Molekulargewicht-Rechner

Molmasse = Σ (Atome eines Elements × Atommasse dieses Elements) · bei einem Hydrat kommt der Koeffizient mal 18,015 dazu

M

Die Molmasse der Verbindung in Gramm pro Mol — die Zahl, die diese Seite ausgibt

Atome

Wie viele Atome dieses Elements die Formel enthält: der Index hinter dem Symbol, oder der Multiplikator hinter einer Klammer, oder beides miteinander multipliziert

Atommasse

Die Atommasse des Elements in Gramm pro Mol — eine Eigenschaft des Elements, aus der Tabelle weiter unten

Σ

Summiert über jedes Element der Formel, auch über die, die in Klammern stehen

·

Der Punkt in einer Hydratformel wie CuSO4·5H2O. Die Zahl dahinter zählt die ganze Wassergruppe, fünf Wasser sind also zehn Wasserstoffatome und fünf Sauerstoffatome

Nehmen Sie die Seite, wenn Sie eine Formel haben und ihre Molmasse brauchen — um ein Mol von etwas abzuwiegen, um Gramm in Mol umzurechnen oder um eine Zahl auf einer Reagenzienflasche zu prüfen. Sie ist auch die Seite zum Nachschlagen, wenn eine Formel Klammern oder Kristallwasser enthält, denn das sind die zwei Stellen, an denen eine Handrechnung schiefgeht: In Ca(OH)2 multipliziert der Index hinter der Klammer beide Atome darin, und in CuSO4·5H2O multipliziert die Fünf zwei Wasserstoffe und einen Sauerstoff je Wasser. Die Atommasse jedes Elements steht in der Tabelle unten.

1. Die Molmasse von Wasser, bis zur Masse jedes Elements

   1. Die Formel als zwei Wasserstoffe und ein Sauerstoff lesen: H2O
   2. Wasserstoff: 2 × 1,008 = 2,016 Gramm pro Mol
   3. Sauerstoff: 1 × 15,999 = 15,999 Gramm pro Mol
   4. Addieren: 2,016 + 15,999 = 18,015 Gramm pro Mol
   5. Die Atomzahl ist 2 + 1 = 3 Atome je Molekül

   Dieselbe Summe zerlegt die Masse nach Elementen: Sauerstoff macht 15,999 ÷ 18,015 = 88,81 % der Masse aus und Wasserstoff die übrigen 11,19 %. Dieses Verhältnis ist der Grund, warum es sich lohnt, die Molmasse von Wasser zu kennen — ein Gramm Wasser ist kein Gramm Wasserstoff.

2. Ein Hydratsalz, bei dem der Punkt die Arbeit macht

   1. Die Formel am Punkt teilen: CuSO4 links, 5H2O rechts
   2. Linke Seite: 63,546 (Cu) + 32,06 (S) + 4 × 15,999 (O) = 159,602 Gramm pro Mol
   3. Rechte Seite: 5 × 18,015 = 90,075 Gramm pro Mol — fünf ganze Wassermoleküle
   4. Beide addieren: 159,602 + 90,075 = 249,677 Gramm pro Mol
   5. Atome zählen: 1 + 1 + 4 = 6 links und 5 × 3 = 15 rechts, also 21 insgesamt

   Die fünf Wasser machen 90,075 ÷ 249,677 = 36,08 % der Masse der blauen Kristalle aus. Deshalb sind die wasserfreie und die hydratisierte Form desselben Salzes nach Gewicht nicht austauschbar, und deshalb liefert eine Flasche, die offen gestanden hat, einen zu niedrigen Wert.

Die Atommassen hinter dieser Seite sind die abgekürzten CIAAW-Werte für die natürliche irdische Häufigkeit der Elemente, mit vier oder fünf gültigen Stellen angegeben. Es sind Standard-Atommassen und keine exakten Massen, die dritte Nachkommastelle einer Molmasse liegt also schon jenseits dessen, was die Quelle trägt: Wasser ist hier 18,015, und ein genauerer Wert wäre 18,0153, wobei sich die letzte Stelle je nach Probe noch bewegt. Für das Abwiegen eines Reagenzes ist das weit mehr Genauigkeit, als Sie brauchen; für ein Massenspektrometer reicht es nicht, und dort sollten Sie die exakten Isotopenmassen verwenden. Vierunddreißig Elemente haben überhaupt keine Standard-Atommasse — Technetium, Promethium, Polonium, Astat, Radon, Francium, Radium, Actinium und alles ab Neptunium aufwärts —, weil sie keine stabilen Isotope haben, aus denen sich eine natürliche Häufigkeit messen ließe. Formeln, die sie enthalten, werden abgelehnt statt mit der Masse eines bestimmten Isotops beantwortet, denn diese Zahl sähe vollkommen normal aus und ruhte dabei auf einer Annahme, die die Seite nie genannt hat. Isotope werden ebenfalls nicht verstanden: D2O ist keine Formel, die diese Seite annimmt, und ein Ion wie Na+, eine Strukturformel mit Bindestrichen wie CH3-CH2-OH oder ein Zustandssymbol ebenso wenig. Und schließlich ist die Molmasse eine Eigenschaft allein der Formel — diese Seite sagt nichts darüber, wie ein Stoff sich verhält, ob er sich löst oder ob die Verbindung überhaupt existiert.

Worin unterscheiden sich Molekulargewicht und Molmasse?

Zahlenmäßig sind sie dieselbe Zahl, deshalb gibt dieser Rechner einen einzigen Wert aus. Das Molekulargewicht ist die Masse eines Moleküls relativ zu einem Zwölftel eines Kohlenstoff-12-Atoms, also ein reines Verhältnis ohne Einheit; die Molmasse ist die Masse eines Mols des Stoffes und trägt deshalb die Einheit Gramm pro Mol. Für Wasser kommen beide auf 18,015. Der Unterschied zählt beim Schreiben und nicht beim Rechnen, und auch das Formelzeichen ist ein anderes: M für die Molmasse und die dimensionslose relative Molekülmasse für die andere.

Wie lässt sich die Molmasse von Hand berechnen?

Multiplizieren Sie die Atommasse jedes Elements mit der Anzahl der Atome dieses Elements in der Formel und addieren Sie die Ergebnisse. Für Glucose, C6H12O6, sind das 6 × 12,011 = 72,066 für Kohlenstoff, 12 × 1,008 = 12,096 für Wasserstoff und 6 × 15,999 = 95,994 für Sauerstoff, zusammen 180,156 Gramm pro Mol. Die zwei Stellen, an denen eine Handrechnung schiefgeht, sind Klammern und der Punkt: Der Index hinter einer Klammer multipliziert jedes Element darin, und die Zahl hinter dem Punkt in einem Hydrat multipliziert ein ganzes Wassermolekül.

Warum bekomme ich für PuO2 oder Tc2O7 keinen Wert?

Weil diese Elemente keine Standard-Atommasse haben. Technetium, Promethium, Polonium, Astat, Radon, Francium, Radium, Actinium und jedes Element ab Neptunium aufwärts sind radioaktiv ohne stabile Isotope, es gibt also keine natürliche Häufigkeit zum Mitteln, und die CIAAW-Tabelle druckt anstelle eines Wertes einen Strich. Die Masse eines einzelnen Isotops einzusetzen ergäbe eine Zahl, die vollkommen gewöhnlich aussieht — Plutonium-244 ergibt für PuO2 den Wert 276,998 — und dabei still annimmt, Sie meinten dieses Isotop und kein anderes, das um rund 2 % abweicht.

Wie viele Nachkommastellen sollte ich behalten?

Drei ist die Zahl, die Lehrbücher drucken und die diese Seite zeigt, und sie ist mehr, als die zugrunde liegenden Daten rechtfertigen. Standard-Atommassen werden mit vier oder fünf gültigen Stellen angegeben, die letzte Stelle einer Molmasse ist also ohnehin unsicher; Wasser ist nach diesen Werten 18,015 und nach genaueren 18,0153. Für das Abwiegen eines Reagenzes auf einer Waage, die auf ein Milligramm anzeigt, sind 0,01 g/mol reichlich: Der Fehler aus den Atommassen ist kleiner als der Fehler der Waage.

Versteht der Formelparser Klammern und Kristallwasser?

Beides ja, und sie schachteln sich. Runde Klammern, eckige Klammern und der Punkt werden verstanden, und ein Koeffizient vor der ganzen Formel multipliziert durch alles danach hindurch: 2Fe4[Fe(CN)6]3 wird zu 7 Eisen-, 18 Kohlenstoff- und 18 Stickstoffatomen, wenn man die innere 6 mit der äußeren 3 und dann mit der 2 multipliziert. Leerzeichen werden an den meisten Stellen ignoriert — um den Punkt, zwischen Elementen, an beiden Enden —, aber es gibt eine Stelle, an der sie es nicht werden: Auf ein Leerzeichen darf keine Ziffer folgen. Das liegt daran, dass der Fehler, den das verbergen würde, unsichtbar ist. Kopiert man den Punkt eines Hydrats schlecht, kommt CuSO4·5H2O als CuSO4 5H2O an, eine völlig gültige Formel mit sechsundvierzig Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen, 833,576 Gramm pro Mol statt 249,677, ohne dass auf der Seite irgendetwas auf einen Fehler hindeutet. Deshalb lehnt das Feld diese Form ab, statt zu raten, und die Behebung besteht darin, den Punkt wieder hineinzusetzen. Führende Nullen wie H02O werden als H2O gelesen.

• Standard Atomic Weights — abridged to four significant figures — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC
• SI Units — Amount of Substance: the mole — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• Molekülmasse — chemie.de