Chemisches Rechnen

Jede Größe besitzt ein Größenzeichen (Formelzeichen) und eine Einheit: m für die Masse in Gramm, V für das Volumen in Litern, n für die Stoffmenge in Mol, M für die molare Masse in Gramm je Mol. Wer die Zeichen sicher kennt, kann jede Formel lesen — und merkt sofort, wenn eine Einheit nicht passt.

ρ = m / V;   N = n · N_A;   m = n · M;   V = n · V_m;   c = n / V

9 Übungsaufgaben

Welches Zeichen steht wofür

Einheiten und Formeln

ρ = m / V

Simulation

Chemisches Rechnen – Dichte

Mit der Simulation übst du Umrechnungen zwischen den Größen Dichte, Masse und Volumen.

4 Übungsaufgaben

Masse und Volumen

Ein einzelnes Atom lässt sich nicht abwiegen, eine Portion von 6,022 · 10²³ Teilchen schon. Genau diese Anzahl heißt ein Mol — damit wird aus einer unhandlichen Teilchenzahl eine Größe, mit der sich rechnen lässt.

N = n · N_A  mit  N_A = 6,022 · 10²³ mol⁻¹

Simulation

Chemisches Rechnen – Teilchenzahl

Mit der Simulation übst du Umrechnungen zwischen Teilchenzahl und Stoffmenge.

7 Übungsaufgaben

Die Avogadro-Konstante

Stoffmenge und Teilchenzahl umrechnen

Atome wiegen so wenig, dass Gramm als Einheit unpraktisch ist. Deshalb gibt man ihre Masse in der atomaren Masseneinheit u an — und genau dieser Wert steht im Periodensystem bei jedem Element. Die Masse eines Moleküls ist einfach die Summe der Atommassen seiner Atome. Die Formelmasse von Salzen wird auf gleiche Weise berechnet.

m(H₂O) = 2 · m(H) + m(O) = 2 · 1,0 u + 16,0 u = 18,0 u

Tool

Periodensystem der Elemente

Im Periodensystem schlägst du die Atommasse jedes Elements nach — auf zwei Nachkommastellen genau.

7 Übungsaufgaben

Die Atommasse im Periodensystem

Aus den Atommassen die Molekülmasse

Die molare Masse verbindet die Teilchenwelt mit der Waage: Sie gibt an, wie viel Gramm ein Mol eines Stoffs wiegt. Der Zahlenwert ist derselbe wie die Atom- oder Molekülmasse in u — deshalb lässt sie sich direkt aus dem Periodensystem ablesen und aufsummieren.

M(H₂O) = 2 · 1,0 g/mol + 16,0 g/mol = 18,0 g/mol

8 Übungsaufgaben

Molare Masse bestimmen

M = m / n;   m = n · M;   n = m / M

Simulation

Masse und Stoffmenge

Mit der Simulation übst du Berechnungen zwischen Masse, Stoffmenge und molarer Masse.

10 Übungsaufgaben

Was die Stoffmenge ist

Zwischen n, m und M umrechnen

Ein Mol eines beliebigen Gases nimmt bei derselben Temperatur und demselben Druck immer dasselbe Volumen ein. Die Teilchenart spielt keine Rolle, weil die Teilchen im Gas so weit auseinander sind, dass ihre Größe nicht ins Gewicht fällt.

V = n · V_m  mit  V_m = 22,4 L/mol (0 °C) bzw. 24,5 L/mol (25 °C)

Simulation

Chemisches Rechnen – Gasvolumen

Mit der Simulation übst du Umrechnungen zwischen dem Volumen und der Stoffmenge bei Gasen (Umrechnungsgröße: molares Volumen).

13 Übungsaufgaben

Das molare Volumen

Vom Gasvolumen zur Masse

Die Stoffmengenkonzentration c ist die Stoffmenge eines gelösten Stoffes geteilt durch das Volumen der Lösung.

c = n / V

Simulation

Stoffmengenkonzentration

Mit der Simulation übst du Berechnungen zur Stoffmengenkonzentration c.

4 Übungsaufgaben

Konzentration berechnen

Verdünnen

Die Koeffizienten der Reaktionsgleichung stehen für Stoffmengenverhältnisse. Der Weg ist immer derselbe: von der gegebenen Größe (m, V oder N) zur Stoffmenge hin umrechnen, mit dem Stoffmengenverhältnis der Koeffizienten multiplizieren, dann von der Stoffmenge weg zur gesuchten Größe zurückrechnen.

Simulation

Chemisches Rechnen – Stöchiometrie

Mit der Simulation übst du Umrechnungen zum Stoffumsatz.

3 Übungsaufgaben

Vom Koeffizienten zur Masse