Masse, Stoffmenge und Konzentration auseinanderhalten
Die Masse beschreibt die Probe in Einheiten wie Gramm. Die Stoffmenge in Mol zählt Teilchen über die Einheit Mol. Die molare Konzentration setzt eine Stoffmenge gelösten Stoffs zum Endvolumen der Lösung ins Verhältnis. Diese Größen hängen zusammen, du kannst sie aber nicht als Eingaben vertauschen.
Für eine Probe mit der Masse m und der molaren Masse M gilt n = m/M. Mit einer angegebenen molaren Masse von 58,5 g/mol entsprechen 11,7 g dem Wert 11,7/58,5 = 0,200 mol. Behalte Stoff und Einheiten an der Rechnung, damit die Stoffmenge zur richtigen Stoffart gehört.
Molarität aus dem Endvolumen der Lösung berechnen
Die molare Konzentration ist c = n/V, wenn n in Mol steht und V das Endvolumen der Lösung in Liter ist. Das Beispiel nimmt 0,50 mol in 2,0 L und erhält 0,25 mol/L. Liegen 0,060 mol in 300 mL Lösung, rechne 300 mL in 0,300 L um und dann 0,060/0,300 = 0,20 mol/L.
Ersetze das Endvolumen der Lösung nicht durch die zugegebene Lösungsmittelmenge, außer die Aufgabe legt diesen Zusammenhang fest. Bei fester Stoffmenge des gelösten Stoffs halbiert das doppelte Endvolumen die Molarität. Diese Vorhersage prüft die Größenordnung, neben der eigentlichen Rechnung.
Mit Koeffizienten ausgleichen, Formeln erhalten
Nimm die vorbereitete Gleichung N₂ + H₂ → NH₃. Setze die 2 vor NH₃, damit auf jeder Seite zwei Stickstoffatome stehen, dann die 3 vor H₂, damit auf jeder Seite sechs Wasserstoffatome stehen. Die ausgeglichene Reaktionsgleichung ist N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Zähl jedes Element, um das Ergebnis zu prüfen.
NH₃ zu NH₂ zu ändern, würde den dargestellten Stoff ändern. Gleich aus, indem du die Koeffizienten änderst; die tiefgestellten Zahlen bleiben, wie sie sind. Ein Koeffizient multipliziert die ganze Formel: 2NH₃ steht bei der Teilchenzählung für zwei Stickstoffatome und sechs Wasserstoffatome.
Die ausgeglichene Gleichung als Stoffmengenverhältnis nutzen
Bei N₂ + 3H₂ → 2NH₃ reagiert ein Mol N₂ mit drei Mol H₂ und entspricht zwei Mol NH₃. Wenn 0,40 mol N₂ vollständig mit Wasserstoff im Überschuss reagieren, beträgt die theoretische Stoffmenge NH₃ 0,40 × 2 = 0,80 mol. Das ist ein Stoffmengenverhältnis, kein Massenverhältnis.
Eine theoretische Rechnung setzt die Bedingungen aus der Aufgabe voraus, auch welches Edukt die Reaktion limitiert. Die tatsächliche Ausbeute kann niedriger liegen. Wenn du die Stoffmenge eines Produkts in Masse umrechnest, nimm die molare Masse dieses Produkts, nachdem du das Stoffmengenverhältnis angewendet hast.
Ein limitierendes Edukt über dieselbe Reaktion bestimmen
Angenommen, für dieselbe Gleichung sind 0,40 mol N₂ und 0,90 mol H₂ vorhanden. Der Stickstoff bräuchte 1,20 mol H₂ für eine vollständige Reaktion, vorhanden sind aber nur 0,90 mol. Wasserstoff ist das limitierende Edukt. Theoretisch entstehen damit 0,90 × (2/3) = 0,60 mol NH₃.
Du kannst auch aus jedem Edukt die mögliche Produktstoffmenge rechnen und das kleinere Ergebnis nehmen. Die Stoffmengen am Start direkt zu vergleichen, reicht nicht, weil die Koeffizienten verschieden sind. Hier verbrauchen 0,90 mol H₂ 0,30 mol N₂, in dieser idealisierten Rechnung bleiben 0,10 mol N₂ übrig.
Angeben, was die Zahl beschreibt
Ein Endergebnis sollte Stoff oder Lösung nennen, dazu die Größe und die Einheit. Unterscheide mol von mol/L und Gramm von Mol. Folge den Vorgaben der Aufgabe zu signifikanten Stellen und zum Runden und nimm genug Stellen in die Zwischenschritte mit.
Wenn dein Ergebnis falsch wirkt, prüfe zuerst Formel, Endvolumen, ausgeglichene Koeffizienten und den Umrechnungsweg. Frag Lirno nach dem ersten Zusammenhang, der unklar bleibt. Diese Beispiele helfen bei schriftlichen Hausaufgaben. Praktische Versuche laufen nach den freigegebenen Anleitungen und unter Aufsicht deiner Klasse.
Von einer Masse zur Produktstoffmenge in getrennten Schritten
Bei der vorbereiteten Reaktion 2Mg + O₂ → 2MgO: Angenommen, 4,8 g Magnesium reagieren vollständig mit Sauerstoff im Überschuss. Nimm die angegebenen gerundeten molaren Massen: Mg = 24 g/mol und MgO = 40 g/mol. Rechne zuerst die Magnesiummasse in die Stoffmenge um: 4,8/24 = 0,20 mol. Die ausgeglichene Gleichung hat das Verhältnis 2:2, daraus folgen 0,20 mol MgO.
Rechne die Stoffmenge des Produkts zurück in Masse: 0,20 × 40 = 8,0 g MgO. Das Produkt ist schwerer als das Magnesium allein, weil der Sauerstoff Masse beiträgt. Mit diesen gerundeten Werten werden 3,2 g Sauerstoff eingebaut, und 4,8 + 3,2 = 8,0 g. Nimm die Atommassen aus deiner Aufgabe, wenn sie abweichen. Misch gerundete und genauere Werte nicht mitten in der Rechnung.
