Mol-Umrechner - Umrechnung von Mol in Atome und Moleküle

Was ist ein Mol-Umrechner?

Ein Mol-Umrechner ist ein Werkzeug, das zwischen Mol und der Anzahl der Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) in einer Probe umrechnet. Er verwendet die Avogadro-Konstante, 6,022 × 10²³, also die Anzahl der Teilchen in einem Mol eines beliebigen Stoffes.

Atome und Moleküle sind viel zu klein und zu zahlreich, um sie einzeln zu zählen. Ein einziger Wassertropfen enthält mehr Moleküle, als es Sterne im beobachtbaren Universum gibt. Chemiker lösen dieses Problem, indem sie in Mol statt in einzelnen Teilchen zählen – genauso wie man Eier dutzendweise kauft, statt sie einzeln zu kaufen.

Was ist die Avogadro-Zahl?

Die Avogadro-Konstante ist die Anzahl der Elementarteilchen in einem Mol eines Stoffes: 6,022 × 10²³. Sie ist nach dem italienischen Wissenschaftler Amedeo Avogadro benannt, obwohl er den Wert selbst nie berechnet hat.

Seit 2019 ist die Zahl durch internationale Vereinbarung als Teil einer Neudefinition des Internationalen Einheitensystems auf genau 6,022 140 76 × 10²³ pro Mol festgelegt. Für alltägliche Berechnungen ist 6,022 × 10²³ genau genug. Dieser Rechner verwendet den exakten Wert 6,022 140 76 × 10²³, daher ist jede angezeigte Ziffer korrekt.

Formeln zur Umrechnung von Mol

Zwei Formeln decken alle Umrechnungen ab, die dieser Rechner durchführt.

Mol in Teilchen

$\text{Particles} = \text{Moles} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Multiplizieren Sie die Molzahl mit der Avogadro-Konstante, um die Anzahl der Atome oder Moleküle zu erhalten.

Teilchen in Mol

$\text{Moles} = \frac{\text{Particles}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

Teilen Sie die Anzahl der Teilchen durch die Avogadro-Konstante, um die Molzahl zu erhalten.

So verwenden Sie den Mol-Umrechnungsrechner

Um Mol in Atome oder Moleküle umzurechnen:

1. Wählen Sie einen Teilchentyp: Atome oder Moleküle.
2. Geben Sie die Molzahl ein.
3. Die Teilchenzahl wird automatisch angezeigt.

Um Atome oder Moleküle in Mol umzurechnen:

1. Wählen Sie einen Teilchentyp: Atome oder Moleküle.
2. Geben Sie die Anzahl der Teilchen ein. Die wissenschaftliche Schreibweise, beispielsweise 3.011e23, wird akzeptiert.
3. Die Molzahl wird automatisch angezeigt.

Bei sehr großen oder sehr kleinen Ergebnissen verwendet der Rechner die wissenschaftliche Schreibweise, damit keine langen Nullenfolgen auf dem Bildschirm erscheinen.

Durchgerechnetes Beispiel

Beispiel 1: Mol in Moleküle. Wie viele Wassermoleküle sind in 0,05 Mol Wasser enthalten?

$0.05 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 3.011070 \times 10^{22} \text{ molecules}$

Beispiel 2: Atome in Mol. Wie viele Mol sind in 1,204428 × 10²⁴ Kohlenstoffatomen enthalten?

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2 \text{ mol}$

Beispiel 3: Mol in Atome. Wie viele Natriumatome sind in 0,25 Mol Natriumchlorid (NaCl) enthalten?

$0.25 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.505535 \times 10^{23} \text{ atoms}$

Dies ist nur die Anzahl der Natriumatome. Da jede NaCl-Einheit jeweils ein Atom jeder Sorte enthält, ist auch die gleiche Anzahl an Chloratomen vorhanden.

Häufige Fehler bei der Umrechnung von Mol

Atome mit Molekülen verwechseln. Ein Mol Wasser (H₂O) enthält 6,022 × 10²³ Moleküle, aber jedes Molekül hat 3 Atome, sodass es insgesamt 1,8066 × 10²⁴ Atome enthält.

Koeffizienten in Reaktionsgleichungen ignorieren. In 2H₂ + O₂ → 2H₂O bedeutet der Koeffizient 2 vor H₂ 2 Mol Wasserstoffgas oder 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ Moleküle, nicht die Menge eines Mols.

Dissoziation in Lösung vergessen. Beim Lösen von 1 Mol NaCl in Wasser entstehen 1 Mol Na⁺-Ionen und 1 Mol Cl⁻-Ionen, also insgesamt 2 Mol gelöster Teilchen.

Die Avogadro-Konstante zu früh runden. Die Verwendung von 6 × 10²³ statt 6,022 × 10²³ führt zu einem Fehler, der sich im Verlauf einer mehrstufigen Berechnung vergrößert.

Wissenschaftliche Schreibweise doppelt zählen. Ein Wert in der Form 3.011e23 enthält das × 10²³ bereits. Er darf nicht ein zweites Mal mit der Avogadro-Konstante multipliziert werden.

Geschichte des Mols und der Avogadro-Konstante

Im Jahr 1811 schlug Amedeo Avogadro vor, dass gleiche Gasvolumina bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl an Molekülen enthalten. Diese Idee half, die Begriffe Atome und Moleküle voneinander abzugrenzen. Die tatsächliche Teilchenzahl war ihm nicht bekannt.

In den 1860er-Jahren berechnete Johann Josef Loschmidt die Anzahl der Moleküle in einem festgelegten Gasvolumen und ermittelte damit eine frühe Schätzung für einen Wert, der später mit der Avogadro-Konstante in Verbindung gebracht wurde. Im Jahr 1909 bestimmte der französische Physiker Jean Perrin die Konstante experimentell anhand von Beobachtungen der Brownschen Bewegung. Perrin erhielt für diese Arbeit zu einem großen Teil den 1926 Nobelpreis für Physik.

Der Chemiker Wilhelm Ostwald führte den Begriff „Mol“ um 1896 ein. Das Mol wurde 1971 zu einer offiziellen SI-Basiseinheit. Damals war es als die Stoffmenge definiert, die ebenso viele elementare Teilchen enthält, wie Atome in 12 Gramm Kohlenstoff-12 enthalten sind. Im Jahr 2019 wurde das SI neu definiert, sodass die Avogadro-Konstante selbst zum festen Bezugspunkt wurde, festgelegt auf genau 6,022 140 76 × 10²³ pro Mol.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Mol in der Chemie? Ein Mol ist die SI-Einheit der Stoffmenge. Ein Mol enthält immer 6,022 × 10²³ elementare Teilchen, unabhängig davon, ob es sich um Atome, Moleküle oder Ionen handelt. Die Zahl ist so definiert, dass ein Mol Kohlenstoff-12-Atome eine Masse von genau 12 Gramm hat. Dadurch können Chemiker Teilchen durch Wiegen zählen.

Wie wird die Anzahl der Atome aus der Molzahl berechnet? Multiplizieren Sie die Molzahl mit der Avogadro-Konstante. Beispielsweise enthalten 2 Mol Kohlenstoff 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ Atome.

Wie wird die Molzahl aus einer Teilchenzahl berechnet? Teilen Sie die Teilchenzahl durch die Avogadro-Konstante. Beispielsweise entsprechen 3,011070 × 10²³ Wassermoleküle 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 Mol Wasser.

Ist die Avogadro-Konstante für jeden Stoff gleich? Ja. Ein Mol eines beliebigen Stoffes enthält 6,022 × 10²³ Teilchen. Was sich zwischen den Stoffen unterscheidet, ist die molare Masse, also die Masse eines Mols, angegeben in Gramm pro Mol.

Was ist der Unterschied zwischen dem Zählen von Atomen und dem Zählen von Molekülen? Die Rechnung ist gleich, aber der Teilchentyp ist entscheidend. Ein Mol Wasser besteht aus 6,022 × 10²³ Molekülen. Da jedes Wassermolekül 3 Atome enthält, umfasst dieselbe Probe 1,8066 × 10²⁴ Atome.

Warum ist die Avogadro-Konstante so groß? Einzelne Atome haben eine äußerst geringe Masse. Daher wird eine sehr große Anzahl von ihnen benötigt, bevor die Gesamtmasse groß genug ist, um im Labor messbar zu sein. Die Avogadro-Konstante ist genau der Wert, der atomare Masseneinheiten mit Gramm pro Mol in Beziehung setzt.

Referenzen

1. Internationales Büro für Maß und Gewicht. „Das Internationale Einheitensystem (SI)“ (9. Auflage, 2019).
2. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D. und Bissonnette, C. „Allgemeine Chemie: Prinzipien und moderne Anwendungen“ (11. Auflage). Pearson, 2017.
3. Jensen, W. B. „Der Ursprung des Molbegriffs.“ Journal of Chemical Education, 87(10), 2010.
4. National Institute of Standards and Technology (NIST). „Fundamentalkonstanten der Physik: Avogadro-Konstante.“