Was ist ein Mol in der Chemie?
Ein Mol ist eine Zähleinheit, die Chemiker für Atome und Moleküle verwenden, so wie ein Dutzend 12 bedeutet. Ein Mol enthält 6,022 × 10²³ Teilchen, eine Zahl, die Avogadro-Zahl heißt. Die Masse eines Mols eines Stoffes in Gramm, seine molare Masse, ergibt sich direkt aus den Atommassen im Periodensystem und erlaubt dir, zwischen Gramm und Teilchenzahlen umzurechnen.
Eine Zähleinheit, wie ein Dutzend
Für das Zählen von Dingen in Gruppen gibt es besondere Wörter: Ein Paar sind 2, ein Dutzend sind 12 und ein Ries Papier sind 500 Blatt. Auch Chemiker brauchen ein Gruppenwort, weil Atome viel zu klein und zu zahlreich sind, um sie einzeln zu zählen. Ihre Einheit ist das Mol, geschrieben mol.
Ein Mol von irgendetwas enthält 6,022 × 10²³ Teilchen, das sind 602.200.000.000.000.000.000.000. Die Teilchen können Atome, Moleküle oder Ionen sein, daher hilft es zu sagen, welche: Ein Mol Wasser bedeutet 6,022 × 10²³ Wassermoleküle.
Um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie riesig das ist, stell dir vor, du zählst jede Sekunde ein Teilchen, ohne je aufzuhören. Bis zu einem Mol zu zählen würde etwa 19 Billiarden Jahre dauern, mehr als eine Million Mal das Alter des Universums.
Die Avogadro-Zahl
Die Zahl 6,022 × 10²³ heißt Avogadro-Zahl oder Avogadro-Konstante, zu Ehren des italienischen Wissenschaftlers Amedeo Avogadro. Sie wurde ursprünglich so gewählt, dass ein Mol Kohlenstoff-12-Atome eine Masse von 12 Gramm hat. Seit 2019 ist ihr Wert exakt auf 6,02214076 × 10²³ festgelegt, doch 6,022 × 10²³ ist für fast jede Aufgabe genau genug.
Molare Masse: vom Periodensystem zu Gramm
Die molare Masse eines Elements ist die Masse eines Mols seiner Atome, gemessen in Gramm pro Mol (g/mol). Sie hat dieselbe Zahl wie die Atommasse im Periodensystem. Die Atommasse von Kohlenstoff ist 12,011, also hat ein Mol Kohlenstoffatome eine Masse von 12,011 g. Die von Sauerstoff ist 15,999, also hat ein Mol Sauerstoffatome eine Masse von 15,999 g.
Bei einer Verbindung addierst du die molaren Massen aller Atome in ihrer Formel. Wasser, H₂O, hat 2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. Kohlenstoffdioxid, CO₂: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol. Speisesalz, NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Gramm in Mol umrechnen
Um eine Masse in Gramm in Mol umzurechnen, teile durch die molare Masse: Stoffmenge = Masse ÷ molare Masse. Die Gramm kürzen sich heraus und lassen Mol übrig, was eine gute Kontrolle ist, ob du richtig herum geteilt hast.
Durchgerechnetes Beispiel: Wie viele Mol sind in 250 g Wasser, etwa einem Glas voll? Die molare Masse von Wasser ist 18,015 g/mol, also 250 ÷ 18,015 = 13,88 mol, auf zwei Dezimalstellen gerundet.
Um die Anzahl der Moleküle zu finden, multipliziere die Mol mit der Avogadro-Zahl: 13,88 × 6,022 × 10²³ ≈ 8,36 × 10²⁴ Wassermoleküle in einem Glas.
Mol in Gramm umrechnen
Um in die andere Richtung zu gehen, multipliziere die Anzahl der Mol mit der molaren Masse: Masse = Stoffmenge × molare Masse.
Durchgerechnetes Beispiel: Wie groß ist die Masse von 2,5 mol Speisesalz? 2,5 mol × 58,44 g/mol = 146,1 g. Ein weiteres: Wie groß ist die Masse von 0,5 mol Kohlenstoffdioxid? 0,5 mol × 44,009 g/mol = 22,00 g, und diese Menge enthält 0,5 × 6,022 × 10²³ = 3,011 × 10²³ Moleküle.
Stell dir das Mol als Brücke vor. Teile Gramm durch die molare Masse, um Mol zu erhalten, dann multipliziere Mol mit 6,022 × 10²³, um Teilchen zu erhalten. Um von Teilchen zurück zu Gramm zu kommen, gehst du die umgekehrten Schritte in umgekehrter Reihenfolge.
Wichtigste Punkte
- Ein Mol ist eine Zähleinheit, die 6,022 × 10²³ Teilchen entspricht, eine Zahl namens Avogadro-Zahl.
- Die molare Masse eines Elements in g/mol entspricht seiner Atommasse im Periodensystem, etwa 12,011 g/mol bei Kohlenstoff.
- Addiere Atommassen, um die molare Masse einer Verbindung zu erhalten: H₂O ist 18,015 g/mol und CO₂ ist 44,009 g/mol.
- Teile Gramm durch die molare Masse, um Mol zu erhalten, und multipliziere Mol mit der molaren Masse, um Gramm zu erhalten.
- Multipliziere Mol mit 6,022 × 10²³, um die Anzahl der Atome oder Moleküle zu finden.
Teste dich selbst
Drei kurze Fragen zu dieser Lektion.
1. Wie viele Teilchen sind in einem Mol eines Stoffes?
Antwort anzeigen
6,022 × 10²³ — Ein Mol enthält immer die Avogadro-Zahl an Teilchen, 6,022 × 10²³.2. Wie groß ist die molare Masse von Kohlenstoffdioxid, CO₂?
Antwort anzeigen
44,009 g/mol — Addiere ein Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatome: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol.3. Wie viele Mol sind in 116,88 g Speisesalz (NaCl, 58,44 g/mol)?