Chemie Grundlagen

Molare Masse berechnen

Wenn du dir das Periodensystem der Elemente genau ansiehst, steht bei jedem Element immer eine Zahl mit mehreren Stellen nach dem Komma. Bestimmt weißt du, dass es sich dabei um die Atommasse handelt. Jetzt stellt sich dir aber die Frage, was genau du damit anfangen sollst? Den Zusammenhang zwischen Atommasse und molarer Masse und wie das mit der molaren Masse berechnen funktioniert, erklären wir dir genau hier!

Du bist eher der Audiovisuelle Lerntyp? Dann bist du hier genau richtig! Schau dir unbedingt unser Video zu dieser Thematik an, um alles noch leichter zu verstehen!

Inhaltsübersicht

Molare Masse einfach erklärt

Zuerst möchtest du bestimmt wissen, was die molare Masse eigentlich ist.

Merke
Die molare Masse, oder Molmasse, gibt an, welche Masse ein Mol eines Stoffes besitzt. Dabei handelt es sich um eine Stoffkonstante und nicht, wie die der Begriff fälschlicherweise andeuten könnte, um eine Masse.

Und was ist jetzt ein Mol? Das ist die Einheit der Stoffmenge und gibt die Teilchenzahl in einem Stoff an, nämlich genau 6,02214076\cdot 10^{23} pro Mol, die Avogadro Konstante.

Molare Masse berechnen

Kommen wir nun direkt zur Praxis, nämlich wie du die molare Masse berechnen kannst. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen die Berechnung über Formeln, zum anderen die Nutzung des Periodensystems.

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Molare Masse berechnen Formel

Die Formel kann einerseits aus dem Verhältnis von Masse m zu Stoffmenge n gebildet werden. Andererseits kannst du die molare Masse berechnen mittels der Avogadro Konstanten N_A und der absoluten Molekülmasse m_M.

M=\frac{m}{n}=N_A\cdot m_M

Jetzt muss noch geklärt werden, was genau eingesetzt werden soll.

Die Masse ist selbsterklärend, die Stoffmenge wird in Mol eingefügt. Diese ist entweder angegeben oder muss über das Volumen oder die Teilchenanzahl berechnet werden. Die Avogradro Konstante ist, wie der Begriff schon sagt, konstant und besitzt den Wert N_A=6,02214076\cdot 10^{23}\frac{1}{mol}. Die absolute Molekülmasse besitzt die Einheit Gramm beziehungsweise Kilogramm und wird meistens zur Berechnung angegeben.

Möchtest du also die molare Masse berechnen musst du vor allem auf die Angaben achten und dann entscheiden, wie du die Berechnung angehst.

Molare Masse berechnen Periodensystem

Aber da war doch noch etwas mit dem Periodensystem. Richtig, darin kann man die Molmasse sozusagen ablesen.

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Molare Masse berechnen Periodensystem

Richtigerweise steht im Periodensystem zu jedem Element die Atommasse in der atomaren Masseneinheit u. Diese ist als ein Zwölftel der Masse des Kohlenstoff-Isotops, also u=1,661\cdot 10^{-24}g, definiert. Somit kann mit der Avogadro Konstanten die Atommasse in die Molmasse umgerechnet werden. Dazu nehmen wir beispielsweise Sauerstoff mit der Atommasse von 15,999.

 M=N_A\cdot 15,999\cdot u=6,02214076\cdot 10^{23}\frac{1}{mol}\cdot 15,999\cdot 1,661\cdot 10^{-24}g=16\frac{g}{mol}

Und somit fällt auch auf, dass der Wert der Atommasse gleich der Wert der molaren Masse ist. Die molare Masse berechnen zu müssen entfällt dementsprechend und kann stattdessen aus dem Periodensystem abgelesen und addiert werden.

Molare Masse Einheit

Nachdem wir jetzt die molare Masse berechnen können, musst du dir noch Überlegen, in welcher Einheit du diese angibst. Dazu können wir die Definition als Grundlage nehmen. Bei der molaren Masse handelt es sich um eine Angabe für die Masse je Mol eines Stoffes. Damit ergibt sich die SI-Einheit \frac{kg}{mol}, wobei es in der Chemie üblicher ist mit kleineren Mengen zu hantieren. Deswegen wird die Molmasse meistens mit \frac{g}{mol} definiert.

Molare Masse berechnen Beispiel

Möchtest du letztendlich die molare Masse bestimmen, folgen jetzt ein paar Beispiele, wie genau du hier in verschiedenen Fällen vorgehen kannst.

Beispiel 1

Zunächst betrachten wir die Bestimmung der molaren Masse mit Hilfe des Periodensystems. Für Elemente lässt sich die jeweilige molare Masse berechnen, beziehungsweise auslesen. Dazu haben wir dir einige Beispiele in der Tabelle zusammengestellt.

Elemente Elementsymbol molare Masse [g/mol]
molare Masse Stickstoff N 14
molare Masse Sauerstoff O 16
molare Masse Eisen Fe 55,9
molare Masse Natrium Na 23
molare Masse Kohlenstoff C 12
molare Masse Wasserstoff H 1
molare Masse Chlor Cl 35,5

Handelt es sich aber um Verbindungen, müssen die Molmassen der einzelnen beteiligten Elemente addiert werden. In der folgenden Tabelle findest du einige Beispiele, die auf den Elementen der ersten Tabelle basieren.

Verbindungen molare Masse [g/mol] besteht aus
molare Masse NaOH 40 1 Natrium, 1 Wasserstoff, 1 Sauerstoff
molare Masse CO2 44 1 Kohlenstoff, 2 Sauerstoff
molare Masse HCl 36,5 1 Wasserstoff, 1 Chlor
molare Masse NaCl 58,5 1 Natrium, 1 Chlor
molare Masse Ethanol 46 2 Kohlenstoff, 6 Wasserstoff, 1 Sauerstoff
molare Masse Essigsäure 60 2 Kohlenstoff, 4 Wasserstoff, 2 Sauerstoff

Wie du siehst, geht das Auslesen der Molmassen aus dem Periodensystem sehr schnell und einfach.

Beispiel 2

Als nächster Schritt, steht die Berechnung über die Formel der molaren Masse im Fokus.

Wie groß ist die molare Masse eines Stoffes, von dem in 130g 0,4mol enthalten sind?

Zur Erinnerung nochmals die Formel um die molare Masse berechnen zu können:

M=\frac{m}{n}

Durch das richtige Einsetzen

M=\frac{130g}{0,4mol}

erhältst du die Molmasse M=325\frac{g}{mol}.

Beispiel 3

Zum Abschluss rechnen wir eine letzte Aufgabe. Danach solltest du mit der molaren Masse keine Probleme mehr haben.

Ein Molekül hat die Molmasse von 180\frac{g}{mol}. Handelt es sich dabei um Benzoylperoxid (C_{14}H_{10}O_4) oder um Acetylsalicylsäure (C_9H_8O_4)? Was für eine Stoffmenge sind dabei in 2kg enthalten?

Da beide Verbindungen die gleichen Elemente beinhalten kannst du dir diese schon einmal heraussuchen und die molaren Massen aufschreiben.

C=12\frac{g}{mol}

H=1\frac{g}{mol}

O=16\frac{g}{mol}

Jetzt kannst du für die Verbindungen die molare Masse berechnen. Damit ergibt sich für Benzoylperoxid eine molare Masse von M=242\frac{g}{mol} und für Acetylsalicylsäure eine Molmasse von M=180\frac{g}{mol}. Damit ist dir auch klar, dass Acetylsalicylsäure die erste Lösung sein muss.

Gehen wir nun den zweiten Teil an. Dabei soll die Stoffmenge der eben bestimmten Verbindung berechnet werden.

Dafür stellen wir die Formel auf die Stoffmenge um.

n=\frac{m}{M}

Da wir alle Werte gegeben haben können wir diese einsetzen und die Stoffmenge berechnen. Vergiss aber nicht, auf die Einheit zu achten.

n=\frac{2kg}{180\frac{g}{mol}}=11,1mol

Somit hast du berechnet, dass in 2kg Acetylsalicylsäure 11,1mol enthalten sind.

Mittlere Molare Masse Luft

Einen Spezialfall stellt die Luft dar. Da diese ein Gasgemisch ist kann die Molmasse nicht ohne weiteres bestimmt werden. Um dennoch ein Ergebnis zu erhalten wird in so einem Fall die Molmasse über die mittlere molare Masse bestimmt. Dabei wird der Stoffmengenanteil des jeweiligen Elements oder Moleküls in die Berechnung integriert. Für die mittlere molare Masse Luft muss also die Zusammensetzung der Luft bekannt sein. Die Luft besteht aus den beiden Hauptkomponenten Stickstoff N_2 (M=28\frac{g}{mol}) und Sauerstoff O_2 (M=32\frac{g}{mol}) und daneben vor allem Argon Ar (M=39,9\frac{g}{mol}) und Kohlendioxid CO_2 (M=44\frac{g}{mol}). Der Wasseranteil in Form von Wasserdampf wird bei trockener Luft, wie es hier angenommen wird, vernachlässigt. Damit ergibt sich folgende Zusammensetzung der Luft auf Meereshöhe: N_2 ca. 78,08%, O_2 ca. 20,94%, Ar ca. 0,93%, CO_2 ca. 0,04%

Für die molare Masse Luft gilt somit folgende Berechnung:

\overline{M}_{trockene\,Luft}\approx x_{N_2}\cdot M_{N_2}+x_{O_2}\cdot M_{O_2}+x_{Ar}\cdot M_{Ar}+x_{CO_2}\cdot M_{CO_2}

\approx 0,7808\cdot 28\frac{g}{mol}+0,2094\cdot 32\frac{g}{mol}+0,0093\cdot 39,9\frac{g}{mol}+0,0004\cdot 44\frac{g}{mol}

\approx 28,9\frac{g}{mol}

Es ergibt sich dementsprechend eine mittlere molare Masse Luft von \overline{M}_{trockene\,Luft}\approx 28,9\frac{g}{mol}.

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