Chemie · Klasse 8–13 · aktualisiert
Konzentration in der Chemie berechnen
Berechne Stoffmengenkonzentrationen aus Stoffmenge, Masse und Lösungsvolumen und unterscheide die Bezugsgrößen.
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Kurz gesagt
Die Stoffmengenkonzentration c=n/V gibt die Stoffmenge pro Liter fertiger Lösung an. 2\,\mathrm{mol/L} bedeuten 2\,\mathrm{mol} gelösten Stoff in 1\,\mathrm L Lösung. Aus einer Masse berechnest du erst n=m/M; für eine Zielkonzentration gilt m=cVM.
Die Konzentration beschreibt, wie viel von einem Stoff in einer bestimmten Menge eines Gemisches enthalten ist. Ein Mol ist eine feste Zählmenge winziger Teilchen, ähnlich einem Dutzend. Für die Stoffmengenkonzentration gilt c=n/V: Du teilst die Stoffmenge in Mol durch das Volumen der fertigen Lösung. Auf dieser Seite lernst du, Konzentrationsangaben zu unterscheiden und aus Masse, molarer Masse und Volumen die Stoffmengenkonzentration zu berechnen. Du bestimmst auch die benötigte Masse für eine Lösung mit vorgegebener Konzentration.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Eine Lösung enthält einen gelösten Stoff und ein Lösungsmittel. Bei einer Kochsalzlösung ist Natriumchlorid gelöst. Das Volumen V meint das Volumen der fertigen Lösung. 2\,\mathrm{mol/L} bedeutet: In einem Liter fertiger Lösung befinden sich 2\,\mathrm{mol} des Stoffes.
Je nach gesuchter Größe gilt c=n/V, n=cV oder V=n/c. Für c in \mathrm{mol/L} rechnest du Milliliter zuerst in Liter um: 1000\,\mathrm{mL}=1\,\mathrm L. Der Fachausdruck „Molarität“ meint hier ebenfalls Stoffmengenkonzentration.
Definition
Stoffmengenkonzentration
Die Stoffmengenkonzentration c_i einer Komponente ist ihre Stoffmenge n_i geteilt durch das Volumen V der fertigen Lösung. c_i=\frac{n_i}{V} Ihre Einheit ist \mathrm{mol/L}.
Merke: Eine Konzentrationsangabe braucht immer eine Bezugsgröße. Bei \mathrm{mol/L} ist es die Stoffmenge pro Liter Lösung.
Beispiel
- 1In 250\,\mathrm{mL} einer Lösung befinden sich 0{,}50\,\mathrm{mol} eines gelösten Stoffes. Gesucht ist c.
- 2Zuerst wird das Volumen umgerechnet:
- 3250\,\mathrm{mL}=0{,}250\,\mathrm{L}
- 4Dann werden Stoffmenge und Volumen eingesetzt:
- 5c=\frac{0{,}50\,\mathrm{mol}}{0{,}250\,\mathrm{L}}=2{,}0\,\mathrm{mol/L}
- 6Die Lösung enthält somit 2{,}0\,\mathrm{mol} des Stoffes pro Liter.
Teste dich
Ist die Masse m gegeben, berechnest du mit der molaren Masse M zunächst n=m/M. Danach gilt c=n/V; zusammen ist c=m/(MV). Bei einer Verbindung addierst du die Atommassen. Die kleine 2 in H₂O bedeutet: Zu einem Wasserteilchen gehören zwei Wasserstoffatome. Mit den hier verwendeten genaueren Atommassen Na 22,99 und Cl 35,45 \mathrm{g/mol} ist M(\ce{NaCl})=58{,}44\,\mathrm{g/mol}. Schulwerte Na 23 und Cl 35,5 ergeben gerundet 58{,}5\,\mathrm{g/mol}. Beide Näherungen dürfen innerhalb einer Rechnung nicht vermischt werden.
Definition
Molare Masse
Die molare Masse M ist die Masse eines Mols in \mathrm{g/mol}. n=\frac{m}{M} m=nM
Beispiel
- 114{,}61\,\mathrm{g} NaCl sind in 0{,}250\,\mathrm{L} Lösung enthalten. Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration?
- 2Zuerst wird die Stoffmenge berechnet:
- 3n=\frac{14{,}61\,\mathrm{g}}{58{,}44\,\mathrm{g/mol}}=0{,}250\,\mathrm{mol}
- 4Danach folgt die Konzentration:
- 5c=\frac{0{,}250\,\mathrm{mol}}{0{,}250\,\mathrm{L}}=1{,}00\,\mathrm{mol/L}
- 6Die Einheiten bestätigen den Rechenweg: Bei m/M kürzt sich Gramm heraus, und Mol bleibt übrig.
Teste dich
Für eine Zielkonzentration berechnest du aus Konzentration c und Endvolumen V zuerst n=cV. Danach liefert die molare Masse M die benötigte Masse m=nM. Zusammen gilt:
m=cVM
Hier ist V das Endvolumen der fertigen Lösung. Bei der rechnerischen Herstellung wird der Stoff gelöst und danach bis zu diesem Endvolumen aufgefüllt; die abgemessene Wassermenge ist nicht das Endvolumen.
Beispiel
- 1Gesucht ist die NaCl-Masse für 350\,\mathrm{mL} einer Lösung mit c=2{,}86\,\mathrm{mol/L}.
- 2350\,\mathrm{mL}=0{,}350\,\mathrm{L}
- 3n=2{,}86\,\mathrm{mol/L}\cdot0{,}350\,\mathrm L
- 4n=1{,}001\,\mathrm{mol}
- 5m=1{,}001\,\mathrm{mol}\cdot58{,}44\,\mathrm{g/mol}
- 6m\approx58{,}50\,\mathrm g
- 7Für die Lösung werden rechnerisch etwa 58{,}50\,\mathrm{g} NaCl benötigt. Der Stoff wird gelöst; anschließend wird mit Wasser auf das Endvolumen von 350\,\mathrm{mL} aufgefüllt. Man gibt also nicht einfach 350\,\mathrm{mL} Wasser zur abgewogenen Masse.
Merke: Beim Herstellen einer Lösung bezieht sich V auf das Endvolumen der fertigen Lösung.
Beispiel: So gehst du vor
- 1Berechne die benötigte Stoffmenge mit n=cV.
- 2Berechne die abzuwiegende Masse mit m=nM.
Teste dich
„Konzentration“ allein nennt noch keine Bezugsgröße. Die Stoffmengenkonzentration teilt Mol des gelösten Stoffes durch Liter fertige Lösung. Die Massenkonzentration teilt Gramm des gelösten Stoffes durch Liter fertige Lösung; mit der molaren Masse gilt c_m=Mc. Zwei Lösungen mit derselben Massenkonzentration können bei verschiedenen molaren Massen unterschiedliche Stoffmengenkonzentrationen haben. Die Dichte teilt dagegen die Masse der ganzen Lösung durch ihr Volumen: \rho=m/V. Ein Massenanteil teilt Stoffmasse durch Gesamtmasse und kann in Prozent angegeben werden. Weil sich das Lösungsvolumen mit der Temperatur ändern kann, kann sich auch die Stoffmengenkonzentration ändern. Prüfe bei jeder Aufgabe Konzentrationsart, Einheiten und Endvolumen.
| Größe | Bedeutung | Formel | typische Einheit |
|---|---|---|---|
| Stoffmengenkonzentration | Stoffmenge des gelösten Stoffes pro Lösungsvolumen | c=n/V | \mathrm{mol/L} |
| Massenkonzentration | Masse des gelösten Stoffes pro Lösungsvolumen | c_m=m_i/V | \mathrm{g/L} |
Beispiel
- 1In 0{,}250\,\mathrm{L} Lösung befinden sich 5{,}0\,\mathrm{g} eines Stoffes. Die Massenkonzentration beträgt:
- 2c_m=\frac{5{,}0\,\mathrm{g}}{0{,}250\,\mathrm{L}}=20\,\mathrm{g/L}
- 3Ohne die molare Masse lässt sich daraus noch keine Stoffmengenkonzentration in \mathrm{mol/L} bestimmen.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Konzentration
Stoffmengenkonzentration
c=n/V: aus Masse: n=m/M; benötigte Masse: m=cVM
Massenkonzentration
c_m=m_i/V: Umrechnung: c_m=Mc
Bezugsgrößen unterscheiden
Lösungsvolumen statt Wasservolumen; gelöster Stoff statt gesamte Lösung; Mol, Gramm und Prozent nicht vertauschen
Ergebnis prüfen
Volumen in Liter; passende Einheit; plausibler Zahlenwert
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Stoffmenge aus einer Konzentration
- 1Eine fertige Lösung enthält c=0{,}30\,\mathrm{mol/L} eines Stoffes. Ihr Volumen beträgt 400\,\mathrm{mL}.
- 2V=0{,}400\,\mathrm L
- 3n=cV=0{,}30\,\mathrm{mol/L}\cdot0{,}400\,\mathrm L
- 4n=0{,}120\,\mathrm{mol}
- 5Der Stoff ist in 0{,}400\,\mathrm L fertiger Lösung enthalten.
Fehler finden
Konzentration einer fertigen Lösung In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Die 160\,\mathrm{mL} sind 0{,}160\,\mathrm L: c=0{,}072\,\mathrm{mol}/0{,}160\,\mathrm L=0{,}45\,\mathrm{mol/L}.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Für eine Konzentration in \mathrm{mol/L} wird das Volumen in eingesetzt. Aus 500\,\mathrm{mL} werden . Die Stoffmengenkonzentration berechnet sich mit .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback