Grundlagen der Stöchiometrie: Definitionen und Berechnungen
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Grundlagen der Stöchiometrie
In der Chemie ist die Stöchiometrie (aus dem Griechischen stoicheion = Element und metron = Maß) die Berechnung der quantitativen Beziehungen zwischen Reaktanden und Produkten während einer chemischen Reaktion. Diese Beziehungen können von der Atomtheorie abgeleitet werden, obwohl sie historisch ohne Bezug auf die Zusammensetzung der Materie nach unterschiedlichen Gesetzen und Prinzipien dargelegt wurden.
Molarität und Stoffmengenkonzentration
Die Molarität (M) oder Stoffmengenkonzentration ist die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes pro Liter Lösung. Wenn zum Beispiel 0,5 Mol eines gelösten Stoffes in 1000 ml Lösung gelöst sind, ergibt dies eine Konzentration der gelösten Substanz von 0,5 M (0,5 molar).
Molalität
Die Molalität (m) ist die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel. Um Lösungen einer bestimmten Molalität in einem Lösungsmittel herzustellen, wird kein Messkolben verwendet (wie es im Fall der Molarität üblich ist). Stattdessen kann die Herstellung in einem Becherglas erfolgen. Dabei wird eine Analysenwaage genutzt, um nach der Abwägung des leeren Glases den entsprechenden Wert zu subtrahieren.
Normalität und Äquivalentkonzentration
Die Normalität (N) ist die Anzahl der Äquivalente (eq-g) des gelösten Stoffes (sto) pro Liter Lösung (VSC).
Die Zahl der Äquivalente wird berechnet, indem die Gesamtmasse durch die Äquivalentmasse geteilt wird: n = m / meq. Alternativ wird sie als Produkt aus der Gesamtmasse und der Anzahl der Äquivalente pro Mol, geteilt durch die Molmasse, berechnet:
Der Molbruch in chemischen Mischungen
Der Molbruch ist eine chemische Einheit. Er drückt das Verhältnis aus, in dem die Mole des gelösten Stoffes im Bezug zur Gesamtmolzahl der Lösung stehen. Er wird geschätzt, indem die Mole des gelösten Stoffes (n) und des Lösungsmittels addiert werden. Um den Molbruch einer homogenen Mischung zu berechnen, wird der folgende Ausdruck verwendet:
Kovalente Bindungen
Beispiele für kovalente Bindungen sind die Einfachbindung bei Chlor (Cl₂): Cl-Cl sowie die Doppelbindung bei Sauerstoff (O₂): O=O.
Das Mol und die Avogadro-Konstante
Ein Mol ist die Menge einer Substanz, welche die Avogadro-Zahl jeder Art von Einheit enthält. In der Chemie entspricht dieser Wert etwa 6,022 × 10²³ Teilchen.
Atomgewicht und Einheiten
Das Atomgewicht beschreibt die Masse der Atome eines Elements. Es wird üblicherweise in Gramm pro Mol (g/mol), Milligramm pro Millimol (mg/mmol) oder Kilogramm pro Kilomol (kg/kmol) angegeben.