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Molare Masse und molares Volumen I musstewissen Chemie

musstewissen Chemie7:19 604.971 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

Transkriptautomatisch erstellt · 45 Zeilen
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  1. Willkommen zurück bei "musstewissen Chemie". Heute geht es um die molare Masse. Was die genau ist und vor allem, wie praktisch sie ist, das erfahrt ihr jetzt.
  2. Wer von euch hat unsere letzten beiden Videos gesehen? Da ging es um die Atommasse und um die Stoffmenge. Falls euch das nichts sagt,
  3. schaut euch die beiden Videos an, bevor ihr hierhin zurückkommt. Im letzten Video habe ich euch diese Alufolie gezeigt. Sie wiegt ein Gramm.
  4. Ich wollte wissen, wie viele Aluminiumatome ich in der Hand halte. Da hatte ich zuerst die Teilchenzahl N ausgerechnet. Dann habe ich mithilfe der Avogadro-Konstante
  5. in Mol umgerechnet. Aber es geht eigentlich noch viel einfacher als das, und zwar mithilfe der sogenannten molaren Masse.
  6. Ist eigentlich nicht so kompliziert, achtet nur darauf, dass ihr die molare Masse nicht mit der Atommasse verwechselt.
  7. Die Atommasse sagt uns, wie schwer ein Atom ist. Die molare Masse hingegen sagt uns, wie schwer ein Mol einer bestimmten Atomsorte ist.
  8. Und ein Mol - das zur kurzen Wiederholung - sind 6,022 mal 10 hoch 23 Atome. Die molare Masse ist also meistens viel praktischer für uns als die Atommasse,
  9. denn Atommassen sind sehr winzig. Aber die Masse von einem ganzen Mol von Atomen, mit der können wir viel eher was anfangen.
  10. Machen wir uns das doch am Beispiel unserer Alufolie klar. Ich habe hier, wie gesagt, ein Gramm Alufolie. Der Trick ist ganz einfach: Ich schaue wie immer ins Periodensystem.
  11. Da steht bei Aluminium gerundet 27 u als Atommasse. Es gibt einen ganz einfachen Weg um von der Atommasse auf die molare Masse zu kommen, nämlich:
  12. Die molare Masse hat immer denselben Zahlenwert wie die Atommasse. Nur hat sie nicht die Einheit u, sondern die Einheit Gramm pro Mol. Und die Einheiten sind ganz wichtig beim Rechnen
  13. und ganz hilfreich. Das werden wir gleich sehen. Also, das bedeutet, die molare Masse von Aluminium ist 27 Gramm pro Mol. Das heißt, ein Mol Aluminiumatome -
  14. also, ihr wisst, grob 6 mal 10 hoch 23 Aluminiumatome - wiegen 27 Gramm. Und das Schöne ist:
  15. Unter 27 Gramm kann man sich jetzt doch tatsächlich was vorstellen. In unseren anderen beiden Videos hatten wir uns ja klargemacht, wie unvorstellbar die Massen und Mengen von Atomen eigentlich sind.
  16. Mithilfe der molaren Masse kann ich jetzt ziemlich schnell ausrechnen, wie viel Mol Aluminium ich gerade in den Händen habe. Nämlich: ein Gramm Aluminium geteilt durch 27 Gramm pro Mol.
  17. Ihr seht in den Einheiten, die Gramm kürzen sich raus. Das Mol könnt ihr nach oben holen und dann bekommt ihr gerundet 0,04 Mol raus.
  18. Ich geb euch jetzt direkt mal die allgemeine Formel an die Hand, mit der ihr jedes beliebige Beispiel durchrechnen könnt. Diese Formel sagt euch,
  19. wie Stoffmenge, Masse und molare Masse zusammenhängen. Zur Wiederholung, die Stoffmenge ist n, die Masse ist m und die molare Masse ist M.
  20. Damit ihr nicht durcheinander kommt beim Formelaufstellen, kleine Eselsbrücke von mir: Schreibt euch das n, also die Stoffmenge, auf die eine Seite der Gleichung
  21. und auf die andere Seite m und M. Jetzt könnt ihr euch merken, das große M trägt das kleine m. Genau das haben wir gerade auch bei der Alufolie ausgerechnet.
  22. n ist gleich ein Gramm durch 27 Gramm pro Mol. Ihr könnt die Gleichung aber auch nach m umstellen, wenn ihr die Masse sucht, also zum Beispiel:
  23. Wie schwer sind drei Mol Wasser? Dazu schauen wir erst ins Periodensystem. Was ist die molare Masse von Wasser?
  24. In unserem Video zur Atommasse hatten wir das schon. Die Masse eines Wassermoleküls sind gerundet 18 u. Also ist die molare Masse von Wasser 18 Gramm pro Mol.
  25. Ein Mol Wasser wiegt 18 Gramm. Eingesetzt in die Gleichung ergibt das 18 Gramm pro Mol mal 3 Mol ergibt 54 Gramm.
  26. Zweiter Tipp von mir: Achtet immer auf die Einheiten! Wenn ihr die Formel richtig aufgestellt habt, dann geht auch alles mit den Einheiten auf.
  27. Gerade haben wir eine Masse gesucht. Also muss Gramm rauskommen. Wenn man 18 Gramm pro Mol mit 3 Mol multipliziert,
  28. dann kürzen sich die Mol raus und Gramm bleibt übrig. Also: Alles richtig gemacht! Wenn ihr aber aus Versehen teilt statt multipliziert
  29. oder vielleicht Zähler und Nenner vertauscht, dann merkt ihr auch an den Einheiten, dass da was nicht stimmt. So weit, so gut!
  30. Aber wie ist das jetzt bei Gasen? Bei Gasen können wir einfach die Masse durch Volumen ersetzen. Wir schreiben hier V.
  31. Und die molare Masse durch ein molares Volumen. Wir schreiben hier Vm. Das tiefgestellte n daneben steht für normal oder die Norm.
  32. Aber dazu kommen wir sofort. Das molare Volumen ist also der Quotient aus Volumen und Stoffmenge eines Gases.
  33. Es ist das Volumen, das genau 6,022 mal 10 hoch 23 Gasteilchen enthält. Seine Einheit ist Liter pro Mol. Die Frage ist jetzt nur: Wie groß ist das molare Volumen?
  34. Die molare Masse hat uns ja das Periodensystem verraten. Anders kann man fragen: Welches Volumen nehmen 6,022 mal 10 hoch 23 Teilchen eines Gases ein?
  35. Dafür müssen wir uns erst mal auf etwas Grundsätzliches einigen. Wir sagen dazu auch Norm. Also, ein Liter enthält immer gleich viel Gasmoleküle,
  36. wenn der Druck und die Temperatur gleich bleiben. Bei Druck und Temperatur gehen wir meistens von dem sogenannten Normzustand aus.
  37. Der liegt vor, wenn der Druck 1013 Millibar beträgt und die Temperatur null Grad Celsius. Der Normzustand wird durch das tiefgestellt n hinter dem V ausgedrückt.
  38. Das molare Volumen Vm,n beträgt genau 22,4 Liter pro Mol, bezogen auf den Normzustand. In den letzten Jahren ging man dazu über,
  39. aus praktischen Gründen die Normtemperatur auf 20 Grad festzulegen. Jetzt beträgt das molare Volumen 24 Liter pro Mol.
  40. 22,4 Liter pro Mol oder 24 Liter pro Mol. Diese Werte gelten für jedes Gas, egal ob es sich um Chlor, Kohlenstoffdioxid oder Neon handelt.
  41. Das molare Volumen ist also unabhängig von der Art des Gases. Auch praktisch! Das Ganze hat was mit dem sogenannten Avogadroschen Gesetz zu tun.
  42. Avogadro war ein italienischer Chemiker. Er fand heraus: Das kann man ja letztendlich auch umformulieren:
  43. Gleich viele Gasteilchen bei gleichem Druck und gleicher Temperatur nehmen immer das gleiche Volumen ein. Und wenn wir die Zahl der Gasteilchen auf 6,022 mal 10 hoch 23 festlegen,
  44. dann müssen die in jedem Fall immer das gleiche Volumen haben. So, das war's für heute. Ich hoffe, euch hat es gefallen, dann gerne einen Daumen nach oben.
  45. Wenn ihr in Zukunft für Chemie immer perfekt informiert sein wollt, dann abonniert uns. Bis dann! Untertitel im Auftrag des ZDF für funk, 2018

Zum Nachlesen

Stoffmengeenthält die durch die Avogadro-Konstante (NA = 6.02214076e23 mol−1) festgelegte Teilchenzahl. Die Avogadro-Konstante ist der Proportionalitätsfaktor … MolEin Mol eines Stoffes enthält definitionsgemäß exakt 6.02214076e23 (gerundet 602 Trilliarden) Teilchen (Avogadro-Konstante). Die Zahl wurde so festgelegt … Molares VolumenEs beschreibt also das Volumen, das von insgesamt 6,022 · 10 23 Teilchen (Avogadro-Konstante) einer Substanz ausgefüllt wird. Es handelt sich beim molaren … Molare MasseDie 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 …