Stoffmenge


Stoffmenge

Physikalische Größe
Name Stoffmenge
Formelzeichen der Größe $ n $
Formelzeichen der Dimension N
Größen- und
Einheitensystem
Einheit Dimension
SI mol N

Die Stoffmenge (veraltet Molmenge oder Molzahl) mit dem Formelzeichen n ist eine Basisgröße im Internationalen Einheitensystem (SI) und gibt indirekt die Teilchenzahl einer Stoffportion an. Die Einheit der Stoffmenge ist das Mol, eine SI-Basiseinheit. Teilchen können hier Atome, Ionen, Moleküle, Formeleinheiten oder auch Elektronen sein. Formelzeichen und Teilchenart X werden zusammen als nX oder n(X) angegeben. Eine Stoffmenge von 1 Mol (n = 1) entspricht etwa 6,022 · 1023 Teilchen, siehe Avogadro-Konstante. Die Avogadro-Konstante NA ist der Proportionalitätsfaktor zwischen der Stoffmenge n und der Teilchenzahl N(X): n(X) · NA = N(X).[1]

Stoffmenge und die daraus abgeleiteten Größen, wie Stoffmengenkonzentration, Stoffmengenanteil und Stoffmengenverhältnis sind wichtig in der Stöchiometrie. Die Verwendung der Größe Stoffmenge verschiebt Betrachtungen chemischer Reaktionen vom atomaren bzw. molekularen Bereich auf wägbare Substanzmassen mit sehr hoher Teilchenzahl.

Für die Stoffmenge nX und die Masse mX einer Stoffportion eines Stoffes X und dessen molare Masse MX gilt folgender Zusammenhang:

$ n_{\mathrm{X}} = { m_{\mathrm{X}}\over M_{\mathrm{X}}} $

Berechnung der Stoffmenge

Die Berechnung der Stoffmenge erfolgt

Die Berechnung aus der Masse ist über die oben angegebene Gleichung möglich.

Beispiel: Die molare Masse von Wasser beträgt 18 Gramm pro Mol. 9 Gramm Wasser entsprechen damit einer Stoffmenge von 0,5 Mol.

$ n_{\mathrm{H_2O}} = \frac{m_{\mathrm{H_2O}}}{M_{\mathrm{H_2O}}} = \mathrm{ 9 \;g \over {18\;{g \over mol}}} = 0{,}5\,\mathrm{mol} $

Bei Gasen lässt sich verhältnismäßig leicht die Stoffmenge aus dem Volumen bestimmen, da ein Mol eines beliebigen Gases bei Normbedingungen in Näherung ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt. Dieses Volumen bezeichnet man als molares Normvolumen (Molvolumen): Vm = 22,4 l/mol.

Beispiel: Wie viel Mol entsprechen 5 l Sauerstoff-Molekülen O2?

$ n_{\mathrm{O_2}} = {V_{\mathrm{O_2}} \over {V_\mathrm{m}}} = {{5 \, \mathrm{l}} \over {22{,}4 {\mathrm{l \over mol}}}} = 0{,}22 \, \mathrm{mol} $

Da die Teilchenanzahl N proportional der Stoffmenge n ist (der Proportionalitätsfaktor ist die Avogadro-Konstante NA = 6,022 · 1023/mol), kann man aus der Anzahl der Teilchen die Stoffmenge berechnen.

Beispiel: Gegeben sind N = 1025 Teilchen.

$ n = \frac{N}{N_\mathrm{A}} = \frac{10^{25}}{6{,}022 \cdot 10^{23} \; \mathrm{mol}^{-1}} = 16{,}606 \; \mathrm{mol} $

Da die Konzentration cX (mol/l) ein Konzentrationsmaß für Lösungen darstellt, das die Stoffmenge eines Stoffes X in Beziehung zum Volumen V der Lösung stellt, kann man diese auch auf die Stoffmenge zurückrechnen.

Beispiel: Wie viel Mol Natriumchlorid befinden sich in 0,22 Liter einer 0,6-molaren NaCl-Lösung?

$ n_{\mathrm{NaCl}} = c_{\mathrm{NaCl}} \cdot V = 0{,}6 \; \frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{l}} \cdot 0{,}22 \; \mathrm{l} = 0{,}132 \; \mathrm{mol} $

Quelle

  1.  Eintrag: amount of substance. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.A00297 (Version: 2.3.2).

Siehe auch