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Die Zusammensetzung des Masseanteils eines Moleküls gibt den prozentualen Anteil eines jeden Elements an der gesamten Masse des Moleküls an. Um den Massenanteil eines einzelnen Elements zu bestimmen, wird das Verhältnis von der Masse des Elements zur Gesamtmasse der chemischen Verbindung berechnet und mit 100% multipliziert. Es mag kompliziert klingen, aber im Grunde ist es ein ziemlich einfacher Vorgang.
Vorgehensweise
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Kenne den Aufbau von Atomen. Atome sind die grundlegenden Bausteine von Materie, zusammengesetzt aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Alles um dich herum wird durch Atome gebildet.
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Sei dir im Klaren darüber, was Moleküle sind. Moleküle sind elektrisch neutrale chemische Gruppen aus zwei oder mehr Atomen, die durch chemische Verbindungen zusammengehalten werden.
- Wasser besteht zum Beispiel aus dem Molekül H 2 O. Jedes Wassermolekül ist zusammengesetzt aus zwei Wasserstoffatomen, die chemisch an ein Sauerstoffatom gebunden sind.
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Verstehe die chemische Einheit Mol. Das Mol ist eine Maßeinheit, die dazu verwendet wird, um die Menge einer chemischen Substanz in einem Stoffgemisch anzugeben. Sie ist definiert als die Menge einer beliebigen Substanz, die 6.02 x10^ 23 Elementarteilchen enthält. Verwende Mol um eine präzise Aussage über die Menge einer chemischen Substanz zu treffen.
- 6.02 x 10^23, was ungefähr der Anzahl Kohlenstoffatome in 12 Gramm reinem Kohlenstoff entspricht, wird auch als “Avogadro-Konstante” bezeichnet.
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Kenne die Definition einer chemischen Verbindung. Chemische Verbindungen sind reine chemische Substanzen, die aus zwei oder mehr chemischen Elementen bestehen.
- Wasser ist eine chemische Verbindung, gebildet durch das Molekül H 2 O.
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Habe ein Verständnis über die absolute Atommasse. Die absolute Atommasse gibt die Masse eines atomaren Partikel, subatomaren Partikels oder eines Moleküls an. Sie wird in Gramm pro Mol (g/mol) ausgedrückt.
- Beachte, dass sich die absolute Atommasse von der relativen Atommasse unterscheidet und sich speziell auf die Gesamtmasse eines Teilchens, subatomaren Teilchens oder Moleküls im Ruhezustand bezieht.
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Verstehe die absolute Molekülmasse. Unter der absoluten Molekülmasse versteht man die Masse eines einzelnen Moleküls. Mit anderen Worten, es ist die Gesamtmasse aller einzelnen Atome, aus denen das gegebene Molekül zusammengesetzt ist.
- Ähnlich wie bei der Atommasse gibt es Unterschiede zwischen der absoluten und der relativen Molekülmasse.
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Liste die Elemente innerhalb der chemischen Verbindung auf.
- Nehmen wir beispielsweise an, du willst den Massenanteil von Zitronensäure (C 6 H 8 O 7 ) bestimmen. Die Elemente dieser Verbindung sind Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O).
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Schreibe die (absolute) Atommasse für jedes einzelne Element auf. Nutze das Periodensystem, um an die gesuchten Werte zu kommen. Du findest sie meistens unterhalb des Elementsymbols in der Einheit g/mol.
- Für unser obiges Beispiel würdest du angeben, dass die Atommasse von Kohlenstoff 12,01 g/mol, von Wasserstoff 1,00 g/mol und von Sauerstoff 15,99 g/mol beträgt.
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Berechne die einzelnen Massenanteile eines jeden Elements deiner Verbindung. Den Massenanteil eines Elements errechnet man, indem man die Atommasse des Elements mit der Anzahl Atome multipliziert, die sich in einem einzigen Molekül dieser Verbindung befinden. Die tiefgestellte Ziffer hinter dem Elementsymbol gibt Aufschluss darüber, wie viele Atome sich von diesem Element in einem Molekül befinden.
- Rufe dir für unser obiges Beispiel in Erinnerung, dass jedes Molekül unserer Verbindung aus 6 Kohlenstoffatomen, 8 Wasserstoffatomen und 7 Sauerstoffatomen zusammengesetzt ist. Folglich würdest du die einzelnen Massenanteile folgendermaßen berechnen:
Massenanteil von Kohlenstoff: 6 x 12,01 g/mol = 72,06 g/mol
Massenanteil von Wasserstoff: 8 x 1,00 g/mol = 8,00 g/mol
Massenanteil von Sauerstoff: 7 x 15,99 g/mol = 111,93 g/mol
- Rufe dir für unser obiges Beispiel in Erinnerung, dass jedes Molekül unserer Verbindung aus 6 Kohlenstoffatomen, 8 Wasserstoffatomen und 7 Sauerstoffatomen zusammengesetzt ist. Folglich würdest du die einzelnen Massenanteile folgendermaßen berechnen:
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Berechne die gesamte Molekularmasse deiner Verbindung. Die gesamte Molekularmasse einer Verbindung wird ausgedrückt als Summe der Massenanteile eines jeden einzelnen Elements der Verbindung. Sie repräsentiert die Masse eines einzelnen Moleküls.
- Für unser obiges Beispiel wird die gesamte Molekularmasse folgendermaßen berechnet: Molekularmasse von C 6 H 8 O 7 = 72,06 g/mol + 8,00 g/mol + 111,93 g/mol = 191,99 g/mol
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Bestimme die Zusammensetzung der Massenanteile. Die Zusammensetzung der Massenanteile eines Elements wird angegeben als Verhältnis des Massenanteils eines Elements und der gesamten Molekularmasse multipliziert mit 100%.
- Berechne die Massenprozente für unser Beispiel wie in der Abbildung gezeigt. Du kannst die Schlußfolgerung ziehen, dass C 6 H 8 O 7 aus 37,53% Kohlenstoff, 4,16% Wasserstoff und 58,29 Sauerstoff besteht.
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Tipps
- Du kannst deine Arbeit überprüfen, indem du die einzelnen Prozentwerte addierst und nachprüfst, dass sie zusammen 100% ergeben. Sei dir allerdings im Klaren darüber, dass du möglicherweise nicht exakt 100% erhältst. Der Grund dafür ist, dass die Massenanteile von jedem Element auf 2 Dezimalstellen gerundet sind.
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Referenzen
- http://chemistry.about.com/od/workedchemistryproblems/a/How-To-Calculate-Mass-Percent.htm
- http://en.wikipedia.org/wiki/Atom
- http://chemistry.about.com/od/moleculescompounds/f/What-Is-A-Molecule.htm
- http://chemistry.about.com/cs/generalchemistry/f/blmole.htm
- http://www.universetoday.com/73476/what-is-atomic-mass/
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