Grundlagen der Stöchiometrie und Molmasse

Das Mol und die Avogadro-Zahl

Ein Mol ist definiert als die Stoffmenge, die genauso viele Teilchen enthält, wie Atome in genau 12 Gramm Kohlenstoff-12 enthalten sind. Diese Zahl beträgt 6,0221367 × 10²³ und wird als Avogadro-Zahl bezeichnet.

Chemische Grundlagen

Atomgewichte und Indizes in chemischen Formeln repräsentieren exakte Mengenverhältnisse. Die Formel H₂O gibt beispielsweise an, dass ein Wassermolekül aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht.

Wichtige Fachbegriffe

• Stöchiometrie: Der Begriff umfasst alle quantitativen Aspekte der chemischen Zusammensetzung und Reaktionen.
• Summenformel: Gibt die Anzahl der Atome jeder Art in einem Molekül an. Sie ist immer ein Vielfaches der empirischen Formel.
• Hydrat: Eine feste Verbindung, die einen bestimmten Prozentsatz an gebundenem Wasser enthält.
• Atommasse: Die Masse eines Atoms, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten (u).
• Atomgewicht: Das Durchschnittsgewicht der Isotope eines Elements im Verhältnis zu anderen Elementen.
• Molekulargewicht: Die Summe der Atommassen aller Atome in der Summenformel einer Substanz.
• Mol: Die Stoffmenge, die so viele elementare Einheiten (Atome, Moleküle, Formeleinheiten) enthält, wie Atome in 0,012 kg Kohlenstoff-12 enthalten sind (1 mol = 6,022 × 10²³).
• Avogadro-Konstante: Die Anzahl der Teilchen pro Mol; N_A = 6,022 × 10²³ mol^-1.
• Molare Masse: Die Masse eines Mols eines Stoffes.

Molekulargewicht und Formelgewicht

Das Molekulargewicht (MW) einer Substanz ist die Summe der Atomgewichte aller Atome in einem Molekül und wird in atomaren Masseneinheiten (amu) ausgedrückt. Beispiel: Wasser (H₂O) hat ein Molekulargewicht von 18,0 amu.

Das Formelgewicht (PF) ist die Summe der Atomgewichte aller Atome in einer Formeleinheit, unabhängig davon, ob es sich um eine molekulare Verbindung handelt oder nicht. Beispiel: Natriumchlorid (NaCl) hat ein Formelgewicht von 58,44 amu. Da NaCl eine ionische Verbindung ist, ist der Begriff "Molekulargewicht" hier streng genommen nicht korrekt, obwohl die Berechnung identisch ist.

Zusammenfassung zur Molmasse

Die Molmasse eines Stoffes ist die Masse eines Mols dieses Stoffes. Kohlenstoff-12 hat per Definition eine Molmasse von genau 12 g/mol. Für alle Stoffe ist die molare Masse in Gramm pro Mol numerisch gleich dem Formelgewicht in atomaren Masseneinheiten. Ein Mol eines idealen Gases entspricht unter Standardbedingungen 22,4 Litern.