So berechnen Sie die Molmasse

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Die Berechnung der Molmasse ist unerlässlich, um stöchiometrische Berechnungen durchzuführen, die die Masse oder das Volumen chemischer Verbindungen betreffen. Dazu gehören Berechnungen, die sich sowohl auf chemische Reaktionen als auch auf die Zusammensetzung der verschiedenen Arten von Verbindungen beziehen, die der Wissenschaft bekannt sind.

Was ist Molmasse?

Wie der Name schon sagt, ist die Molmasse nichts anderes als die Masse eines Mols von Atomen, Molekülen oder Formeleinheiten. Das heißt, es stellt die Summe der Massen einer Avogadro-Zahl dieser Teilchen dar, oder, was dasselbe ist, von 6.022,10 23 Teilchen.

Die Molmasse wird in Einheiten von Masse pro Mol oder Masse pro Mol –1 ausgedrückt . Die am häufigsten verwendeten Einheiten im wissenschaftlichen Bereich und in den meisten Ländern, die das Internationale Einheitensystem übernommen haben, sind g/mol.

Es gibt jedoch auch andere Einheiten, die in der Technik häufig verwendet werden, z. B. kg/mol; In Ländern wie den Vereinigten Staaten und Liberia, in denen das imperiale Einheitensystem verwendet wird, wird häufig lb/lb-mol verwendet.

Schritte zur Berechnung der Molmasse

Die Berechnung der Molmasse ist sehr einfach. Alles, was wir brauchen, ist, die Molmassen aller Atome zu addieren, aus denen eine chemische Substanz besteht. Dazu brauchen wir nur ein Periodensystem und kennen die chemische Formel des Stoffes. Im Folgenden sind die Schritte aufgeführt, die zur Berechnung der Molmasse einer beliebigen Verbindung oder chemischen Substanz erforderlich sind.

Schritt 1: Schreiben Sie die chemische Formel und bestimmen Sie, welche Elemente vorhanden sind

Chemische Substanzen, sowohl Elemente als auch chemische Verbindungen, können durch verschiedene Arten von chemischen Formeln dargestellt werden. Im einfachsten Fall ist die Formel einfach eine geordnete Liste der Elemente, aus denen die Substanz besteht, zusammen mit der Anzahl der Atome jedes Elements, die vorhanden sind.

Es gibt jedoch Fälle, in denen Strukturformeln dargestellt werden, die die Berechnung der Molmasse erschweren, daher ist es vorzuziehen, solche Strukturformeln in leichter lesbare Summenformeln umzuwandeln.

Beispiel:

Die folgende Abbildung zeigt die Strukturformel von Natrium-2-oxopropanoat. Da die Struktur geschrieben ist, ist es schwierig, die Molmasse zu bestimmen, daher besteht der erste Schritt darin, die Strukturformel zu nehmen und ihre Summenformel zu bestimmen.

Wie berechnet man die Molmasse?

Wie Sie sehen können, besteht die Verbindung in diesem Fall aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Sauerstoff- und Natriumatomen.

Schritt 2: Zählen Sie die Anzahl der Atome jedes vorhandenen Elements

Die zweite wichtige Information, die wir brauchen, ist die Anzahl der Atome jeder Art in der Verbindung. Diese Zahl ist in Fällen offensichtlich, in denen wir die einfache Summenformel haben. Dies geschieht, weil die einfache Summenformel genau aus einer Liste der Symbole jedes Elements besteht, aus dem die Substanz besteht, mit einem Index, der angibt, wie oft das Element in der Struktur vorkommt. Bei Molekularformeln mit Klammern und anderen Gruppierungszeichen ist jedoch Vorsicht geboten, da die tiefgestellten Indizes dieser Klammern alle internen tiefgestellten Indizes multiplizieren.

Es ist praktisch, diese Informationen in einer kleinen Tabelle anzuordnen, um spätere Berechnungen zu erleichtern. Zusätzlich zum Symbol jedes Elements und der Anzahl der Atome jeder Art werden wir noch zwei weitere Spalten und eine Zeile hinzufügen:

  • Eine Spalte für die Atommasse jedes Elements
  • Eine weitere Spalte für die Gesamtmolmasse, die jedes Element zur Molmasse der Verbindung beiträgt.
  • Eine Zeile am Ende für die Berechnung der Gesamtmolmasse.

Beispiel:

Im Fall von oben gezeigtem Natrium-2-oxopropanoat ist die Formel C 3 H 3 NaO 3 , also enthält diese Verbindung 3 C-Atome, 3 H-Atome, 1 Na-Atom und 3 O-Atome. Die Tabelle würde wie folgt aussehen:

Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
C. 3    
H 3    
n / A 1    
ENTWEDER 3    
    GESAMTE MOLARMASSE =  

Die Gesamtzahl der Atome ist für die Berechnung der Molmasse nicht relevant, aber in einigen stöchiometrischen Berechnungen nützlich.

HINWEIS: Bei zusammengesetzten Formeln, die Hydratationswasser enthalten, ist Vorsicht geboten. Zum einen, weil man bei der Berechnung der Molmasse häufig vergisst, die Wasserstoff- und Sauerstoffatome des Wassers zur Gesamtzahl dieser Atome hinzuzuzählen. Zweitens haben Hydratationswässer normalerweise einen Koeffizienten, der die Anzahl der pro Einheit der wasserfreien Verbindung vorhandenen Wassermoleküle angibt, was impliziert, dass die Gesamtzahl der im Wasser vorhandenen H- und O-Atome mit diesem Koeffizienten multipliziert werden muss, um die Molmasse zu berechnen korrekt.

Beispiel:

Im Fall von Kupfer(II)sulfat-Pentahydrat ist jede Kupfersulfateinheit mit 5 Wassermolekülen verbunden, wie die vollständige Formel zeigt: CuSO 4 ·5H 2 O. In diesem Fall beträgt die Gesamtzahl der Wasserstoffatome 5 x 2 = 10 und die Gesamtzahl der Sauerstoffatome ist 4 + 5 x 1 = 9.

Schritt 3: Finden Sie die Atommassen der Elemente in einem Periodensystem

Die Werte der jeweiligen molaren Atommassen sind in jedem Periodensystem zu finden. Diese zeigen tatsächlich die relative Atommasse jedes Elements, aber diese ist numerisch gleich der Molmasse, also müssen Sie nur die Einheiten g/mol (oder lb/lb-mol, wenn Sie das System verwenden) hinzufügen. . imperial) beim Platzieren des Ergebnisses der Berechnungen.

Das Periodensystem listet alle bekannten Elemente nach ihrer Ordnungszahl geordnet auf. Jedes Element befindet sich in einer Zelle, die unterschiedliche Informationsmengen enthält, aber fast alle enthalten irgendwo die relativen Atommassen. Um zu wissen, welche Angabe der Atommasse entspricht, sollte man sich die Legende ansehen, die sich meist in der Leerstelle über den Übergangsmetallen befindet.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel dieser Legende und hebt das Feld hervor, in dem die relative Atommasse jedes Elements in diesem bestimmten Periodensystem erscheint.

Identifizieren Sie die Atommasse im Periodensystem

Wie wir sehen können, entsprechen in diesem Fall die Atommassen den Daten, die in der oberen linken Ecke jeder Zelle zu finden sind. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, daher ist es wichtig, die Legende immer zu überprüfen, um die Verwendung falscher Daten zu vermeiden.

Sind alle benötigten Elemente gefunden, füllen wir die Tabelle mit den jeweiligen Atommassen aus.

Beispiel

Fortfahrend mit dem Beispiel Natrium-2-oxopropanoat sieht die Tabelle nach Addition der Atommassen so aus:

Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
C. 3 12.011  
H 3 1.008  
n / A 1 22.990  
ENTWEDER 3 15.999  
    GESAMTE MOLARMASSE =  

Schritt 4: Multiplizieren und addieren

Um die Gesamtmasse zu finden, die jedes Element zur Molmasse der Verbindung beiträgt, müssen wir die Atommasse jedes Elements mit der Anzahl der in der Formel vorhandenen Atome dieses Typs multiplizieren. Sobald dieser Vorgang durchgeführt ist, werden alle Ergebnisse addiert, um die Molmasse zu erhalten. An diesem Punkt werden die entsprechenden Einheiten hinzugefügt ( g/mol oder lb/lb-mol, je nach Fall).

Beispiel

In unserem Beispiel bedeutet das, die Werte in der zweiten und dritten Spalte zu multiplizieren, die Ergebnisse in die letzte Spalte zu stellen und diese Werte dann zu addieren, um die Molmasse zu erhalten:

Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
C. 3 12.011 36.033
H 3 1.008 3.024
n / A 1 22.990 22.990
ENTWEDER 3 15.999 47.997
    GESAMTE MOLARMASSE = 110,044 g/mol

Molmasse, Atommasse, Molekülmasse und Formelmasse

Bevor Sie lernen, wie man die Molmasse berechnet, sollten einige häufig verwechselte verwandte Konzepte kurz geklärt werden. Dies sind die Begriffe Atommasse, Molekülmasse und Formelmasse , die oft synonym mit Molmasse verwendet werden. Sie sind jedoch nicht gleich.

Wie den Namen entnommen werden kann, entsprechen die Atom-, Molekül- und Formelmasse der Masse eines Atoms, eines Moleküls bzw. einer Formeleinheit. Im Gegensatz dazu repräsentiert die Molmasse die Masse eines Mols solcher Teilchen. Da es sich um Massen handelt, werden diese drei Variablen außerdem in Masseneinheiten ausgedrückt, die Gramm, Kilogramm, Pfund oder andere sein können, obwohl es üblich ist, eine spezielle Einheit zu verwenden, die als atomare Masseneinheit bezeichnet wird.

Trotz ihrer Unterschiede ist letztere angesichts der Definition des Mols und der atomaren Masseneinheit numerisch gleich der Molmasse, was die Quelle der Verwirrung darstellt.

Atomare und molekulare Massen und relative Formeln

Auf konzeptioneller Ebene ist es ein Fehler, von der Berechnung einer Molmasse durch Addition von Atommassen zu sprechen. Auf praktischer Ebene macht es jedoch keinen Unterschied, da molare Atommassen und Atommassen, ausgedrückt in amu (atomare Masseneinheiten), numerisch gleich sind.

Sowohl diese Verwirrung als auch mögliche Probleme mit imperialen Einheiten werden jedoch gelöst, indem relative Masseneinheiten anstelle von absoluten Werten verwendet werden. Diese relativen Massen bestehen aus den jeweiligen Atom- oder Molekülmassen dividiert durch ein Zwölftel der Masse des Kohlenstoff-12-Isotops. Diese Teilung bewirkt, dass sich Einheiten aufheben, und daher sind alle relativen Massen dimensionslos und können in jedem Zusammenhang verwendet werden, indem sie einfach mit der absoluten oder molaren Masse von Kohlenstoff-12 geteilt durch 12 multipliziert werden.

Beispiel zur Berechnung der Molmasse

Berechnung der Molmasse von Eisensulfatheptahydrat

Schritt 1: Die Formel dieser Verbindung ist Fe 2 (SO 4 ) 3 ·7H 2 O, sie besteht also aus Eisen (Fe), Schwefel (S), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H).

Schritt 2: Die Gesamtzahl jedes Elements ist:

  • Glaube = 2
  • S = 1 x 3 = 3
  • Oder = 4 x 3 + 7 x 1 = 19
  • H = 7 x 2 = 14
Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
Glaube 2    
S 3    
ENTWEDER 19    
H 14    
    GESAMTE MOLARMASSE =  

Schritt 3: Die aus dem Periodensystem erhaltenen relativen Atommassen sind:

  • Glaube = 55.845
  • S = 32.060
  • ODER = 15.999
  • H = 1.008
Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
Glaube 2 55.845  
S 3 32.060  
ENTWEDER 19 15.999  
H 14 1.008  
    GESAMTE MOLARMASSE =  

Schritt 4:

Element Anzahl der Atome Atommasse (relativ) Gesamtmasse pro Element (relativ)
Glaube 2 55.845 111.690
S 3 32.060 96.180
ENTWEDER 19 15.999 303.981
H 14 1.008 14.112
    GESAMTE MOLARMASSE = 525,963 g/mol

Verweise

BERECHNUNG DER MOLARMASSE . (2021, 26. Januar). Kurs für UNAM. https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

Wie berechnet man das Molekulargewicht ? Beispiele und Übungen . (2021, 18. Mai). Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/

Molekulargewichtskonzept . (nd). Wow. https://www.guao.org/tercer_ano/quimica/concepto_de_peso_molecular-concepto_de_peso_molecular

Beispiele für die Molmasse . (2015, 18. Oktober). Chemie.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

Guerra M., L. (2019). Stöchiometrische Reaktionen . UAEH. https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/b_sahagun/2019/lgm-quiminorganica.pdf

Meier. (nd). Sicherheitsdatenblatt – Eisensulfathydrat . Meyer Chemical Reagenzien. http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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