fbpx
Wikipedia

Molare Masse

Physikalische Größe
Name Molare Masse
Formelzeichen M {\displaystyle M}

Die molare Masse M {\displaystyle M} (auch veraltet Molmasse oder Molgewicht; unüblich stoffmengenbezogene Masse) eines Stoffes ist die Masse pro Stoffmenge oder, anders gesagt, der Proportionalitätsfaktor zwischen Masse m {\displaystyle m} und Stoffmenge n {\displaystyle n} :

m = M n {\displaystyle m=M\cdot n} .

Sie ist eine intensive Größe. Die SI-Einheit ist kg/mol; in der Chemie ist g/mol üblich.

Die molare Masse einer chemischen Verbindung ist die Summe der mit dem jeweiligen Stöchiometriefaktor multiplizierten molaren Massen der an der Verbindung beteiligten chemischen Elemente. Stöchiometriefaktoren sind die Zahlen in der Summenformel eines Moleküls bzw. im Fall von nichtmolekularen Verbindungen (Metalle und Ionenverbindungen) der Verhältnisformel.

Die molare Masse eines isotopenreinen Stoffes ist konstant. Der Zahlenwert der molaren Masse in g/mol ist die relative Molekülmasse und gleich dem Zahlenwert der Molekülmasse in der atomaren Masseneinheit (u oder Dalton, wenn die Verbindung aus nuklidreinen Elementen besteht.)

Inhaltsverzeichnis

Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.
M = m n = N A m M {\displaystyle M={\frac {m}{n}}=N_{\mathrm {A} }\cdot m_{M}}

Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen für folgende Größen:

Die molare Masse einer Verbindung kann berechnet werden, wenn man ihre Summenformel kennt: Zu jedem Element entnimmt man aus der Summenformel die Indexzahl – sie steht in der Summenformel hinter dem Elementsymbol. Zu jedem Element muss man dann z. B. aus Tabellen die molare Masse entnehmen – ihr Zahlenwert ist gleich der relativen Atommasse. Dann erhält man die molare Masse als Summe der molaren Massen der Elemente, die die Verbindung aufbauen:

Die molare Masse einer Verbindung ist gleich der Summe aus den molaren Massen der Elemente multipliziert mit ihren Indexzahlen.

Beispiel für Wasser (H2O):

M H 2 O = 2 M H + M O = 2 1,007 94 g m o l + 15,999 4 g m o l = 18,015 28 g m o l {\displaystyle M_{\mathrm {H_{2}O} }=2\ M_{\mathrm {H} }+M_{\mathrm {O} }=2\cdot 1{,}00794\,{\frac {\mathrm {g} }{\mathrm {mol} }}+15{,}9994\,{\frac {\mathrm {g} }{\mathrm {mol} }}=18{,}01528\,{\frac {\mathrm {g} }{\mathrm {mol} }}}

Aus den molaren Massen der chemischen Elemente kann man die molaren Massen aller Verbindungen berechnen.

Element Elementsymbol Ordnungszahl Molare Masse
Wasserstoff H 1 1,00794 g/mol
Kohlenstoff C 6 12,0107 g/mol
Sauerstoff O 8 15,9994 g/mol
Verbindung Summenformel Zahl der Atome Molare Masse
Wasserstoff H2 2 2,01588 g/mol
Sauerstoff O2 2 31,9988 g/mol
Wasser H2O 3 18,01528 g/mol
Methan CH4 5 16,043 g/mol
Acetylsalicylsäure C9H8O4 21 180,16 g/mol

Erstmalige Bestimmung

Für die erstmalige Bestimmung der molaren Masse von Molekülen war das Avogadrosche Gesetz bestimmend. Im Gaszustand nehmen bei gleicher Temperatur gleich viele Moleküle einen nahezu identischen Rauminhalt ein. Für einfache Moleküle wie Chlor, Wasserstoff, Chlorwasserstoff, Sauerstoff und Wasserdampf konnten die Verhältnisse aus Wägungen der Gase nach einer Elektrolyse ermittelt werden. Mit dem Verfahren nach Bunsen lassen sich molare Massen von Gasen über die Ausströmungszeiten ermitteln. Für komplizierte organische Moleküle nutzte man zunächst ebenfalls das Avogadrosche Gesetz, indem man die reinen organischen Stoffe verdampfte und das verdrängte Wasservolumen bestimmte. Die Methode wurde erst von Joseph Louis Gay-Lussac angewendet, später von Victor Meyer verbessert. Eine weitere Methode war die Messung der Siedepunktserhöhung (Ebullioskopie). Ein etwas älteres Verfahren ist das nach Dumas, bei dem ebenfalls die Stoffe verdampft wurden. Für nicht verdampfbare Moleküle nutzte man früher die Gefrierpunktserniedrigung (Kryoskopie) oder den osmotischen Druck von Lösungen (Osmometrie). Die letztere Methode entwickelte Jacobus Henricus van ’t Hoff.

Die erstmalige Bestimmung der molaren Masse beruhte auf der Messung von Effekten, deren Größe nur abhängig von der Anzahl der verursachenden Teilchen, nicht aber von deren Masse ist (kolligative Effekte).

Bestimmung in der Gegenwart

Ein exaktes, sensitives Messverfahren ist die Massenspektrometrie. Hier ergibt sich die relative molare Masse aus dem Molekülpeak, dem eine Kalibrierung mit einer Standardsubstanz bekannter molarer Masse zugrunde liegt. In der hochauflösenden Massenspektrometrie kann die molare Masse mit vier Nachkommastellen ermittelt und auch die Summenformel bestimmt werden. Zu beachten ist dabei, dass die molare Masse eines Moleküls – abhängig von seiner Isotopenzusammensetzung – gewissen Schwankungen unterliegen kann. Ein technisch weniger aufwändiges Verfahren ist die elektrophoretische Bestimmung der molaren Masse, das aber nur eine Abschätzung ermöglicht. Es spielt bei der Präparation von Proteinen, bei Restriktionsanalysen und anderen präparativen Methoden eine wichtige Rolle.

Trotz anderslautender SI-Vorgaben wird das Symbol M im Sinne von Molarität noch häufig für die Angabe von Stoffmengenkonzentrationen verwendet.

  1. Naturwissenschaft und Technik. Der Brockhaus, Mannheim; Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2003.
  2. Seit der Revision des Internationalen Einheitensystems von 2019 gilt diese Gleichheit nicht mehr definitionsgemäß, sondern näherungsweise. Die mögliche Abweichung liegt aber in der Größenordnung von 3·10−10 und ist in der Praxis irrelevant. Siehe Atomare Masseneinheit#Beziehung zur molaren Masse.
  3. S. Ebel, H. J. Roth (Hrsg.): Lexikon der Pharmazie. Georg Thieme Verlag, 1987, ISBN 3-13-672201-9, S. 445.

Molare Masse
molare, masse, masse, stoffmenge, sprache, beobachten, bearbeiten, physikalische, größename, formelzeichen, displaystyle, größen, einheitensystem, einheit, dimensionsi, molare, masse, displaystyle, auch, veraltet, molmasse, oder, molgewicht, unüblich, stoffmen. Molare Masse Masse pro Stoffmenge Sprache Beobachten Bearbeiten Physikalische GrosseName Molare MasseFormelzeichen M displaystyle M Grossen und Einheitensystem Einheit DimensionSI kg mol 1 M N 1 Die molare Masse M displaystyle M auch veraltet Molmasse oder Molgewicht unublich stoffmengenbezogene Masse eines Stoffes ist die Masse pro Stoffmenge oder anders gesagt der Proportionalitatsfaktor zwischen Masse m displaystyle m und Stoffmenge n displaystyle n 1 m M n displaystyle m M cdot n Sie ist eine intensive Grosse Die SI Einheit ist kg mol in der Chemie ist g mol ublich Die molare Masse einer chemischen Verbindung ist die Summe der mit dem jeweiligen Stochiometriefaktor multiplizierten molaren Massen der an der Verbindung beteiligten chemischen Elemente Stochiometriefaktoren sind die Zahlen in der Summenformel eines Molekuls bzw im Fall von nichtmolekularen Verbindungen Metalle und Ionenverbindungen der Verhaltnisformel Die molare Masse eines isotopenreinen Stoffes ist konstant Der Zahlenwert der molaren Masse in g mol ist die relative Molekulmasse und gleich 2 dem Zahlenwert der Molekulmasse in der atomaren Masseneinheit u oder Dalton wenn die Verbindung aus nuklidreinen Elementen besteht Inhaltsverzeichnis 1 Definition 2 Berechnung 3 Bestimmung 3 1 Erstmalige Bestimmung 3 2 Bestimmung in der Gegenwart 4 Verwandte Grossen 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseDefinition Bearbeiten Der Zusammenhang zwischen Masse Stoffmenge Volumen und Teilchenanzahl M m n N A m M displaystyle M frac m n N mathrm A cdot m M Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen fur folgende Grossen m displaystyle m Masse n displaystyle n Stoffmenge N A displaystyle N mathrm A Avogadro Konstante m M displaystyle m M TeilchenmasseBerechnung BearbeitenDie molare Masse einer Verbindung kann berechnet werden wenn man ihre Summenformel kennt Zu jedem Element entnimmt man aus der Summenformel die Indexzahl sie steht in der Summenformel hinter dem Elementsymbol Zu jedem Element muss man dann z B aus Tabellen die molare Masse entnehmen ihr Zahlenwert ist gleich der relativen Atommasse Dann erhalt man die molare Masse als Summe der molaren Massen der Elemente die die Verbindung aufbauen Die molare Masse einer Verbindung ist gleich der Summe aus den molaren Massen der Elemente multipliziert mit ihren Indexzahlen Beispiel fur Wasser H2O M H 2 O 2 M H M O 2 1 007 94 g m o l 15 999 4 g m o l 18 015 28 g m o l displaystyle M mathrm H 2 O 2 M mathrm H M mathrm O 2 cdot 1 00794 frac mathrm g mathrm mol 15 9994 frac mathrm g mathrm mol 18 01528 frac mathrm g mathrm mol Aus den molaren Massen der chemischen Elemente kann man die molaren Massen aller Verbindungen berechnen Element Elementsymbol Ordnungszahl Molare MasseWasserstoff H 1 1 00794 g molKohlenstoff C 6 12 0107 g molSauerstoff O 8 15 9994 g molVerbindung Summenformel Zahl der Atome Molare MasseWasserstoff H2 2 2 01588 g molSauerstoff O2 2 31 9988 g molWasser H2O 3 18 01528 g molMethan CH4 5 16 043 g molAcetylsalicylsaure C9H8O4 21 180 16 g molBestimmung BearbeitenErstmalige Bestimmung Bearbeiten Fur die erstmalige Bestimmung der molaren Masse von Molekulen war das Avogadrosche Gesetz bestimmend Im Gaszustand nehmen bei gleicher Temperatur gleich viele Molekule einen nahezu identischen Rauminhalt ein Fur einfache Molekule wie Chlor Wasserstoff Chlorwasserstoff Sauerstoff und Wasserdampf konnten die Verhaltnisse aus Wagungen der Gase nach einer Elektrolyse ermittelt werden Mit dem Verfahren nach Bunsen lassen sich molare Massen von Gasen uber die Ausstromungszeiten ermitteln Fur komplizierte organische Molekule nutzte man zunachst ebenfalls das Avogadrosche Gesetz indem man die reinen organischen Stoffe verdampfte und das verdrangte Wasservolumen bestimmte Die Methode wurde erst von Joseph Louis Gay Lussac angewendet spater von Victor Meyer verbessert Eine weitere Methode war die Messung der Siedepunktserhohung Ebullioskopie Ein etwas alteres Verfahren ist das nach Dumas bei dem ebenfalls die Stoffe verdampft wurden Fur nicht verdampfbare Molekule nutzte man fruher die Gefrierpunktserniedrigung Kryoskopie oder den osmotischen Druck von Losungen Osmometrie Die letztere Methode entwickelte Jacobus Henricus van t Hoff Die erstmalige Bestimmung der molaren Masse beruhte auf der Messung von Effekten deren Grosse nur abhangig von der Anzahl der verursachenden Teilchen nicht aber von deren Masse ist kolligative Effekte Bestimmung in der Gegenwart Bearbeiten Ein exaktes sensitives Messverfahren ist die Massenspektrometrie Hier ergibt sich die relative molare Masse aus dem Molekulpeak dem eine Kalibrierung mit einer Standardsubstanz bekannter molarer Masse zugrunde liegt In der hochauflosenden Massenspektrometrie kann die molare Masse mit vier Nachkommastellen ermittelt und auch die Summenformel bestimmt werden 3 Zu beachten ist dabei dass die molare Masse eines Molekuls abhangig von seiner Isotopenzusammensetzung gewissen Schwankungen unterliegen kann Ein technisch weniger aufwandiges Verfahren ist die elektrophoretische Bestimmung der molaren Masse das aber nur eine Abschatzung ermoglicht Es spielt bei der Praparation von Proteinen bei Restriktionsanalysen und anderen praparativen Methoden eine wichtige Rolle Verwandte Grossen BearbeitenMittlere molare Masse Molares Volumen Molvolumen Molekulmasse oder Molekularmasse oder Molekulare Masse fruher Molekulargewicht Trotz anderslautender SI Vorgaben wird das Symbol M im Sinne von Molaritat noch haufig fur die Angabe von Stoffmengenkonzentrationen verwendet Weblinks BearbeitenOnline Berechnung der molaren MasseEinzelnachweise Bearbeiten Naturwissenschaft und Technik Der Brockhaus Mannheim Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2003 Seit der Revision des Internationalen Einheitensystems von 2019 gilt diese Gleichheit nicht mehr definitionsgemass sondern naherungsweise Die mogliche Abweichung liegt aber in der Grossenordnung von 3 10 10 und ist in der Praxis irrelevant Siehe Atomare Masseneinheit Beziehung zur molaren Masse S Ebel H J Roth Hrsg Lexikon der Pharmazie Georg Thieme Verlag 1987 ISBN 3 13 672201 9 S 445 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Molare Masse amp oldid 207401763, wikipedia, wiki, deutsches

deutschland

buch, bücher, bibliothek

artikel

lesen, herunterladen

kostenlos

kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele