GR Öß EN , G LE ICH UN GE N, KO NS TA NT EN 290 Die SI-Einheit der Stoffmenge n, das Mol (mol) 1 mol ist die Stoffmenge eines Systems, das aus ebenso viel Einzel teilchen besteht, wie Atome in 12 g des Kohlenstoff-Isotops 12C enthalten sind. Bei Verwendung des Mols müssen die Einzelteilchen des Systems genau bezeichnet sein. Es können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen sowie andere Teilchen oder Gruppen solcher Teilchen genau angegebener Zusammensetzung sein. Je größer die Stoffmenge n einer Stoffportion ist, desto größer ist die Anzahl N der Teilchen, aus denen die Stoffportion besteht: n (X) d N (X) oder N (X)/n (X) = konstant Es gilt: N (X) = NA Die Konstante NA heißt AVOGADRO-Konstante1. n (X) Für die Einheit der Avogadro-Konstante gilt: Die Anzahl N (X) der Teilchen in einem Mol einer Stoffportion kann auf verschiedenen Wegen ermittelt werden. Nach dem heutigen Kenntnisstand sind es 6,022.1023 Teilchen. Für die AVOGADRO-Konstante NA erhalten wir somit: 6,022.1023 1 mol = = NA . 6,022.1023 mol [N ] [n ] = = [NA ] 1 mol . Angabe einer Größe Zur genauen Angabe einer Größe schreibt man das Produkt aus dem Zahlenwert und der Einheit auf. Beispiele: m(Fe) = 5.1 kg = 5 kg n(NaOH) = 2 mol c(HCl) = 0,01 mol/L Beispiele für Angaben von Stoffmengen n(O) = 2 mol (Stoffmenge bezogen auf Sauerstoff-Atome) n(O2) = 0,5 mol (Stoffmenge bezogen auf Sauerstoff-Moleküle) n(H2O) = 10 mol (Stoffmenge bezogen auf Wasser-Moleküle) n(NaCl) = 1 mol (Stoffmenge bezogen auf Formeleinheiten von Kochsalz)Zusammenhänge zwischen der Stoffmenge n und anderen Größen n = n : Stoffmenge in mol m: Masse in g (gilt für alle Stoffe) M: molare Masse in g.mol–1 n = Vn: Normvolumen in L Vmn: molares Normvolumen (gilt für Gase) (Grundkonstante) n = p: Druck in Pa = N.m–2 V: Volumen in m3 (gilt für Gase) T: Temperatur in K R: Gaskonstante (Grundkonstante) n = c.VLS c: Stoffmengenkonzentration in mol.L–1 (gilt für Lösungen) VLS: = Volumen der Lösung in L m M Vn Vmn p.V R.T Grundkonstanten Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 2,99793.108 m.s–1 Planck’sche Konstante h = 6,626.10 –34 J.s Elementarladung e = 1,602.10 –19 C Gaskonstante R = 8,314 J.K–1.mol –1 Avogadro-Konstante NA = 6,022.1023 mol –1 molares Normvolumen Vmn = 22,415 L.mol–1 absoluter Nullpunkt T = 0 K oder = – 273,15°C Faraday-Konstante F = 96487 C.mol –1 1 Die Avogadro-Konstante wird auch als molare Teilchenzahl bezeichnet. 2 Die erste Bestimmung der Anzahl der Teilchen in einem Mol einer Stoffportion beruht auf einer Arbeit von Joseph Loschmidt (1821 bis 1895). Es ergaben sich rund 6.1023 Teilchen. Konzentrationen und Anteile w(X) = m(X) m w(X) j(X) = häufig %,mL/m3 = ppm häufig % V(X) V0 j(X) Bezeichnung Stoffmengenkonzentration Massenkonzentration Massenanteil Volumenanteil c(X) = Symbol Formel Einheiten Hinweise V ist das Volumen der fertigen Mischung (z.B. einer wässrigen Lösung) b : gelesen „Beta“ m ist die Masse der gesamten Mischung j: gelesen „(klein) Phi“ V0 ist die Summe der Volumina aller Bestandteile vor dem Mischen. n(X) V c(X) mol L b (X) = ,m(X) V b (X) g L mg m3 3377_01_01_2012_x_Anhang_290_293 23.09.14 06:35 Seite 290 Nu r z u Pr üf zw ec ke n Ei ge nt u d es C .C . B uc hn er V er la gs