Molekülmasse


Molekülmasse

Als Molekülmasse, auch molekulare Masse (engl. molecular mass), früher Molekulargewicht (engl. molecular weight), bezeichnet man die Summe der Atommassen aller Atome in einem Molekül. Bei Salzen spricht man von Formelmasse, da Salze aus Ionen aufgebaut sind. Es wird zwischen relativer Molekülmasse (hat keine Maßeinheit) und absoluter Molekülmasse (angegeben in kg, g bzw. u oder Da) unterschieden.[1]

Die molare Masse ist hingegen die Summe aller Atommassen der einzelnen Elemente eines Moleküls bezogen auf ein Mol dieser Teilchen und wird in Masse pro Mol (meist g/mol) angegeben. Der Zahlenwert der relativen Molekülmasse und der molaren Masse ist dabei identisch.

Relative Molekülmasse

Die relative Molekülmasse ist die auf ein Zwölftel der Masse des Kohlenstoffisotops 12C normierte Molekülmasse und besitzt somit keine Maßeinheit:

$ \mathrm{M}_R = 12\frac{m\mathrm{(Molek \ddot u l)}}{m \mathrm{(^{12} C)}} $

Beispiel

Berechnung der relativen Molekülmasse von Wasser und Kohlenstoffdioxid aus den einzelnen mittleren relativen Atommassen:

Wasser
Summenformel: $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $
$ \mathrm{M}_R = (2 \cdot 1) + 16 = 18 $
Kohlenstoffdioxid
Summenformel: $ \mathrm{CO}_2 $
$ \mathrm{M}_R = 12 + (2 \cdot 16) = 44 $

Absolute Molekülmasse

Die absolute Molekülmasse kann in der Maßeinheit g angegeben werden. Da die Zahlenwerte jedoch sehr klein sind, wird lieber die atomare Masseneinheit u oder Da verwendet, worunter man den zwölften Teil der Masse des Kohlenstoffisotops 12C versteht. Definitionsgemäß hat der zwölfte Teil eines Mols des Kohlenstoffisotops 12C eine Masse von 1 g. Damit sind die absolute Molekülmasse (in u oder Da) und die molare Masse eines Moleküls (in g/mol) numerisch identisch.

Die absolute Molekülmasse mM erhält man durch Division der molaren Masse M eines Moleküls durch die Anzahl der Teilchen in einem Mol NA:

$ m_M = {M \over N_A} $

Beispiel

Berechnung der absoluten molekularen Masse von Wasser (H2O):

  • $ M = 18{,}015\,\mathrm{g\,mol}^{-1} $
  • $ N_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\mathrm{mol}^{-1} $
  • $ \Rightarrow m_M = \frac{18{,}015\,\mathrm{g\,mol}^{-1}}{6{,}022 \cdot 10^{23}\,\mathrm{mol}^{-1}} = 2{,}9916 \cdot 10^{-23}\,\mathrm{g} $

Bestimmung

Die Bestimmung der Molekülmasse in u kann im Prinzip nach den gleichen Verfahren wie bei der Bestimmung der molaren Masse erfolgen. Da die Zahlenwerte für beide gleich sind, ergibt sich die Molekülmasse unmittelbar aus der experimentell bestimmten molaren Masse. Die historischen Verfahren, wie das Verfahren nach Bunsen, das Verfahren nach Dumas und Victor Meyer, die Kryoskopie und Ebullioskopie sind dabei allenfalls noch für die Ausbildung bzw. den Chemieunterricht von Bedeutung. Heute wird die Molekülmasse im Wesentlichen über die Massenspektrometrie bestimmt.[2]

Einzelnachweise

  1. Der Brockhaus, Naturwissenschaft und Technik, Mannheim; Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2003
  2. R. Brdička: Grundlagen der physikalischen Chemie, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften 1967

Weblinks