Die molare Masse ist die Masse von einem Mol einer Substanz, in Gramm pro Mol (g/mol). Um sie zu finden, addieren Sie die Standardatommasse jedes Atoms in der chemischen Formel. Wasser, H₂O, ergibt 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol.
Ein Mol ist ein Zählwort, wie ein Dutzend. Ein Mol sind 6.02214076 × 10²³ Teilchen von etwas. Die molare Masse beantwortet die praktische Frage, die sich daraus ergibt: Wenn ich so viele Teilchen haben möchte, wie viel muss ich abwiegen? Die Antwort steht im Periodensystem, Element für Element, und die Formel sagt Ihnen, wie viele Sie jeweils zählen müssen.
Die drei Schritte
1. Zählen Sie jedes Element in der Formel. Tiefgestellte Zahlen vervielfachen das Atom davor. Eine tiefgestellte Zahl nach einer Klammer vervielfacht alles innerhalb der Klammer. Ca(OH)₂ ist also ein Calcium, zwei Sauerstoff und zwei Wasserstoff — die 2 gilt für beide Atome in der Klammer, nicht nur für den Wasserstoff.
2. Multiplizieren Sie jede Anzahl mit der Atommasse dieses Elements. Nehmen Sie die Zahl unter dem Symbol im Periodensystem. Kohlenstoff ist 12.011, Wasserstoff 1.008, Sauerstoff 15.999.
3. Addieren Sie die Produkte. Die Summe ist die molare Masse in Gramm pro Mol. Es lohnt sich, die Nachkommastellen bis zum letzten Schritt beizubehalten und erst dann einmal zu runden.
Beispielrechnung: Wasser, H₂O
Zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. Wasserstoff: 2 × 1.008 = 2.016. Sauerstoff: 1 × 15.999 = 15.999. Addiert: 2.016 + 15.999 = 18.015 g/mol. Ein Mol Wasser wiegt also etwa 18 Gramm, ungefähr ein Esslöffel.
Beispielrechnung: Glucose, C₆H₁₂O₆
Sechs Kohlenstoff, zwölf Wasserstoff, sechs Sauerstoff. Kohlenstoff: 6 × 12.011 = 72.066. Wasserstoff: 12 × 1.008 = 12.096. Sauerstoff: 6 × 15.999 = 95.994. Zusammen ergibt das 180.156 g/mol. Auffällig: Kohlenstoff und Sauerstoff leisten fast die gesamte Arbeit — Wasserstoff macht zwölf der vierundzwanzig Atome aus, aber unter 7% der Masse.
Beispielrechnung: Calciumhydroxid, Ca(OH)₂
Die Klammer ist der Teil, bei dem am häufigsten Fehler passieren. Ca(OH)₂ bedeutet ein Calcium plus zwei OH-Gruppen, also zwei Sauerstoff und zwei Wasserstoff. Calcium: 40.078. Sauerstoff: 2 × 15.999 = 31.998. Wasserstoff: 2 × 1.008 = 2.016. Gesamt: 74.092 g/mol.
Hydrate: der Punkt in CuSO₄·5H₂O
Dieser Punkt ist kein Malzeichen und kein Dezimalpunkt. Er bedeutet, dass der Kristall Wassermoleküle mit sich trägt, und die Zahl davor sagt, wie viele. CuSO₄·5H₂O ist eine Einheit Kupfersulfat plus fünf ganze Wassermoleküle: 159.61 + 5 × 18.015 = 249.68 g/mol. Das Wasser wegzulassen ist einer der häufigsten Fehler bei Laborberechnungen, denn es verändert das Ergebnis um mehr als ein Drittel.
Molare Masse, Molekulargewicht, Formelmasse
Das ist dieselbe Zahl, nur auf leicht unterschiedliche Weise verwendet. Molekulargewicht (relative Molekülmasse) ist ein Verhältnis zu einem Kohlenstoff-12-Standard und hat daher keine Einheit. Molare Masse ist dieselbe Zahl in Gramm pro Mol. Formelmasse ist der Begriff, den manche Lehrkräfte für Stoffe wie NaCl bevorzugen, die ein Gitter bilden statt einzelner Moleküle. Bei Wasser sind es in allen drei Fällen 18.015.
Warum die Zahlen im Periodensystem Nachkommastellen haben
Weil es Durchschnittswerte sind. Chlor kommt in der Natur als Mischung aus Chlor-35 und Chlor-37 vor, daher liegt seine Standardatommasse bei 35.45 — zwischen den beiden, und mit keinem der beiden identisch. Dieser Durchschnitt ist die richtige Zahl, um eine größere Probe abzuwiegen, und genau dafür ist die molare Masse da. Brauchen Sie stattdessen ein bestimmtes Isotop, verwenden Sie den Rechner für die mittlere Atommasse, um zu sehen, wie die Gewichtung funktioniert.
Häufige Fehler
Achten Sie auf Groß- und Kleinschreibung: Co ist Cobalt, aber CO ist Kohlenmonoxid — ein Unterschied von fast 14 g/mol. Wenden Sie eine tiefgestellte Zahl nach einer Klammer auf alles innerhalb der Klammer an. Runden Sie nicht schon vor dem Addieren jede Atommasse auf eine ganze Zahl, sonst summiert sich der Fehler. Und denken Sie daran, dass die tiefgestellte Zahl zum unmittelbar davorstehenden Atom gehört, sodass CH₃COOH zwei Kohlenstoff, vier Wasserstoff und zwei Sauerstoff enthält.
Wofür die molare Masse gebraucht wird
Fast jede quantitative Chemieberechnung läuft über sie. Um eine abgewogene Masse in Mol umzurechnen, teilen Sie durch die molare Masse; um Mol zurück in eine Masse umzurechnen, multiplizieren Sie. Das ist im Grunde die gesamte Umrechnung von Gramm in Mol, und deshalb ist die molare Masse meist das Erste, was man berechnet.
Prüfen Sie Ihr Ergebnis
Geben Sie unten eine beliebige Formel ein und vergleichen Sie sie mit Ihrer eigenen Rechnung. Die Aufschlüsselung zeigt die Zwischensumme jedes Elements, damit Sie genau sehen, woher eine Abweichung kommt.