Größenordnung (Stoffmenge)

Dies ist eine Zusammenstellung von Stoffmengen verschiedener Größenordnungen zu Vergleichszwecken. Die Angaben sind oft als „typische Werte“ zu verstehen; die umgerechneten Werte sind gerundet.

Grundeinheit der Stoffmenge im internationalen Einheitensystem ist 1 Mol (Einheitenzeichen mol), das Formelzeichen n. Als ein Mol eines Stoffes ist diejenige Stoffmenge definiert, die 12 g ¹²C gleichwertig ist bzw. diejenige Stoffmenge, die aus 602 Trilliarden kleinstmöglichen Stoffportionen besteht.^[1] Da die Menge n einer Stoffportion von der Teilchenzahl abhängt, ist sie also anders als die Masse m der Stoffportion nicht mit der Waage messbar: Eine Menge von 100 Menschen kann ja auch eine Masse von über 15.000 kg auf die Waage bringen – Beispiel: erwachsene Sumō-Ringer – oder auch nur von 400 kg – Beispiel: Säuglinge. Die Umrechnung von Masse und Stoffmenge erfolgt über die molare Masse M, den Quotienten aus der Masse m und der Stoffmenge n, oder mithilfe der Avogadro-Konstante N_A und der Teilchenmasse m_M:

$ M={\frac {m}{n}}=N_{\mathrm {A} }\cdot m_{M} $.

Zahlenverhältnisse in Kachelmustern und chemischen Verbindungen

Stoffmengen kleiner als 1 µmol (< 10⁻⁶ mol = 1 Mikromol)

• 1,6 · 10⁻²⁴ mol – Kleinstmögliche Stoffmenge bzw. –portion, bestehend aus einem Teilchen (z. B. einem Wasserstoffatom oder Proton (Masse 1,67 · 10⁻²⁷ kg) oder einem Goldatom (m = 3,27 · 10⁻²⁵ kg), Stoffmenge also 1 / 6,023 · 10²³ mol)
• 0,016 · < 10⁻¹⁴ kg – Masse eines Feinststaubkorns (unter der Annahme berechnet, dass es aus Quarz besteht, von dem 1 mol 60,09 g wiegt, dann sind das < 10⁻¹⁴ kg / 60,09 g/mol)

1 µmol bis 1 mmol (10⁻⁶ mol bis 10⁻³ mol)

• 0,29 – 2,5 µmol – etwaige Stoffmenge des Tagesbedarfs eines Erwachsenen am Spurenelement Selen (Masse: 50–200 µg; molare Masse: ein Mol Selen wiegt 78,0 g)
• ca. 3 µmol – etwaige Stoffmenge in einem Quarz-Sandkorn (0,5 mm Durchmesser, ca. 200 g)
• 6 mmol – für die menschliche Atmung benötigte Stoffmenge pro Minute an reinem Sauerstoff (Atemvolumen des Erwachsenen im Ruhezustand pro Minute 7,5 L Luft entsprechend 1,75 L reinem Sauerstoff in der Luft)
• ca. 2,7 mmol – etwaige Stoffmenge eines Wassertropfens (Volumen um 0,05 mL, ein Mol Wasser sind 18 g bzw. 18 mL)
• 0,215–0,4 mmol – tödliche Dosis Nikotin bei 70 kg Körpermasse (das sind 35–70 mg, 1 Mol Nikotin wiegt 162,24 g)

1 mmol bis 1 mol (10⁻³ mol bis 10⁰ mol)

• 1,0 mol – Stoffmenge von 12g C-12-Kohlenstoff oder von rund 24 L Gas (Normalluftdruck und Raumtemperatur, z. B. 2 g Wasserstoffgas oder 32 g Sauerstoff oder 44 g Kohlendioxid), entsprechend auch 18 mL Wasser, 536,89 g Beta-Carotin (Pflanzenfarbstoff E160a) oder 3 t Muskelprotein Titin (Masse des Protein-Moleküls Titin ca. 5 · 10⁻²¹ kg, 1 Molekül Titin besteht aus 26926 Aminosäuren)

1 mol bis 1 kmol (10⁰ mol bis 10³ mol)

• 5,076 mol – Stoffmenge von 1 kg Gold
• 27,7 mol – Stoffmenge von 1 t Zellulose ((C₁₂H₂₀O₁₀)_[n], molare Masse mindestens 36000 g/mol)
• 51,75 mol – Stoffmenge an Kohlenstoffatomen im Cullinan-Diamanten (mit 621 g das wohl größte Molekül der Welt, besteht also aus 621/12 × 6,023 · 10²³ Atomen Kohlenstoff)
• 55,5 mol – Stoffmenge von 1 Liter Wasser (molare Masse 18 g/mol)

über 1 kmol (10³ mol)

• 55,5 kmol – Stoffmenge von 1 m³ (1000 Liter) Wasser bei 20 °C
• 130,8 Mmol (Megamol) – Stoffmenge der Stahlkonstruktion des Eiffelturms (berechnet als reines Eisen, molare Masse 55,8 g/mol, Masse 7.300 t; Gesamtmasse des Eiffelturms ca. 10.100 t)
• 68,2 Gmol (Gigamol) = 6,8 ·10¹⁰ mol (68.200.000.000 mol) – Stoffmenge an CO2 in der Erdatmosphäre (Masse 3 · 10¹⁵ kg, molare Masse 44 g/mol)

Die Sonne im roten Licht der H-alpha-Spektrallinie

• rund 1,6 · 10³⁰ mol = Stoffmenge an Wasserstoff in der Sonne
• 6 · 10³⁴ mol – größtmögliche zusammenhängende Stoffmenge (Riesenstern HD 93129A, bestehend aus 120 Sonnenmassen, wobei angenommen wird, dass der Stern aus einem Gasgemisch von Wasserstoff und Helium mit einer mittleren molaren Masse von rund 2 g/mol besteht und eine Sonnenmasse etwa 2 · 10³⁰ kg beträgt)

Anmerkungen und Einzelnachweise