Stoffmenge

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

Mit Stoffmenge bezeichnet man eine quantitative Mengenangabe für Stoffe, besonders in der Chemie. Die Stoffmenge ist dabei weder Masse, noch Teilchenzahl, sondern im Internationalen Einheitensystem (SI) durch willkürliche Vereinbarung als Basisgröße eigener Art festgelegt. Das bedeutet, sie ist nicht durch die anderen Basisgrößen des SI darstellbar. Die Einheit der Stoffmenge ist das Mol, eine SI-Basiseinheit. Bei Verwendung des Mol müssen die zugrunde gelegten Teilchen genau spezifiziert sein; ein Mol eines Stoffes enthält etwa 6,0221415(10) · 10²³ solcher Teilchen (Avogadrozahl/Loschmidt-Zahl N_A). Diese Teilchen können auch gedachte Bruchstücke realer Teilchen (z. B. 1/4 eines Moleküls oder Ions) - sog. "Äquivalentteilchen" oder kurz "Äquivalente" - sein, so dass die veraltete Einheit Val für Äquivalentgewichte ohne Änderungen an vertrauten Zahlenwerten durch das Mol ersetzt werden kann. Viele Einzelheiten hierzu stehen in der deutschen Norm DIN 32 625.

Für die Stoffmenge n_X und die Masse m_X einer Stoffportion eines Reinstoffes X und dessen molare Masse M_X gilt folgender Zusammenhang:

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

[Bearbeiten] Berechnung der Stoffmenge

Die Berechnung der Stoffmenge erfolgt

... aus der Masse:

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.

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

...aus dem Volumen:

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

Beispiel: Wieviel Mol entsprechen 5 l Sauerstoff-Molekülen O₂?

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

... aus der Teilchenzahl:

Da ein Mol einer Teilchenanzahl von ca. 6,022 · 10²³ (Avogadrozahl/Loschmidt-Zahl N_A) entspricht, kann man aus der Anzahl der Teilchen die Stoffmenge berechnen.

Beispiel: Gegeben sind N = 10²⁵ Teilchen.

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

...aus der Molarität:

Da die Molarität c_X (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: Wieviel Mol Natriumchlorid sind in einer 0,6 molaren NaCl-Lösung mit einem Volumen von 0,22 Litern?

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