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Mol, molare Masse und Avogadro-Konstante – Teilchen zählen durch Wiegen

ChemieAtombau und PeriodensystemAlter 15–16

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Legen Sie zwei Proben auf eine Balkenwaage (Elemente, Wasser, Kochsalz, Kalkstein, Zucker), vergleichen Sie gleiche Massen oder gleiche Stoffmengen und ziehen Sie den Schieberegler. Die Simulation berechnet die molare Masse aus der Formel, die Stoffmenge n = m/M und die Teilchenzahl N = n × Nₐ. Lupen zeigen das Verhältnis der Teilchenzahlen, die Waage neigt sich bei ungleichen Massen, und eine logarithmische Skala mit Vergleichen (Sandkörner, Zählen, Papierstapel) zeigt, wie riesig die Avogadro-Konstante ist.

Lektion: Stoffmenge, molare Masse und Avogadro-Konstante

Was sie zeigt

Ein Mol ist die Stoffmenge, die genau 6,02214076 × 10²³ Teilchen enthält, die Avogadro-Konstante. Weil die molare Masse in g/mol denselben Zahlenwert hat wie die Masse eines Teilchens in atomaren Masseneinheiten, kann man mit einer Waage Atome zählen: 12,01 g Kohlenstoff und 18,02 g Wasser enthalten jeweils etwa 6,02 × 10²³ Teilchen. Die Simulation addiert die Atommassen einer Formel zu M und rechnet mit n = m/M und N = n × Nₐ. Gleiche Massen verschiedener Stoffe enthalten unterschiedlich viele Teilchen; gleiche Stoffmengen enthalten gleich viele, haben aber unterschiedliche Massen.

So funktioniert es

Wählen Sie Stoff A und Stoff B und unter Vergleich Gleiche Masse oder Gleiche Stoffmenge. Ziehen Sie den Schieberegler oder seitlich auf der Waage und beobachten Sie Waagschalen, Lupen und Tabelle. Lesen Sie, wie sich die molare Masse aus der Formel ergibt. Wechseln Sie unter Teilchenzahl von A vorstellen den Vergleich, um die Größe der Avogadro-Konstante zu spüren.

Einstellbare Parameter

  • Stoff A Kohlenstoff (Graphit) – C, Aluminium – Al, Eisen – Fe, Kupfer – Cu, Silber – Ag, Gold – Au, Wasser – H₂O, Kochsalz – NaCl, Kalkstein – CaCO₃, Haushaltszucker – C₁₂H₂₂O₁₁
  • Stoff B Kohlenstoff (Graphit) – C, Aluminium – Al, Eisen – Fe, Kupfer – Cu, Silber – Ag, Gold – Au, Wasser – H₂O, Kochsalz – NaCl, Kalkstein – CaCO₃, Haushaltszucker – C₁₂H₂₂O₁₁
  • Vergleich der beiden Proben Gleiche Masse, Gleiche Stoffmenge
  • Masse jeder Probe (beim Vergleich gleicher Massen) 1–200 g
  • Stoffmenge jeder Probe (beim Vergleich gleicher Stoffmengen) 0,05–5 mol
  • Teilchenzahl veranschaulichen Sand bedeckt das Festland, Einzeln zählen, Papierstapel

Fragen zum Erkunden

  1. Enthalten 12 g Kohlenstoff und 12 g Kupfer gleich viele Atome? Welche Probe enthält mehr, und wie viel mal mehr?
  2. Warum neigt sich die Waage bei 1 mol Wasser und 1 mol Saccharose, obwohl beide gleich viele Moleküle enthalten?
  3. Welche molare Masse hat CaCO₃ nach den Atommassen, und zeigt die Simulation denselben Wert?

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