Konzentration zu Molarität Umrechner | w/v % zu mol/L

Was ist ein Umrechner von Konzentration in Molarität?

Ein Umrechner von Konzentration in Molarität wandelt eine prozentuale Konzentration (Masse pro Volumen, angegeben als m/V) in die Molarität um, also die Anzahl der Mol eines in einem Liter Lösung gelösten Stoffes. Er benötigt zwei Zahlen: die prozentuale Konzentration und die in Gramm pro Mol angegebene molare Masse des gelösten Stoffes.

Was ist Molarität?

Die Molarität ist ein Maß dafür, wie viel eines Stoffes in einer Flüssigkeit gelöst ist. Sie ist definiert als die Anzahl der Mol gelösten Stoffes pro Liter Lösung.

$\text{Molarität (M)} = \frac{\text{Mol gelösten Stoffes}}{\text{Volumen der Lösung in Litern}}$

Die Einheit ist mol/L und wird häufig als M angegeben. Eine 0,5 M Natriumchloridlösung enthält in jedem Liter Lösung 0,5 Mol Natriumchlorid.

Chemische Reaktionen finden zwischen Teilchen statt, nicht zwischen Grammmengen. Die Molarität gibt Chemikern an, wie viele Teilchen in einem bestimmten Volumen vorhanden sind, weshalb sie die Standardgröße für chemische Berechnungen ist. Die offizielle SI-Bezeichnung dieser Größe lautet Stoffmengenkonzentration, definiert als die Stoffmenge geteilt durch das Volumen der Mischung. Der NIST-Leitfaden zu den SI-Einheiten nennt die Bezeichnungen „Molarität“ und „M“ veraltet und empfiehlt Einheiten wie mol/L, doch beide Bezeichnungen sind in Laboren weiterhin gebräuchlich.

Formel zur Umrechnung von Prozent in Molarität

$\text{Molarität (M)} = \frac{\text{Prozentuale Konzentration (m/V)} \times 10}{\text{Molare Masse (g/mol)}}$

Ein m/V-Prozentwert bedeutet Gramm gelösten Stoffes pro 100 mL Lösung. Die Multiplikation mit 10 ergibt Gramm pro Liter, da ein Liter 1.000 mL entspricht. Durch Division durch die molare Masse werden Gramm in Mol umgerechnet.

Diese Formel gilt nur für m/V-Prozentwerte. Ein m/m-Prozentwert (Masse pro Masse), wie er häufig auf Flaschen mit konzentrierten Säuren angegeben ist, erfordert zusätzlich die Dichte der Lösung (siehe unten).

Berechnung der Molarität aus der prozentualen Konzentration

1. Multiplizieren Sie die prozentuale Konzentration mit 10. Dadurch erhalten Sie die Konzentration in Gramm pro Liter.
2. Dividieren Sie diese Zahl durch die molare Masse des Stoffes in Gramm pro Mol.
3. Das Ergebnis ist die Molarität in mol/L.

Warum die Formel funktioniert

Eine 5 %-Lösung (m/V) enthält 5 Gramm gelösten Stoffes in 100 mL Lösung.

1. Gramm pro Liter: 5 g × 10 = 50 g/L.
2. Mol pro Liter: 50 g/L ÷ molare Masse (g/mol) = mol/L.

Beispiel

Eine Lösung enthält 5 % (m/V) Natriumchlorid (NaCl). Die molare Masse von NaCl beträgt 58,44 g/mol.

$\text{Molarität} = \frac{5 \times 10}{58.44} = 0.856 \text{ mol/L}$

Eine 5 %ige NaCl-Lösung hat ungefähr eine Molarität von 0,856 M.

Weitere Beispiele

• Isotonische Kochsalzlösung (0,9 % NaCl): (0,9 × 10) ÷ 58,44 = 0,154 M
• 5 %-Glucoselösung (C₆H₁₂O₆, 180,16 g/mol): (5 × 10) ÷ 180,16 = 0,278 M
• 10 %-Natriumhydroxidlösung (NaOH, 40,00 g/mol): (10 × 10) ÷ 40,00 = 2,50 M

Die ersten beiden Ergebnisse stimmen mit der veröffentlichten Zusammensetzung der klinischen Flüssigkeiten überein: 0,9 % NaCl enthält 154 mEq/L Natrium, und 5 % Glucose enthält 50 g/L oder 278 mM.

Verwendung des Umrechners

1. Geben Sie die prozentuale Konzentration (m/V) ein, eine Zahl zwischen 0 und 100.
2. Geben Sie die molare Masse des Stoffes in g/mol ein. Sie muss größer als 0 sein.
3. Die Molarität wird automatisch in mol/L angezeigt.
4. Verwenden Sie die Kopierschaltfläche, um das Ergebnis zu kopieren.

Häufige molare Massen

Andere Möglichkeiten zur Angabe der Konzentration

Molalität (m) gibt die Mol des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel an, nicht pro Kilogramm Lösung. Sie ändert sich nicht mit der Temperatur und wird daher für Berechnungen des Gefrier- und Siedepunkts verwendet.

$\text{Molalität (m)} = \frac{\text{Mol gelösten Stoffes}}{\text{Masse des Lösungsmittels in kg}}$

Massenprozent (m/m) bedeutet Gramm gelösten Stoffes pro 100 Gramm Lösung. Diese Angabe ist auf Flaschen mit konzentrierten Säuren und Basen üblich. Für die Umrechnung in die Molarität wird die Dichte der Lösung benötigt:

$\text{Molarität} = \frac{\text{Massenprozent} \times \text{Dichte (g/mL)} \times 10}{\text{Molare Masse}}$

Volumenprozent (v/v) wird für Flüssigkeit-in-Flüssigkeit-Gemische verwendet, etwa Ethanol in Wasser. Eine 70 %ige Ethanollösung (v/v) enthält 70 mL Ethanol pro 100 mL Gesamtlösung.

Normalität (N) zählt Grammäquivalente pro Liter. Sie kommt in älterer Titrationsliteratur vor. Der NIST-Leitfaden führt die Normalität als veraltet auf und empfiehlt stattdessen die Stoffmengenkonzentration.

Grenzen der Genauigkeit

Die m/V-Formel ist exakt, weil sich ein Prozentwert in m/V bereits auf das Volumen der Lösung bezieht. Das Ergebnis ist nur so gut wie die Eingaben, und einige Dinge können diese fehlerhaft machen.

• m/m-Angaben: Konzentrierte Säuren und Basen werden meist nach Masse (m/m) angegeben, und ihre Dichten liegen deutlich über 1 g/mL. Wird eine m/m-Angabe so eingegeben, als wäre sie m/V, ergibt sich eine falsche Molarität. Verwenden Sie stattdessen die dichtekorrigierte Formel im Abschnitt oben.
• Temperatur: Das Volumen einer Lösung ändert sich mit der Temperatur, daher verändert sich die Molarität bei Temperaturänderungen geringfügig. Die Molalität ändert sich nicht, da sie auf der Masse und nicht auf dem Volumen beruht.
• Hydratierte Verbindungen: Einige Verbindungen nehmen Wasser in ihre Kristallstruktur auf, wodurch sich ihre molare Masse ändert. Wasserfreies Kupfersulfat (CuSO₄) hat eine molare Masse von 159,61 g/mol. Kupfersulfat-Pentahydrat (CuSO₄·5H₂O) hat eine molare Masse von 249,68 g/mol, also mehr als 50 % mehr. Die Verwendung des falschen Werts führt zu einer stark abweichenden Molarität.
• Reinheit des Reagenzes: Handelsübliche Chemikalien sind selten zu 100 % rein. Ein als zu 98 % rein gekennzeichnetes Reagenz enthält 2 % andere Stoffe bezogen auf die Masse, wodurch die tatsächliche Molarität einer daraus hergestellten Lösung geringfügig sinkt.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Molarität und Molalität?

Die Molarität ist die Molzahl des gelösten Stoffes pro Liter Lösung. Die Molalität ist die Molzahl des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel. Die Molarität ändert sich geringfügig mit der Temperatur, weil sich das Flüssigkeitsvolumen mit der Temperatur ändert. Die Molalität bleibt konstant, weil sich die Masse mit der Temperatur nicht ändert.

Warum wird die Molarität häufiger verwendet als die prozentuale Konzentration?

Chemische Reaktionen finden zwischen Molekülen statt, und die Molarität gibt direkt an, wie viele Mol eines Stoffes in einem bestimmten Volumen vorhanden sind. Die prozentuale Konzentration gibt die Masse an, die vor der Verwendung für Reaktionsberechnungen in Mol umgerechnet werden muss.

Wie rechne ich die Molarität zurück in eine prozentuale Konzentration um?

Kehren Sie die Formel um:

$\text{Prozentuale Konzentration (m/V)} = \frac{\text{Molarität} \times \text{Molare Masse}}{10}$

Eine 0,5 M Natriumchloridlösung entspricht (0,5 × 58,44) ÷ 10 = 2,92 % m/V.

Gilt diese Formel für Massenprozent (m/m)?

Nein. Die Formel auf dieser Seite gilt nur für m/V-Prozentwerte. Für die Umrechnung eines m/m-Prozentwerts in die Molarität wird die Dichte der Lösung benötigt; hierfür ist die Formel im Abschnitt „Andere Möglichkeiten zur Angabe der Konzentration“ oben angegeben.

Beeinflusst die Dichte der Lösung das Ergebnis?

Nicht bei einem echten Prozentwert in m/V. Ein Wert in m/V ist bereits Gramm pro 100 mL Lösung, sodass die Dichte entfällt. Die Dichte spielt eine Rolle, wenn der Prozentwert in m/m angegeben ist. Dann wird die dichtekorrigierte Formel benötigt, und der Fehler durch das Ignorieren der Dichte wächst, je konzentrierter die Lösung wird.

Wie bereite ich eine Lösung mit einer bestimmten Molarität zu?

Berechnen Sie die benötigte Masse mit Masse (g) = Molarität (mol/L) × Volumen (L) × molare Masse (g/mol). Wiegen Sie diese Masse ab, lösen Sie sie in weniger als dem endgültigen Lösungsmittelvolumen auf, überführen Sie die Lösung in einen Messkolben und füllen Sie anschließend bis zur Marke mit Lösungsmittel auf. Das Lösungsmittel vor dem Auflösen des gelösten Stoffes bis zum vollständigen Volumen aufzufüllen, ist ein häufiger Fehler, da dadurch das Endvolumen zu groß werden kann.

Referenzen

1. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Chapter 8. NIST-Leitfaden zum SI, Kapitel 8 — Definition c = n/V (Abschn. 8.6.5); die Bezeichnungen Molarität, M und Normalität sind veraltet.
2. NIST Chemistry WebBook. Sodium chloride. NIST WebBook: Natriumchlorid — molare Masse 58,443.
3. Baldrighi M. et al. Hyperglycemic Hyperosmolar State: A Pragmatic Approach to Properly Manage Sodium Derangements. Current Diabetes Reviews (PMC). Baldrighi et al., Tabelle 1 — 0,9 % NaCl: Na⁺ 154 mEq/L; 5 % Glucose: 50 g/L, 278 mM.