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Stoffmenge, Masse, Molmasse

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Die Autor/-innen
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Götz Vollweiler
Stoffmenge, Masse, Molmasse
lernst du in der Unterstufe 4. Klasse

Beschreibung Stoffmenge, Masse, Molmasse

In diesem Video wird die Bedeutung der drei Größen Stoffmenge, Masse und Molmasse erklärt, sowie der Zusammenhang, der zwischen ihnen besteht. Es wird erklärt wie man die Stoffmenge, die molare Masse und die Masse ineinander umrechnet oder wie man die Anzahl der Teilchen einer bestimmten Stoffmenge ermittelt. Außerdem wird beschrieben wie die molare Masse von Verbindungen oder Elementen aus dem Periodensystem ermittelt wird.

Transkript Stoffmenge, Masse, Molmasse

Hallo und herzlich willkommen! Heute möchte ich euch 3 Begriffe vorstellen. Und zwar die 3 Begriffe, die auch gleichzeitig 3 Rechengrößen sind: Stoffmenge, Masse und Molmasse. Nach dem Video weißt du, was Stoffmenge, Masse und Molmasse sind und weiterhin, wie sie zusammenhängen. Zunächst mal zur Stoffmenge, die man mit dem Buchstaben n abkürzt. Die Einheit, in der man die Stoffmenge bemisst, ist das sogenannte mol und die Definition der Stoffmenge lautet: Die Stoffmenge n gibt die Menge eines Stoffes in mol an. Naja, so richtig informativ ist diese Definition nun wirklich nicht. Denn es stellt sich jetzt die logische Frage, was ist denn ein mol? Die offizielle Antwort darauf lautet: Ein mol ist diejenige Menge einer Substanz, in der so viele Teilchen enthalten sind wie Atome in 12 g des reinen Kohlenstoffisotops C12. Seid ihr nun klüger? Naja, bei dieser Definition handelt es sich um die sogenannte offizielle Definition. Aber ich muss zugeben, sie klingt ziemlich trocken und auf den 1. Blick ist sie auch nicht besonders hilfreich. Immerhin, einen nützlichen Hinweis gibt es schon in dieser Definition, nämlich die Redewendung "so viele Teilchen". Es geht also um die Teilchenanzahl eines Stoffes. Ich versuche es noch mal, anders zu erklären. Sagen wir mal, ihr habt 2 blaue Würstchen, dann habt ihr ein Paar blaue Würstchen. Habt ihr 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 usw. bis 12 blaue Würstchen, dann habt ihr ein Dutzend blaue Würstchen. Die Worte Paar und Dutzend sind offensichtlich Worte, die eine bestimmte Anzahl beschreiben. Nun ja, und wenn wir auf einem Planeten mit lauter blauen Würstchen landen, dann finden wir 1, 2, 3, ganz viele und noch mehr blaue Würstchen. Ich kann die gar nicht alle hinmalen. In diesem Falle hätten wir womöglich ein mol blaue Würstchen. Wenn Paar die Zahl 2 benennt und Dutzend die Zahl 12, dann ist mit mol die Zahl 6,02217×1023 gemeint. Das ist ungefähr eine 6 mit 23 Nullen dahinter. Also verdammt viel. Ich glaube so viele blaue Würstchen gibt es nicht mal auf einem Planeten, der nur aus blauen Würstchen besteht. Diese Zahl, die 6,02217×1023, nennt man auch die avogadrosche Zahl. Wir können nun also sagen, ein mol einer Substanz enthält 6,02217×1023 Teilchen dieser Substanz. 1 mol Schwefel enthält 6,02×1023 Schwefelatome. 1 mol Elefanten umfasst 6,02×1023 Elefanten. Ich glaube aber, so viele Elefanten gibt es nicht einmal im Elefantenuniversum. Hätten wir 2 mol Elefanten, dann hätten wir 2×6,02×1023 Elefanten, also 12,04×1023 Elefanten. Also, um es noch mal auf den Punkt zu bringen, die Stoffmenge n bezeichnet letztendlich die Anzahl an Teilchen, die wir vorliegen haben.

Die nächste Größe im Bunde ist die Masse, bezeichnet mit dem Buchstaben m. Wie kann man die Masse definieren? Naja, relativ einfach. Die Masse ist das Gewicht eines Reinstoffes in Gramm. Also das letztendlich, was wir auf der Waage sehen.

Die 3. Größe im Bunde ist die Molmasse, abgekürzt mit dem Buchstaben M. Und sie gibt an, wie viel ein mol eines Reinstoffes in Gramm wiegt. Man könnte folglich auch sagen, M, also die Molmasse, gibt das Gewicht von 6,02×1023 Einheiten des betrachteten Stoffes an. Das können Atome, Elefanten oder Schneckenhäuser sein. Die Einheit der Molmasse beträgt g/mol, was man auch schreiben kann als g×mol-1. Immer wieder mal wird man vor der Frage stehen, woher kenne ich die Molmasse eines Stoffes, wie finde ich sie heraus? Das möchte ich mal anhand eines Beispieles, nämlich am Beispiel von Gold vorführen. Möchte ich die Molmasse von Gold herausfinden, dann schaue ich auf das Periodensystem. Dort werde ich das Kästchen finden, in dem Gold aufgeführt ist, und zwar mit dem Zeichen Au. Irgendwo in diesem Kästchen wird man dann eine Zahl finden, die lautet auf 196,97. Es kann sein das mehr Kommastellen angegeben sind, es kann sein das weniger angegeben sind, aber diese Zahl wird ungefähr auftauchen. Bei dieser Zahl handelt es sich um die sogenannte relative Atommasse. Um nun die Molmasse zu finden, nimmt man genau diese Zahl, nämlich 196,97 und hängt die Einheit g/mol dran. Man weiß dann also, dass 1 mol Gold ca. 197 g wiegt, oder auch das 6,02×1023 Goldatome ungefähr 197 g wiegen. Und schon hat man die Molmasse von Gold. Man kann also sagen, die Molmassen der einzelnen Elemente sind dem Periodensystem zu entnehmen.

Manchmal möchte ich aber nicht nur die Molmasse eines Elementes wissen, sondern die Molmasse einer Verbindung. Auch das möchte ich euch anhand eines Beispieles vormachen, und zwar anhand des Wassers H2O. Ein Wasserstoffmolekül besteht bekanntlich aus 2 Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Nun schaut man sich erst mal wieder das Periodensystem an. Zunächst einmal sucht man sich die Molmasse von Wasserstoff raus, hier als blauer Kringel dargestellt. Und man sieht, dass die Molmasse des Wasserstoffs 1 g/mol beträgt. Dann schaut man beim Sauerstoff und findet dort, dass die Molmasse 16 g/mol beträgt. Nun addiert man diese einzelnen Molmassen der Elemente. Also die Molmasse des einen Sauerstoffatoms + die Molmasse des einen Wasserstoffatoms + die Molmasse des anderen Wasserstoffatoms. Das ergibt dann 16 g/mol+1 g/mol+1 g/mol, oder auch 18 g/mol. Man kann das auch etwas professioneller hinschreiben und das sieht dann so aus: MH2O=MO+2×MH=18 g/mol. Kurzum, die Molmasse einer Verbindung berechnet sich additiv aus den Molmassen der Elemente, die diese Verbindung bilden. Additiv bedeutet durch Zusammenzählen. Das ist ja auch irgendwie logisch.

Sagen wir mal, wir haben eine Rakete die 8 kg wiegt und eine Katze die 5 kg wiegt. Dann haben wir, wenn sich die Katze auf die Rakete setzt und fortfliegt, eine Gesamtmasse von 13 kg.

So, nun sind wir schon fast am Ziel angelangt. Und zwar beim großen Zusammenhang zwischen den 3 Größen, die wir gerade beschrieben haben. Der große Zusammenhang lautet: Die Spannung steigt, gleich kommt es ... n=m/M. Oder anders formuliert, die Stoffmenge ist gleich die Masse geteilt durch die Molmasse. Man kann diese Formel natürlich umstellen und erhält dann 2 andere Schreibweisen dieser selben Formel. Die 1. lautet: m=n×M und die 2. lautet: M=m/n. Na und, wozu soll das gut sein? Naja, man kann halt viele Dinge damit berechnen. Das möchte ich euch mal hier, anhand einer Beipeilrechnung kurz vormachen. Und zwar lautet unsere Frage: wie viel wiegen 5 mol Natriumchlorid? Die Summenformel der Verbindung Natriumchlorid lautet ja NaCl, wir haben also 1 Natriumatom und ein Chloratom in dieser Verbindung, weshalb wir die Molmasse dieser Verbindung ausrechnen können, indem wir die Einzelmolmassen von Natrium und Chlor addieren. Das Ergebnis lautet dann 58,5 g/mol ist die Molmasse von Natriumchlorid. So, an dieser Stelle sollten wir uns die Frage noch mal etwas genauer durchlesen. Sie lautet auf, wie viel wiegen 5 mol Natriumchlorid. Und wie viel wiegen, heißt das nach der Masse gesucht wird. Also greifen wir auf die Formel zurück m=n×M, also die Masse=Stoffmenge×Molmasse. Für die Stoffmenge setzen wir die 5 mol ein, die in der Aufgabenstellung gegeben sind und für die Molmasse, die 58,5 g/mol. Wir rechnen aus und erhalten die Zahl 292,5. Und wenn wir uns dann noch die Einheiten anschauen, dann sieht man, dass die beiden mol sich rauskürzen und übrig g bleiben. Was ja auch sinnvoll ist, denn wir suchen eine Masse und Massen misst man in g. Die Antwort lautet also 5 mol Natriumchlorid wiegen 292,5 g.

So, wir haben gerade gelernt, was man unter der Stoffmenge, der Masse und der Molmasse versteht. Und außerdem, wie diese 3 Größen zusammenhängen. Diese Thematik könnte man natürlich noch vertiefen bzw. es ist sinnvoll sie zu üben, anhand von Rechenbeispielen. Deshalb möchte ich auf das Video hinweisen "Übungen zu Stoffmenge, Masse, Molmasse" Vielen Dank fürs Zuschauen. Tschüss und bis zum nächsten Mal.

43 Kommentare

43 Kommentare
  1. danke

    Von Martinadiefenbacher, vor 6 Monaten
  2. Super erklärt , vielen Dank

    Von Nikolaus B., vor etwa einem Jahr
  3. ja

    Von Niclas E., vor etwa 2 Jahren
  4. Ich finde das Video echt gut, nur man kann dieMolmassen noch anders berechen nämlich in Form eines Dreiecks. Oben steht m dann ein Bruchstrich. Links steht dann n, in der Mitte ein Mal-Punkt, und dann M. Die Masse die man dann haben will hält man zu und man hat die Formel.

    Von Niclas E., vor etwa 2 Jahren
  5. Sehr gut erklärt! Es hat mir wirklich gut geholfen !

    Von Lernen 39, vor mehr als 2 Jahren
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Stoffmenge, Masse, Molmasse Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Stoffmenge, Masse, Molmasse kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, was ein Mol ist.

    Tipps

    Das Mol orientiert sich an einer Menge von Kohlenstoff.

    Das Mol ist eine ähnliche Angabe wie ein Dutzend.

    Lösung

    Das Mol ist die Einheit der Stoffmenge. Sie bezeichnet eine bestimmte Anzahl von Teilchen. Teilchen können Atome, Ionen und Moleküle sein. Die Anzahl der Teilchen in einem Mol ist $6,022 \cdot 10^{23}$. Das ist ungefähr eine 6 mit 23 Nullen, also eine ungeheure Menge an Teilchen.

    Um diese Anzahl festzulegen, wurde früher einmal Kohlenstoff als Bezugspunkt gewählt. Ein Mol Teilchen sind genau in 12 Gramm Kohlenstoff enthalten (C-12).

    Da $6,022 \cdot 10^{23}$ so groß ist, folgt nun ein Beispiel, welches die Größe der Zahl verdeutlicht.

    Würdest du ein Mol Blätter dünnes Papier mit 0,1 mm Dicke stapeln, wäre der Stapel so hoch, dass das Licht etwa 64.000 Jahre brauchen würde, um oben anzukommen.

  • Gib den mathematischen Zusammenhang von Stoffmenge, Masse und Molmasse wieder.

    Tipps

    Um die Stoffmenge zu ermitteln, teilt man die Masse durch die Molmasse.

    Die Formelzeichen, die du benötigst, sind n, m und M.

    Lösung

    Die Molmasse, oder auch molare Masse genannt, ist eine zusammengesetzte Größe aus der Masse und der Stoffmenge. Das siehst du auch an ihrer Einheit. Diese ist Gramm pro Mol $(\frac{g}{mol})$. Die Einheit der Masse ist Gramm $g$ und die der Stoffmenge ist Mol $mol$. Die molare Masse erhältst du also, wenn du die Masse durch die Stoffmenge teilst. $M=\frac{m}{n}$. Nach n aufgelöst, ergibt sich die Formel $n= \frac{m}{M}$.

  • Gib die Einheiten der gezeigten Größen an.

    Tipps

    Die Stoffmenge wird in Mol angegeben.

    Wird die Stoffmenge auf das Volumen bezogen, ergibt das die Konzentration (genauer die Stoffmengenkonzentration).

    Lösung

    Die meisten mathematischen Größen besitzen eine Einheit. Diese muss bei Berechnungen immer angegeben werden. Diese Einheit kann umgewandelt und in der Größe angepasst werden. So sind Gramm und Kilogramm Einheiten für die Masse. Durch die Kenntnis der Einheiten ist es für dich viel einfacher zu erkennen, welche Größen du in einer Aufgabe gegeben hast.

  • Gib die Anzahl der Teilchen an, die in 3 mol Schwefel enthalten sind.

    Tipps

    Ein Mol eines Stoffes enthält $6,02\cdot 10^{23}$ Teilchen.

    Für 3 mol musst du daher die diese Anzahl mit drei multiplizieren.

    Lösung

    Ein Mol enthält $6,02\cdot 10^{23}$ Teilchen. Diese Anzahl $(N)$ ist genau festgelegt. Die Zahl nennt man Avogadro-Konstante $(N_A)$. Bei 3 mol sind also dreimal so viele Teilchen enthalten. Das sind dann $18,06\cdot10^{23}$ Teilchen. Die Formel, die du dafür benutzen kannst, lautet: $N= n \cdot N_A$. Damit man nicht immer mit so großen Zahlen hantieren muss, wurde das Mol eingeführt. Dadurch kann man die große Anzahl an Teilchen von $6,02\cdot 10^{23}$ mit einem Mol beschreiben.

  • Bezeichne die genannten Größen mit ihren Formelzeichen.

    Tipps

    Die Molmasse wird mit einem großen Buchstaben als Zeichen dargestellt.

    Die Konzentration hat das Formelzeichen c.

    Lösung

    Damit du mathematische Formeln verstehen kannst, ist es wichtig, die einzelnen Größen und ihre Formelzeichen zu kennen. So weißt du, wie die einzelnen Größen heißen, mit denen du rechnen sollst. Das macht es dir viel leichter, diese aus der Aufgabe herauszusuchen und ihre Bedeutung zu erkennnen. Dadurch kannst du auch viel besser erkennen, was du berechnen sollst.

  • Berechne die Masse von 4 mol Kaliumbromid.

    Tipps

    Die molare Masse von Kaliumbromid erhältst du aus der Addition der relativen Atommasse von Kalium und der von Brom.

    Lösung

    Diese Formel wird für die Lösung der Aufgabe benötigt. Du brauchst also die molare Masse des Stoffes. Diese kannst du ganz einfach aus dem Periodensystem errechnen. Dafür brauchst du aber die genaue Formel des Stoffes. Für Kaliumbromid ist das $KBr$. Es ist also ein Atom Kalium und ein Atom Brom enthalten. Dadurch ergibt sich eine molare Masse von $119 \frac{g}{mol}$. Das kannst du dann in die Formel einsetzen und die Masse ausrechnen.

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