Was ist der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge und molare Masse eines Stoffes?

Die Stoffmenge n ist ein Maß dafür, wie viele Teilchen, in denen der Stoff vorliegt, in einem Raumvolumen, etwa einem Behälter, vorhanden sind.

Sie beträgt ein Mol (1mol), wenn es N_A ≈ 6×10²³ solcher Teilchen sind. Die Einheit ist so gewählt, dass 1Mol ¹²C (Atommasse 12 amu, atomic mass units) genau 12g Masse besitzt.

Die Atom- oder Molekülmasse eines einzelnen Moleküls in amu entspricht also der Molmasse in g.

Helium liegt in einzelnen Atomen vor, also sind diese einzeln zu zählen, Sauerstoff hingegen liegt in Zweiermolekülen O₂ vor, also sind diese zu zählen, d.h., man wird von ½mol O₂ und nicht von 1mol O sprechen.

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Wenn man wissen will, wie viel von einem Stoff irgendwo vorhanden ist, so gibt es dafür mehrere Möglichkeiten.

Beispielsweise kann man es am Volumen messen, was man in praxi besonders bei Wasser häufig tut. Das Volumen ist aber kein gutes Maß dafür, denn es gibt dafür keinen Erhaltungssatz. Bei Erwärmung dehnen sich Körper aus, ohne dass sie deshalb wirklich mehr würden.

Besser ist es, das »Wieviel« an der Masse festzumachen. Masse ist eine Erhaltungsgröße, d.h. wenn in einem System, etwa einem Behälter eine bestimmte Masse von einem Stoff vorhanden ist, ist deren Änderung gleich dem negativen »Massenstrom« durch die Grenzen des Behälters, wenn Entnahme positiv und Hinzufügung negativ gezählt wird.Die Masse eines bestimmten Stoffes kann sich zusätzlich noch durch Umwandlung in andere Stoffe mit derselben Gesamtmasse ändern.

Bei chemischen Reaktionen erweist sich die Masse aber wieder als untauglich. Will man z.B. Wasserstoff und Sauerstoff vollständig zu Wasser reagieren lassen, sind weder die Masse noch das Volumen zuverlässige Maße für das »Wieviel«. Stattdessen muss hier das Verhältnis der Stoffmengen 2:1 sein, das bei hinreichend geringem Druck und hinreichend hoher Temperatur (sodass man H₂ und O₂ annähernd als ideale Gase betrachten kann), zufällig in diesem Fall dem Volumenverhältnis entspricht.

Die Bestimmung von Stoffmengenverhältnissen heißt Stöchiometrie.

Masse=Stoffmenge*MolareMasse; (m=n*M)