich dabei auf das natürliche Isotopengemisch. So ist zum Beispiel als Atommasse für Kohlenstoff 12,0107 u angegeben. Dieser Wert ist zum Beispiel für in ¹³C angereichertes Material nicht anzuwenden. Während bei stabilen Elementen die Abweichungen von Isotopenmischungen, wie sie in der Natur vorkommen, relativ gering sind, kann insbesondere bei radioaktiven Elementen das Isotopengemisch stark von der Herkunft und dem Alter des Materials abhängen.

Verwendung der Einheit Mol bei Konzentrationsangaben

Konzentrationen (Salzgehalt von Lösungen, Säuregehalt von Lösungen usw.). Eine der häufigsten Verwendungen ist die x-molare Lösung (das x steht darin für eine beliebige rationale positive Zahl).

Beispiele: Eine 2,5-molare A-Lösung enthält 2,5 mol des gelösten Stoffes A in 1 Liter der Lösung.

Helium hat eine Masse von ungefähr 4 u (u ist die atomare Masseneinheit; ein Helium-Atom hat 2 Protonen und 2 Neutronen). Helium-Gas ist einatomar, daher bezieht sich im folgenden Beispiel das Mol auf He-Atome, ohne dass es einer besonderen Erwähnung bedarf.

1 mol Helium hat also eine Masse von etwa 4 g und enthält ungefähr 6.022e²³ Helium-Atome.

Masse von 1 mol Wasser

Ein Wassermolekül enthält demnach meistens 18 Nukleonen.
Die Masse eines Kernteilchens ist ungefähr 1.6605e^-24 g.
1 Wassermolekül hat somit meistens die Masse 18 · 1.6605e^-24 g.
Die Masse von 1 mol Wasser ist das 6.022e²³-fache der Masse eines Wassermoleküls.
Die Masse von 1 mol Wasser ist somit 6.022e²³ · 18 · 1.6605e^-24 g = 18 g (der Zahlenwert ist gleich der Molekülmasse in u).

Nimmt man statt der Zahl der Nukleonen die genaueren Atommassen, ergibt sich ein leicht höherer Wert von 18,015 g.

Herstellung von Lithiumhydroxid aus Lithium und Wasser

Bei der Bildung von LiOH werden zwei Wassermoleküle von zwei Lithiumatomen in jeweils einen H- und einen OH-Teil aufgespalten. Weil in jedem Mol von jeder Substanz gleich viele Teilchen vorhanden sind (siehe oben), braucht man beispielsweise 2 mol Lithium und 2 mol Wasser (oder eine beliebige andere Stoffmenge im 2:2-Verhältnis).

Beispielsweise reagieren 2 Mal 6,94 g Lithium und 2 Mal 18 g Wasser zu 2 g Wasserstoff und 47,88 g Lithiumhydroxid.

Siehe dazu auch: Stoffmengenkonzentration, Mol in Gramm, Gramm in Mol

Quelle unter anderem: https://de.wikipedia.org/wiki/Mol

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