Molare Masse und molares Volumen I musstewissen Chemie
Summary
TLDRDieses Video erklärt die molare Masse und ihre praktische Bedeutung in der Chemie. Es beginnt mit einem kurzen Rückblick auf die Atommasse und Stoffmenge aus früheren Videos und führt dann die molare Masse als Maß für die Masse von einem Mol Atome ein. Der Erklärer zeigt, wie man die molare Masse von Aluminium durch Betrachtung des Periodensystems und Umrechnung der Atommasse in Gramm pro Mol findet. Anschließend demonstriert er, wie man die Stoffmenge eines Materials durch Division der Masse durch die molare Masse berechnet. Der Fokus liegt dabei auf der Bedeutung von Einheiten und der korrekten Anwendung von Formeln. Des Weiteren wird die Verbindung zur Avogadroschen Konstante und dem molaren Volumen von Gasen hergestellt, das im Normzustand 22,4 Liter pro Mol beträgt. Abschließend betont der Erklärer die praktische Anwendbarkeit der molaren Masse und lädt die Zuschauer ein, das Video zu liken und das Kanal zu abonnieren, um stets über aktuelle chemische Themen informiert zu bleiben.
Takeaways
- 🔍 Die molare Masse ist ein sehr praktisches Konzept, das angibt, wie schwer ein Mol einer bestimmten Atomsorte ist.
- 📚 Die molare Masse ist zu unterscheiden von der Atommasse, die angibt, wie schwer ein einzelnes Atom ist.
- 🧮 Die molare Masse hat denselben Zahlenwert wie die Atommasse, aber die Einheit ist Gramm pro Mol (g/mol).
- 🌟 Ein Mol entspricht 6,022 x 10^23 Atomen oder Molekülen.
- ⚖️ Die molare Masse ist nützlicher als die Atommasse, da sie die Masse von einer großen Anzahl von Atomen angibt, was menschlich vorstellbarer ist.
- 📏 Die molare Masse lässt sich direkt aus dem Periodensystem ablesen und hilft, die Anzahl der Mole in einer Substanz zu berechnen.
- 🧮 Die Formel n = m/M verknüpft Stoffmenge (n), Masse (m) und molare Masse (M) und ist für Berechnungen von zentraler Bedeutung.
- 💧 Die molare Masse ist auch für Flüssigkeiten und Gase anwendbar, wobei bei Gasen das Volumen eine wichtige Rolle spielt.
- 📏 Das molare Volumen (Vm) eines Gases ist der Quotient aus Volumen und Stoffmenge und beträgt bei Normalbedingungen 22,4 oder 24 Liter pro Mol.
- 🌡️ Der Normzustand für Gase ist definiert durch einen Druck von 1013 Millibar und eine Temperatur von 0 Grad Celsius oder 20 Grad Celsius.
- ⚖️ Die Einheiten spielen bei der Berechnung mit der molaren Masse eine entscheidende Rolle und helfen dabei, eventuelle Fehler zu erkennen.
Q & A
Was ist die molare Masse?
-Die molare Masse ist die Masse eines Mols eines bestimmten Elements oder Verbindungsstoffes in Gramm pro Mol.
Was unterscheidet die molare Masse von der Atommasse?
-Die Atommasse gibt an, wie schwer ein Atom ist, während die molare Masse angibt, wie schwer ein Mol (6,022 x 10^23 Atome) einer bestimmten Art ist.
Wie wird die molare Masse von Aluminium berechnet?
-Die molare Masse von Aluminium ist 27 Gramm pro Mol, da die Atommasse von Aluminium 27 u (Einheiten) ist und die molare Masse denselben Zahlenwert hat, aber in Einheiten von Gramm pro Mol gemessen wird.
Was ist die Bedeutung der Avogadro-Konstanten?
-Die Avogadro-Konstante, 6,022 x 10^23, gibt die Anzahl von Atomen oder Molekülen, die in einem Mol eines Elements oder einer Verbindung vorhanden sind.
Wie berechnet man die Stoffmenge (n) in Mol, wenn man die Masse (m) in Gramm kennt?
-Man dividiert die Masse (m) durch die molare Masse (M). Die Formel dafür ist n = m / M.
Welche Einheit hat die molare Masse?
-Die molare Masse hat die Einheit Gramm pro Mol (g/mol).
Was ist der Unterschied zwischen dem Normzustand von Gasen bei 0 Grad Celsius und 1013 Millibar und dem, wenn die Temperatur auf 20 Grad erhöht wird?
-Der Unterschied besteht darin, dass das molare Volumen bei 0 Grad Celsius und 1013 Millibar 22,4 Liter pro Mol beträgt, während es bei 20 Grad Celsius 24 Liter pro Mol beträgt.
Wie berechnet man die Masse von Gasen, wenn man das Volumen und die molare Masse kennt?
-Man multipliziert das Volumen (V) durch das molare Volumen (Vm) und dividiert das Ergebnis durch die molare Masse (M). Die Formel dafür ist m = V * Vm / M.
Was ist das molare Volumen (Vm)?
-Das molare Volumen ist das Volumen, das 6,022 x 10^23 Gasteilchen enthält, und es ist in Liter pro Mol (L/mol) gemessen.
Was ist der sogenannte Normzustand?
-Der Normzustand ist ein Zustand, bei dem der Druck 1013 Millibar beträgt und die Temperatur 0 Grad Celsius ist. In diesem Zustand enthält ein Liter Gas immer gleich viel Gasmoleküle.
Wie kann man die Einheiten in chemischen Berechnungen überprüfen?
-Indem man sicherstellt, dass die Einheiten in der Gleichung korrekt sind und sich die gewünschte Einheit (z.B. Gramm) am Ende der Berechnung ergibt.
Outlines
🔬 Einführung in die molare Masse
Dieser Absatz stellt die molare Masse als zentrales Konzept der Chemie vor. Es wird erklärt, dass die molare Masse die Masse eines Mols einer Substanz angibt, was für praktische Berechnungen hilfreich ist, im Gegensatz zur Atommasse, die die Masse eines einzelnen Atoms beschreibt. Der Text betont die Bedeutung der Avogadro-Konstante, die angibt, wie viele Atome in einem Mol vorhanden sind. Der Autor verwendet das Beispiel der Alufolie, um zu veranschaulichen, wie man die molare Masse von Aluminium durch die Umrechnung von Atommasse in Gramm pro Mol berechnet und dann die Menge des Aluminiums in Molen bestimmt.
📐 Berechnungen mit der molaren Masse
In diesem Absatz werden die grundlegenden Berechnungen mit der molaren Masse erläutert. Es wird eine allgemeine Formel zur Berechnung der Stoffmenge (n), Masse (m) und molaren Masse (M) vorgestellt. Der Autor gibt einen Tipp, die Formel korrekt aufzubauen, um die korrekten Einheiten zu erhalten. Anschließend wird gezeigt, wie man die molare Masse von Wasser bestimmt und wie man die Masse von drei Mols Wasser berechnet. Der Text betont die Wichtigkeit der korrekten Einheiten und wie man durch sie auf mögliche Fehler in Berechnungen schließen kann.
🌡️ Molares Volumen von Gasen
Dieser Absatz konzentriert sich auf das molare Volumen von Gasen. Es wird erklärt, dass das molare Volumen der Quotient aus Volumen und Stoffmenge eines Gases ist und dass es das Volumen angibt, das 6,022 x 10^23 Gasteilchen enthält. Der Autor stellt die Normbedingungen für Gase vor, bei denen Druck und Temperatur konstant bleiben, und definiert den Normzustand mit einem Druck von 1013 Millibar und einer Temperatur von 0 Grad Celsius. Es wird erwähnt, dass das molare Volumen von Gasen 22,4 Liter pro Mol oder nach neueren Definitionen 24 Liter pro Mol beträgt, unabhängig von der Art des Gases. Der Text schließt mit einem kurzen Rückblick auf das Avogadrosche Gesetz und dem Zusammenhang zwischen der Anzahl von Gasteilchen und ihrem Volumen.
Mindmap
Keywords
💡Molare Masse
💡Atommasse
💡Stoffmenge
💡Avogadro-Konstante
💡Periodensystem
💡Normzustand
💡Molare Volumen
💡Gaskonstante
💡Avogadroscher Gesetz
💡Einheiten
💡Gleichgewichtsgleichung
Highlights
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.
Die molare Masse ist meistens viel praktischer für uns als die Atommasse, denn Atommassen sind sehr winzig.
Die molare Masse von Aluminium ist 27 Gramm pro Mol.
Ein Mol Aluminiumatome wiegen 27 Gramm.
Mithilfe der molaren Masse kann ich jetzt ziemlich schnell ausrechnen, wie viel Mol Aluminium ich gerade in den Händen habe.
Die allgemeine Formel, die Stoffmenge, Masse und molare Masse zusammenhängen.
Die molare Masse von Wasser ist 18 Gramm pro Mol.
Ein Mol Wasser wiegt 18 Gramm.
Achtet immer auf die Einheiten! Wenn ihr die Formel richtig aufgestellt habt, dann geht auch alles mit den Einheiten auf.
Bei Gasen können wir einfach die Masse durch Volumen ersetzen.
Das molare Volumen Vm,n, beträgt genau 22,4 Liter pro Mol, bezogen auf den Normzustand.
Das molare Volumen ist unabhängig von der Art des Gases.
Avogadro war ein italienischer Chemiker. Er fand heraus: Gleich viele Gasteilchen bei gleichem Druck und gleicher Temperatur, nehmen immer das gleiche Volumen ein.
Das molare Volumen ist praktisch, da es für jedes Gas gilt, egal ob es sich um Chlor, Kohlenstoffdioxid oder Neon handelt.
Ich hoffe, euch hat es gefallen, dann gerne einen Daumen nach oben.
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Transcripts
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.
Wer von euch hat unsere letzten beiden Videos gesehen?
Da ging es um die Atommasse und um die Stoffmenge.
Falls euch das nichts sagt,
schaut euch die beiden Videos an, bevor ihr hierhin zurückkommt.
Im letzten Video habe ich euch diese Alufolie gezeigt.
Sie wiegt ein Gramm.
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
in Mol umgerechnet.
Aber es geht eigentlich noch viel einfacher als das,
und zwar mithilfe der sogenannten molaren Masse.
Ist eigentlich nicht so kompliziert,
achtet nur darauf, dass ihr die molare Masse
nicht mit der Atommasse verwechselt.
Die Atommasse sagt uns, wie schwer ein Atom ist.
Die molare Masse hingegen sagt uns,
wie schwer ein Mol einer bestimmten Atomsorte ist.
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,
denn Atommassen sind sehr winzig.
Aber die Masse von einem ganzen Mol von Atomen,
mit der können wir viel eher was anfangen.
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.
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:
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
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 -
also, ihr wisst, grob 6 mal 10 hoch 23 Aluminiumatome -
wiegen 27 Gramm.
Und das Schöne ist:
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.
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.
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.
Ich geb euch jetzt direkt mal die allgemeine Formel an die Hand,
mit der ihr jedes beliebige Beispiel durchrechnen könnt.
Diese Formel sagt euch,
wie Stoffmenge, Masse und molare Masse zusammenhängen.
Zur Wiederholung, die Stoffmenge ist n,
die Masse ist m und die molare Masse ist M.
Damit ihr nicht durcheinander kommt beim Formelaufstellen,
kleine Eselsbrücke von mir:
Schreibt euch das n, also die Stoffmenge, auf die eine Seite der Gleichung
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.
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:
Wie schwer sind drei Mol Wasser?
Dazu schauen wir erst ins Periodensystem.
Was ist die molare Masse von Wasser?
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.
Ein Mol Wasser wiegt 18 Gramm.
Eingesetzt in die Gleichung ergibt das
18 Gramm pro Mol mal 3 Mol ergibt 54 Gramm.
Zweiter Tipp von mir: Achtet immer auf die Einheiten!
Wenn ihr die Formel richtig aufgestellt habt,
dann geht auch alles mit den Einheiten auf.
Gerade haben wir eine Masse gesucht.
Also muss Gramm rauskommen.
Wenn man 18 Gramm pro Mol mit 3 Mol multipliziert,
dann kürzen sich die Mol raus und Gramm bleibt übrig.
Also: Alles richtig gemacht!
Wenn ihr aber aus Versehen teilt statt multipliziert
oder vielleicht Zähler und Nenner vertauscht,
dann merkt ihr auch an den Einheiten, dass da was nicht stimmt.
So weit, so gut!
Aber wie ist das jetzt bei Gasen?
Bei Gasen können wir einfach die Masse durch Volumen ersetzen.
Wir schreiben hier V.
Und die molare Masse durch ein molares Volumen.
Wir schreiben hier Vm.
Das tiefgestellte n daneben steht für normal oder die Norm.
Aber dazu kommen wir sofort.
Das molare Volumen ist also der Quotient
aus Volumen und Stoffmenge eines Gases.
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?
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?
Dafür müssen wir uns erst mal auf etwas Grundsätzliches einigen.
Wir sagen dazu auch Norm.
Also, ein Liter enthält immer gleich viel Gasmoleküle,
wenn der Druck und die Temperatur gleich bleiben.
Bei Druck und Temperatur
gehen wir meistens von dem sogenannten Normzustand aus.
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.
Das molare Volumen Vm,n
beträgt genau 22,4 Liter pro Mol, bezogen auf den Normzustand.
In den letzten Jahren ging man dazu über,
aus praktischen Gründen
die Normtemperatur auf 20 Grad festzulegen.
Jetzt beträgt das molare Volumen 24 Liter pro Mol.
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.
Das molare Volumen ist also unabhängig von der Art des Gases.
Auch praktisch!
Das Ganze hat was mit dem sogenannten Avogadroschen Gesetz zu tun.
Avogadro war ein italienischer Chemiker.
Er fand heraus:
Das kann man ja letztendlich auch umformulieren:
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,
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.
Wenn ihr in Zukunft für Chemie immer perfekt informiert sein wollt,
dann abonniert uns. Bis dann!
Untertitel im Auftrag des ZDF für funk, 2018
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