Lernziele
- Lernen, wie die Molmassen von Atomen und Molekülen ausgedrückt werden.
Nachdem wir nun das Mol eingeführt und geübt haben, es als Umrechnungsfaktor zu verwenden, stellen wir die naheliegende Frage: Warum hat das Mol diese bestimmte Anzahl von Dingen? Warum ist es \(6,022 \mal 10^{23}\) und nicht \(1 \mal 10^{23}\) oder sogar \(1 \mal 10^{20}\)?
Die Zahl in einem Mol, die Avogadrosche Zahl, hängt mit den relativen Größen der atomaren Masseneinheit und der Gramm-Masseneinheiten zusammen. Während ein Wasserstoffatom eine Masse von etwa 1 u hat, hat 1 Mol H-Atome eine Masse von etwa 1 Gramm. Und während ein Natriumatom eine ungefähre Masse von 23 u hat, hat 1 Mol Na-Atome eine ungefähre Masse von 23 Gramm.
Ein Mol eines Stoffes hat die gleiche Masse in Gramm, die ein Atom oder Molekül in atomaren Masseneinheiten hat. Die Zahlen im Periodensystem, die wir als die Atommassen der Atome identifiziert haben, sagen uns nicht nur die Masse eines Atoms in u, sondern auch die Masse von 1 Mol Atomen in Gramm.
Ein Mol einer Substanz hat die gleiche Masse in Gramm, die ein Atom oder Molekül in Atommasseneinheiten hat.
Beispiel \(\PageIndex{1}\): Mol-zu-Masse-Umrechnung mit Elementen
Welche Masse hat jede Menge?
- 1 Mol Al-Atome
- 2 Mol U-Atome
Lösung
- Ein Mol Al-Atome hat eine Masse in Gramm, die numerisch der Atommasse von Aluminium entspricht. Das Periodensystem zeigt, dass die Atommasse (gerundet auf zwei Dezimalstellen) von Al 26,98 ist, also hat 1 Mol Al-Atome eine Masse von 26,98 g.
- Nach dem Periodensystem hat 1 Mol U eine Masse von 238,0 g, also ist die Masse von 2 Mol doppelt so groß, also 476,0 g.
Übung \(\PageIndex{1}\): Mol-zu-Masse-Umrechnung mit Elementen
Wie groß ist die Masse der einzelnen Mengen?
- 1 Mol Au-Atome
- 5 Mol Br-Atome
Antwort a:
197,0 g
Antwort b:
5 mol Br-Atome x 79,90 g/mol = 399,5 g
Das Molkonzept lässt sich auch auf die Massen von Formeleinheiten und Molekülen übertragen. Die Masse von 1 Mol Molekülen (oder Formeleinheiten) in Gramm ist numerisch äquivalent zur Masse eines Moleküls (oder einer Formeleinheit) in atomaren Masseneinheiten. Zum Beispiel hat ein einzelnes O2-Molekül eine Masse von 32,00 u, und 1 Mol O2-Moleküle hat eine Masse von 32,00 g. Wie bei den auf atomaren Masseneinheiten basierenden Massen werden zur Ermittlung der Masse von 1 Mol einer Substanz einfach die Massen der einzelnen Atome in der Formel dieser Substanz addiert. Die Masse von 1 Mol einer Substanz wird als ihre molare Masse bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich um ein Element, eine ionische oder eine kovalente Verbindung handelt.
Beispiel \(\PageIndex{2}\): Mol-zu-Masse-Umrechnung bei Verbindungen
Wie groß ist die Masse von 1 Mol des jeweiligen Stoffes?
- NaCl
- Bilirubin (C33H36N4O6), das Hauptpigment der Galle (ein Lebersekret)
Lösung
- Summiert man die Molmassen der Atome in der Formeleinheit NaCl, so erhält man
| 1 Na-Molmasse: | 22.99 g |
| 1 Cl molare Masse: | 35,45 g |
| Gesamt: | 58,44 g |
Die Masse von 1 mol NaCl beträgt 58,44 g.
- Multipliziert man die molare Masse jedes Atoms mit der Anzahl der Atome dieses Typs in der Formel von Bilirubin und addiert die Ergebnisse, erhält man
| 33 C molare Masse: | 33 × 12.01 g | 396.33 g |
| 36 H molare Masse: | 36 × 1.01 = | 36.36 g |
| 4 N molare Masse: | 4 × 14.01 = | 56.04 g |
| 6 O molare Masse: | 6 × 16.00 = | 96.00 g |
| Gesamt: | 584,73 g |
Die Masse von 1 mol Bilirubin beträgt 584,73 g.
Übung: Mol-zu-Masse-Umrechnung mit Verbindungen
Wie groß ist die Masse von 1 Mol der einzelnen Stoffe?
- Bariumsulfat (BaSO4), das für Röntgenaufnahmen des Magen-Darm-Traktes verwendet wird
- Adenosin (C10H13N5O4), ein für die Zellteilung wichtiger Bestandteil der Zellkerne
Antwort a:
233,36 g
Antwort b:
267,28 g
Aufpassen beim Zählen der Atome. In Formeln mit mehratomigen Ionen in Klammern wird der tiefgestellte Index außerhalb der Klammern auf jedes Atom innerhalb der Klammern angewendet. Zum Beispiel erfordert die molare Masse von Ba(OH)2 die Summe von 1 Masse Ba, 2 Massen O und 2 Massen H:
| 1 molare Masse Ba: | 1 × 137.3 g = | 137.3 g |
| 2 O molare Masse: | 2 × 16.00 g = | 32.00 g |
| 2 H-Molmasse: | 2 × 1,01 g = | 2,02 g |
| Gesamt: | 171.32 g |
Da die molare Masse als die Masse für 1 Mol eines Stoffes definiert ist, kann man die molare Masse als Gramm pro Mol (g/mol) bezeichnen. Das Divisionszeichen (/) impliziert „pro“, und „1“ steht im Nenner. So kann die molare Masse von Bilirubin als 584,73 g/mol ausgedrückt werden, was „fünfhundertvierundachtzig Komma dreiundsiebzig Gramm pro Mol“ bedeutet.
Konzeptüberprüfungsübungen
- Wie werden die molaren Massen der Elemente bestimmt?
- Wie werden Molmassen von Verbindungen bestimmt?
Antworten
- Molare Massen der Elemente sind der gleiche Zahlenwert wie die Massen eines einzelnen Atoms in Atommasseneinheiten, aber stattdessen in Grammeinheiten.
- Molare Massen von Verbindungen werden berechnet, indem man die molaren Massen ihrer Atome addiert.
Key Takeaway
- Die Masse von Molen von Atomen und Molekülen wird in Gramm-Einheiten angegeben.
Übungen
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Wie lautet die molare Masse von Si? Wie groß ist die molare Masse von U?
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Wie groß ist die molare Masse von Mn? Wie groß ist die molare Masse von Mg?
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Wie groß ist die molare Masse von FeCl2? Wie groß ist die molare Masse von FeCl3?
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Wie groß ist die molare Masse von C6H6? Wie lautet die molare Masse von C6H5CH3?
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Wie lautet die molare Masse von (NH4)2S? Wie groß ist die molare Masse von Ca(OH)2?
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Wie groß ist die molare Masse von (NH4)3PO4? Wie groß ist die molare Masse von Sr(HCO3)2?
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Aspirin (C9H8O4) ist ein Analgetikum (Schmerzmittel) und Antipyretikum (Fiebersenker). Wie groß ist die molare Masse von Aspirin?
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Ibuprofen (C13H18O2) ist ein Analgetikum (Schmerzmittel). Wie groß ist die molare Masse von Ibuprofen?
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Morphin (C17H19NO3) ist ein narkotisches Schmerzmittel. Wie groß ist die Masse von 1 Mol Morphin?
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Heroin (C21H23NO5) ist ein Narkotikum, das ein Derivat von Morphin ist. Wie groß ist die Masse von 1 mol Heroin?
Antworten
1. 28,09 g/mol; 238,0 g/mol
2. 54,94 g/mol; 24,31 g/mol
3. 126,75 g/mol; 162.20 g/mol
5. 68.16 g/mol; 74.10 g/mol
7. 180,17 g/mol
9. 285.37 g
10. 369.45 g