Stoffmenge

Die Stoffmenge (veraltet Molmenge oder Molzahl) mit dem Formelzeichen $ n $ ist eine Basisgröße im Internationalen Einheitensystem (SI) und gibt indirekt die Teilchenzahl einer Stoffportion an. Teilchen können hier Atome, Ionen, Moleküle, Formeleinheiten oder auch Elektronen sein. Formelzeichen und Teilchenart X werden zusammen als n_X oder n(X) angegeben.

Die Maßeinheit der Stoffmenge ist das Mol, eine SI-Basiseinheit. Eine Stoffmenge von 1 Mol (n = 1) enthält die durch die Avogadro-Konstante (etwa 6,022 · 10²³) festgelegte Teilchenzahl. Die Avogadro-Konstante N_A ist der Proportionalitätsfaktor zwischen der Stoffmenge und der Teilchenzahl N(X):

$ {\begin{aligned}n(X)\cdot N_{\mathrm {A} }&=N(X)\\\Leftrightarrow n(X)&={\frac {N(X)}{N_{\mathrm {A} }}}\end{aligned}} $^[1]

Stoffmenge und die daraus abgeleiteten Größen wie Stoffmengenkonzentration, Stoffmengenanteil und Stoffmengenverhältnis sind wichtig in der Stöchiometrie. Die Verwendung der Größe Stoffmenge verschiebt Betrachtungen chemischer Reaktionen vom atomaren bzw. molekularen Bereich auf wägbare Substanzmassen mit sehr hoher Teilchenzahl.

Für die Stoffmenge n_X und die Masse m_X einer Stoffportion eines Stoffes X und seine molare Masse M_X gilt:

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

Berechnung der Stoffmenge

Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.

Die Berechnung der Stoffmenge erfolgt

… aus der Masse

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_{2}O} }={\frac {m_{\mathrm {H_{2}O} }}{M_{\mathrm {H_{2}O} }}}=\mathrm {9\;g \over {18\;{g \over mol}}} =0{,}5\,\mathrm {mol} $

… aus dem Volumen

Ein Mol eines idealen Gases nimmt bei Normbedingungen in Näherung ein Volumen von V_m = 22,4 l/mol ein. Dieses Volumen wird als molares Normvolumen (Molvolumen) bezeichnet. Die Stoffmenge ergibt sich unmittelbar aus dem Volumen.

Beispiel: Wie viel Mol entsprechen 5 l Sauerstoff?

$ 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} $

… aus der Teilchenzahl

Da die Teilchenanzahl N proportional der Stoffmenge n ist (der Proportionalitätsfaktor ist die Avogadro-Konstante N_A = 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} $

… aus der Konzentration

Da die Konzentration c_X (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

Siehe auch

• Gehaltsangabe
• Größenordnung (Stoffmenge)