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. Die Einheit der Stoffmenge ist das Mol, eine SI-Basiseinheit. Teilchen können hier Atome, Ionen, Moleküle, Formeleinheiten oder auch Elektronen sein. Formelzeichen und Teilchenart X werden zusammen als n_X oder n(X) angegeben. Eine Stoffmenge von 1 Mol (n = 1) entspricht etwa 6,022 · 10²³ Teilchen, siehe Avogadro-Konstante. Die Avogadro-Konstante N_A ist der Proportionalitätsfaktor zwischen der Stoffmenge n und der Teilchenzahl N(X): n(X) · N_A = N(X).^[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 dessen molare Masse M_X gilt folgender Zusammenhang:

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

Berechnung der Stoffmenge

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:

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): V_m = 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} $

• ... 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