Chemie · Klasse 9–10 · aktualisiert
Avogadro-Konstante einfach erklärt
Die exakte Teilchenzahl pro Mol verstehen und Umrechnungen samt Einheiten prüfen.
0 von 10 Aufgaben gelöst
Kurz gesagt
Die Avogadro-Konstante beträgt seit 2019 exakt 6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}. Sie gibt Teilchen pro Mol an. Mit N=n\cdot N_\mathrm A berechnest du die Teilchenzahl, mit n=N/N_\mathrm A die Stoffmenge.
Die Avogadro-Konstante verbindet die Stoffmenge in Mol mit der Anzahl der Teilchen. Ein Mol enthält exakt 6{,}022\,140\,76\cdot10^{23} festgelegte Teilchen. Mit N=n\cdot N_\mathrm A rechnest du von Mol zur Teilchenzahl; mit n=\frac{N}{N_\mathrm A} gehst du zurück.
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4 Abschnitte
Ein Mol ist ein festes Zählpaket für Atome, Moleküle oder Ionen, ähnlich einem Dutzend. Die Stoffmenge n sagt, wie viele solcher Pakete vorliegen; ihre Einheit ist \mathrm{mol}. Sie unterscheidet sich von der Masse in Gramm. Die Teilchenart muss genannt werden: Bei Xenon sind es Atome, bei Stickstoffgas Moleküle, bei einem Ionenkristall können es Formeleinheiten sein.
Definition
Stoffmenge
Die Stoffmenge n gibt an, wie viele solcher Mol-Pakete eine Stoffportion enthält. Ihre Einheit ist Mol mit dem Einheitenzeichen \mathrm{mol}. Sie ist nicht dasselbe wie die Masse in Gramm.
Beispiel: Gleiche Zahl, andere Teilchenart
- 11\,\mathrm{mol} Xenon enthält exakt 6{,}022\,140\,76\cdot10^{23} Xenonatome.
- 21\,\mathrm{mol} Stickstoffgas enthält dieselbe Anzahl \ce{N2}-Moleküle.
- 3Die Teilchenzahl ist gleich, die Art der Teilchen verschieden.
Teste dich
Die Avogadro-Konstante N_\mathrm A gibt die Zahl festgelegter Teilchen pro Mol an. Seit der Neudefinition des SI im Jahr 2019 ist ihr Wert exakt:
N_\mathrm A=6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}
Die Einheit \mathrm{mol^{-1}} bedeutet „pro Mol“. Beim Multiplizieren mit einer Stoffmenge in Mol kürzen sich die Einheiten: \mathrm{mol}\cdot\mathrm{mol^{-1}}=1. Übrig bleibt eine reine Teilchenzahl.
Die Avogadro-Zahl meint nur den einheitslosen Zahlenwert 6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}. Zum Wert der Konstante gehört dagegen \mathrm{mol^{-1}}.
Definition
Avogadro-Konstante
Die Avogadro-Konstante N_\mathrm A gibt die Teilchenzahl pro Stoffmenge an: N_\mathrm A=6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}} Seit 2019 ist dieser Wert exakt festgelegt. Das Mol wird über diese Teilchenzahl definiert.
Merke: Die Avogadro-Konstante ist kein einzelner riesiger Stoffvorrat. Sie ist der feste Umrechnungsfaktor zwischen der Stoffmenge n und der Teilchenzahl N.
Teste dich
Sind Stoffmenge n und Teilchenart gegeben, multiplizierst du mit der Avogadro-Konstante:
N=n\cdot N_\mathrm A
Notiere die Stoffmenge in Mol, setze den exakten oder ausdrücklich gerundeten Wert von N_\mathrm A ein und nenne am Ende Zahl und Art der Teilchen. Mol mal Mol hoch minus eins ergibt eine reine Zahl.
Beispiel: Schwefelatome aus Mol berechnen
- 1Gesucht ist die Zahl der Schwefelatome in 1{,}5\,\mathrm{mol} Schwefelatomen. Gegeben ist der exakte Wert N_\mathrm A=6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}.
- 2N=n\cdot N_\mathrm A
- 3N=1{,}5\,\mathrm{mol}\cdot6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}
- 4N=9{,}033\,211\,14\cdot10^{23}
- 5Das sind anderthalbmal so viele Schwefelatome wie in einem Mol Schwefelatomen.
Beispiel: Gehe in drei Schritten vor
- 1Notiere die gegebene Stoffmenge mit der Einheit Mol.
- 2Multipliziere mit N_\mathrm A.
- 3Nenne im Ergebnis Zahl und Art der Teilchen.
Teste dich
Ist die Teilchenzahl N gegeben, teilst du durch die Teilchenzahl pro Mol:
n=\frac{N}{N_\mathrm A}
Die Division durch \mathrm{mol^{-1}} liefert Mol. Sind stattdessen Gramm gegeben, brauchst du zuerst die molare Masse M für n=m/M und erst danach gegebenenfalls N=nN_\mathrm A.
Die Avogadro-Konstante und das Avogadro-Gesetz sind verschieden. Das Gesetz beschreibt ideale Gase, also ein vereinfachtes Gasmodell. Bei gleicher Temperatur und gleichem Druck enthalten gleiche Gasvolumina gleich viele Gasteilchen. Je nach Gas sind das Atome oder Moleküle. Die Konstante rechnet Mol in Teilchen um. Ein historisch gemessener Näherungswert mit Unsicherheit ist nicht der seit 2019 exakt definierte SI-Wert.
Beispiel: Moleküle in Mol umrechnen
- 1Eine Portion enthält 2{,}408\,856\,304\cdot10^{24} Moleküle. Gesucht ist n.
- 2n=\frac{N}{N_\mathrm A}
- 3n=\frac{2{,}408\,856\,304\cdot10^{24}}{6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}}
- 4n=4\,\mathrm{mol}
- 5Die Teilchenzahl ist das Vierfache der Zahl pro Mol.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Avogadro-Konstante
Bedeutung
Teilchen pro Mol
Exakter Wert
6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}
Mol zu Teilchen
N=n\cdot N_\mathrm A
Teilchen zu Mol
n=\frac{N}{N_\mathrm A}
Abgrenzung
Avogadro-Zahl ohne Einheit
Kontrolle
Richtung, Einheit und Teilchenart prüfen
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Moleküle einer Lachgasportion
- 1Gegeben sind 0{,}6\,\mathrm{mol} \ce{N2O}-Moleküle und exakt N_\mathrm A=6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}. Gesucht ist N.
- 2N=n\cdot N_\mathrm A
- 3N=0{,}6\,\mathrm{mol}\cdot6{,}022\,140\,76\cdot10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}
- 4N=3{,}613\,284\,456\cdot10^{23}
- 5Das Ergebnis liegt unter der Teilchenzahl eines Mols und zählt \ce{N2O}-Moleküle.
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Fehler in Zeile 3Die Einheit der Avogadro-Konstante ist \mathrm{mol^{-1}}; nur so ergibt \mathrm{mol}\cdot\mathrm{mol^{-1}} eine reine Zahl.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Die Avogadro-Konstante gibt Teilchen an. Ihre Einheit ist . Von einer Teilchenzahl zur Stoffmenge kommst du durch .
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Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
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