Molekülmasse-Rechner – molare Masse aus der Formel
Bestimmen Sie die molare Masse aus einer chemischen Formel und sehen Sie den Anteil jedes Elements. Optional können Sie eine Probenmasse eingeben, um Stoffmenge und Anzahl der Moleküle bzw. Formeleinheiten zu berechnen.
Molare Masse aus einer chemischen Formel bestimmen
Molekülmasse – Formel
Dabei ist:
- \(M\) — molare Masse des Stoffes (g/mol)
- \(a_i\) — Anzahl der Atome des Elements \(i\) in einem Molekül bzw. einer Formeleinheit
- \(A_i\) -- Atommassen des Elements \(i\) (g/mol)
- \(m\) — Probenmasse (g)
- \(n\) — Stoffmenge (mol)
- \(N\) — Anzahl der Moleküle bzw. Formeleinheiten
- \(N_{\mathrm A}\) — Avogadro-Konstante, \(6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}\)
Die molare Masse ergibt sich, indem man die Beiträge der Atommassen aller Elemente addiert. Geben Sie zusätzlich eine Probenmasse ein, erhalten Sie über die Division durch die molare Masse die Stoffmenge in Mol; die Multiplikation mit der Avogadro-Konstante liefert die geschätzte Teilchenzahl.
Molekülmasse – Rechenbeispiel
Beispiel: Die voreingestellte Formel ist Glucose, C6H12O6. Bestimmen Sie ihre molare Masse sowie Stoffmenge und Teilchenzahl in der voreingestellten Probe von 180 g.
\[ M=6(12.011)+12(1.008)+6(15.999)=180.156\ \mathrm{g/mol} \]
\[ n=\frac{180\ \mathrm g}{180.156\ \mathrm{g/mol}}\approx0.99913408\ \mathrm{mol} \]
\[ N\approx0.99913408(6.02214076\times10^{23})\approx6.01693\times10^{23} \]
Ergebnis: Die molare Masse beträgt 180,156 g/mol. Eine Probe von 180 g enthält etwa 0,99913408 mol und 6,01693 × 10²³ Glucosemoleküle.
So verwenden Sie den Rechner
- Geben Sie den Stoff unter Chemische Formel ein – mit korrekt groß- und kleingeschriebenen Elementsymbolen und ganzzahligen Indizes als normale Ziffern. Beispiele:
H2O,Ca(OH)2oderCuSO4·5H2O. - Belassen Sie die Option Stoffmenge und Teilchenzahl aus einer Masse berechnen aktiviert, wenn Sie Ergebnisse für eine Probe wünschen. Deaktivieren Sie sie, wenn Sie nur die molare Masse und die Elementaufschlüsselung benötigen.
- Ist die Option aktiviert, geben Sie unter Probenmasse einen nicht negativen Wert in Gramm ein. Voreingestellt sind 180 g.
- Lesen Sie die Molare Masse in g/mol ab. Prüfen Sie in der Elementaufschlüsselung die erkannten Atomzahlen, den Massenbeitrag jedes Elements und seinen Prozentanteil an der Gesamtmasse. Wenn Sie eine Probenmasse angegeben haben, lesen Sie zusätzlich Stoffmenge und Anzahl der Moleküle oder Formeleinheiten ab.
Was hier unter Molekülmasse zu verstehen ist
Eine chemische Formel zeigt, welche Elemente vorhanden sind und wie viele Atome davon zu einem Molekül bzw. einer Formeleinheit gehören. Dieser Rechner multipliziert diese Anzahlen mit gespeicherten Atommassen und addiert die Beiträge. Auch wenn die Bezeichnung „Molekülmasse“ verbreitet ist, handelt es sich bei der angegebenen Größe um die molare Masse in Gramm pro Mol. Sie gilt für molekulare Stoffe wie Glucose ebenso wie für Ionenverbindungen wie Natriumchlorid, die statt durch einzelne Moleküle durch Formeleinheiten beschrieben werden.
Die molare Masse verknüpft eine abgewogene Masse mit einer Stoffmenge in Mol. Ein Mol enthält \(6.02214076\times10^{23}\) der angegebenen Teilchen. Im Glucose-Beispiel bringt ein Mol nach den hier verwendeten Atommassen 180,156 g auf die Waage. Eine Probe von 180 g ist daher etwas weniger als ein Mol – nicht exakt ein Mol, auch wenn die Werte nahe beieinanderliegen.
Die Elementaufschlüsselung hilft Ihnen zu prüfen, ob die Formel wie beabsichtigt interpretiert wurde. Bei Ca(OH)2 gilt der Index 2 beispielsweise für O und H, also gehört zu einer Formeleinheit ein Ca-, zwei O- und zwei H-Atome. Die Massenprozente geben den Anteil jedes Elements an der Gesamtmasse der Verbindung an; sie sind nicht die Prozentanteile verschiedener Stoffe in einem Gemisch. Wenn Sie vor allem an der Elementzusammensetzung interessiert sind, nutzen Sie den Rechner für die prozentuale Zusammensetzung.
Eingabe der Formel und praktische Grenzen
Achten Sie auf die richtige Schreibweise: Co ist Cobalt, CO enthält dagegen Kohlenstoff und Sauerstoff. Runde und eckige Klammern können Atome gruppieren; ein nachfolgender ganzzahliger Index multipliziert die gesamte Gruppe. Hydrate lassen sich mit ·, . oder * als Trennzeichen schreiben; CuSO4·5H2O enthält fünf Wassereinheiten pro CuSO4-Einheit. In diesem Eingabefeld sind diese Trennzeichen keine Dezimalpunkte.
Der Rechner akzeptiert eine abschließende Ionenladung und lässt sie bei der Atomzahl unberücksichtigt. Da die Elektronenmasse nicht einfließt, ändert eine Ladung die angezeigte molare Masse praktisch nicht. Für eine eindeutige Ladung nach einer Formel mit mehreren Atomgruppen verwenden Sie eine Schreibweise wie SO4^2-</code. Prüfen Sie die Elementaufschlüsselung, falls eine Ladung oder ein Index mehrdeutig gelesen werden könnte.
Die Ergebnisse beruhen auf den im Rechner gespeicherten Atommassen; die molare Masse wird auf drei Dezimalstellen angezeigt. Referenztabellen mit anderer Rundung können geringfügig abweichende Werte liefern. Das Teilchenergebnis geht von einem Molekül bzw. einer Formeleinheit pro gezähltem Teilchen aus. Dissoziation in Lösung, Reinheit und isotopenspezifische Massen bleiben unberücksichtigt. Eine Probenmasse von null ergibt null Mol und null Teilchen. Wenn Sie Teilchenzahl mit Gasvolumen kombinieren möchten, nutzen Sie den Rechner zum Gesetz von Avogadro; für geladene Teilchen, die per Massenspektrometrie gemessen werden, siehe den m/z-Rechner für die Massenspektrometrie.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich die molare Masse von Hand?
Zählen Sie die Atome jedes Elements, multiplizieren Sie jede Anzahl mit der zugehörigen Atommassen und addieren Sie die Ergebnisse. Für Wasser, H2O, lautet die Rechnung \(2(1.008)+15.999=18.015\) g/mol. Bei einer Formel mit Gruppen bestimmen Sie zuerst, wie viele Atome der Index der Gruppe beisteuert, bevor Sie mit den Atommassen multiplizieren.
Was ist eine normale oder gute molare Masse?
Einen allgemeingültigen Normal- oder Idealwert gibt es nicht; die Größe hängt von der Formel des Stoffes ab. Ein kleines Molekül kann eine deutlich geringere molare Masse haben als eine große organische Verbindung. Ein Ergebnis prüfen Sie, indem Sie es mit einem verlässlichen Wert für dieselbe Formel vergleichen – kleine Abweichungen durch die Rundung der Atommassen sind dabei möglich.
Stimmt die Molekülmasse in Dalton zahlenmäßig mit der molaren Masse in g/mol überein?
Für einen Stoff mit gleicher Isotopenzusammensetzung sind die Zahlenwerte näherungsweise gleich, sie beschreiben aber unterschiedliche Größen. Dalton (Da) geben die Masse eines Moleküls bzw. einer Formeleinheit an; g/mol geben die Masse eines Mols dieser Teilchen an. Ein isotopenspezifischer Wert kann von einem Ergebnis abweichen, das auf Standard-Atommassen beruht.
Wie gebe ich eine Probenmasse in Milligramm oder Kilogramm ein?
Rechnen Sie die Masse vor der Eingabe in Gramm um: Teilen Sie Milligramm durch 1.000 oder multiplizieren Sie Kilogramm mit 1.000. 250 mg entsprechen beispielsweise 0,250 g. Wandeln Sie nicht stattdessen die molare Masse um – der Rechner gibt sie in g/mol an und erwartet die Probenmasse in Gramm, sodass sich die Einheiten bei der Berechnung der Stoffmenge wegkürzen.
Haben eine Verhältnisformel und eine Molekülformel dieselbe molare Masse?
Nicht unbedingt. Eine Verhältnisformel gibt das kleinste ganzzahlige Atomverhältnis an, eine Molekülformel dagegen die tatsächlichen Atomzahlen in einem Molekül. CH2O hat beispielsweise eine molare Masse von rund 30,026 g/mol, C6H12O6 das Sechsfache davon. Wenn Sie die Masse eines Mols Moleküle benötigen, verwenden Sie die Molekülformel.
Warum hat ein Hydrat eine höhere molare Masse als die wasserfreie Verbindung?
Die Formel eines Hydrats umfasst eine feste Anzahl von Wassereinheiten, deren Atome zur molaren Masse beitragen. CuSO4·5H2O enthält neben CuSO4 fünf H2O-Einheiten. Wurde eine Probe erhitzt und hat dadurch einen Teil des Kristallwassers oder alles verloren, verwenden Sie die Formel, die ihrem tatsächlichen Hydratzustand entspricht.
Bedeutet die Teilchenzahl bei einem Salz ebenso viele gelöste Ionen?
Nein. Bei einer Ionenverbindung bezieht sich die berechnete Anzahl auf Formeleinheiten, nicht auf die einzelnen Ionen, die beim Lösen entstehen. Löst sich NaCl vollständig, kann jede Formeleinheit ein Natrium- und ein Chlorid-Ion liefern – es entstehen also doppelt so viele Ionen wie Formeleinheiten. Die tatsächliche Ionenzahl kann von den Lösungs- und Dissoziationsbedingungen abhängen.