Stoffmenge – Mol

Wahrend an chemischen Reaktionen einzelne Atome, Molekiile und Ionen beteiligt sind, interessieren bei der Durchfuhrung chemischer Umsetzungen in der Praxis wagbare Sub – stanzmengen. Diese Substanzmengen enthalten naturgemaB eine sehr groBe Zahl von Ato – men, Molekulen oder Ionen. Um eine quantitative Beziehung zwischen dem atomaren Be – reich und dem Bereich der wagbaren Substanzen herzustellen, wurde die Stoffmenge n eingefiihrt. Die SI-Einheit der Stoffmenge ist das Mol (Einheitenzeichen: mol). Wiederum wird die Stoffmenge, in der ein Element oder eine Verbindung vorliegt, durch Vergleich mit einer Bezugsmenge ermittelt. Als Bezugsmenge wurde die Anzahl der in 12 g des

Kohlenstoffisotops 126C enthaltenen Atome festgelegt.

Das Mol ist die Stoffmenge eines Systems, das aus ebensoviel Einzelteilchen besteht, wie Atome in 12 Gramm des Kohlenstoffisotops XC enthalten sind.

Bei der Benutzung des Mol mussen die Einzelteilchen spezifiziert werden. Es konnen Atome, Ionen, Molekiile, Elektronen oder Formeleinheiten sein. Die Anzahl der elementa – ren Teilchen pro Mol ist eine Naturkonstante. Sie wird zu Ehren des italienischen Physi – kers Avogadro als Avogadro-Konstante (JVA) bezeichnet:

Na = 6,022 0453 • 1023 mol’1 (NA – 6,022 • 1023 mol’1).

Die Avogadro-Konstante ist der Proportionalitatsfaktor zwischen der Teilchenanzahl N und der Stoffmenge n eines Stoffes: N=NA •n.

Molare Masse. Die Masse, die ein Mol Atome bzw. Molekiile besitzt, bezeichnet man als molare Masse M. Als stoffmengenbezogene GroBe stellt die molare Masse eine Beziehung zwischen der Stoffmenge n und der wagbaren Masse m her.

Подпись: [g/mol] Подпись: (1-6)
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Die molare Masse M eines Elements oder einer chemischen Verbindung ist der Quotient aus der Masse m und der Stoffmenge n dieser Stoffportion.

Die molare Masse M eines Atoms bzw. Molehills ist zahlenmafiig gleich der relativen Atom – bzw. Molekulmasse, besitzt jedoch die Einheit g/mol.

Die Berechnung molarer Massen von Verbindungen ist fur unterschiedlichste bauchemi – sche Problemstellungen notwendig. Das Verhaltnis der molaren Massen der Oxide des Natriums und Kaliums geht z. B. in die Formel zur Ermittlung des Gesamtalkaligehalts von Zementen ein. In den Zementrohstoffen und damit auch in den Zementklinkem sind die Oxide des Kaliums (K20) und Natriums (Na20) im Verhaltnis von 4 : 1 bis 10 : 1 enthal­ten.

Da aquivalente Mengen an Na20 und K20 im Rahmen der Alkali-Kieselsaure-Reaktion (Кар. 9.4.2.2) ein in etwa gleiches Treibverhalten aufweisen, werden beide Gehalte zu einem Gesamtalkaligehalt zusammengefasst und als Masseprozent (%) Na20-Aquivalent (N) angegeben: N= Na20 + 0,685 K20 (in %). Der Faktor 0,685, mit dem der K20- Gehalt multipliziert wird, ergibt sich aus dem Verhaltnis der molaren Massen von Na20 und K20 => M(Na20)/M(K20) = 62 g • mol’1 / 94,2 g • mol’1 =0,685.

Zusammenfassend lasst sich feststellen, dass das Symbol eines chemischen Elements, ne – ben der qualitativen Aussage uber die Art des Elements und der quantitativen Aussage liber ein Atom des Elements, auch fur ein Mol des Elements steht. Zum Beispiel steht Ne fur das

Edelgas Neon, fur ein Atom Neon und fiir ein Mol Neonatome (6,022 • 1023 Neonatome). Analoges gilt fiir die Formel einer chemischen Verbindung.

Подпись: [mol] Подпись: (1-7)
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Durch Umstellen von Gl. (1-6) ist es moglich, aus der molaren Masse M und der Masse m die Stoffmenge n und damit die Teilchenzahl N zu ermitteln:

Die Masse m und die molare Masse M sind zwei GroBen vollig unterschiedlichen Charak – ters: Die Masse m ist eine extensive, die molare Masse Mdagegen eine intensive GroBe. Extensive GroBen sind QuantitatsgroBen. Sie besitzen additiven Charakter, ihr Wert an – dert sich mit der GroBe der betrachteten Stoffportion. Beispiele fiir extensive GroBen sind das Volumen, die innere Energie, die Entropie und die freie Enthalpie. Intensive GroBen sind QualitatsgroBen. Sie verhalten sich nicht additiv, ihr Wert andert sich nicht mit der GroBe der jeweiligen Stoffportion. Neben den molaren GroBen (M, Vm) gehoren die Kon – zentrationsangaben (s. u.) sowie Druck, Temperatur und Dichte zu den intensiven GroBen. Aus der Molmasse und dem Molvolumen kann die Dichte eines Gases (Normdichte) be – rechnet werden.

Подпись: ? 1,429 g /1. Aufgabe: Welche Dichte besitzt gasformiger Sauerstoff bei Normbedingungen

M(02) = 32 g/mol, VM = 22,41/mol; p(02) = =

VM 22,4 1 / mol