Geben Sie von Masse des gelösten Stoffs m, molarer Masse M, Volumen der Lösung V und Stoffmengenkonzentration c die drei Werte ein, die Sie kennen. Der leer gelassene Wert wird berechnet. Für jedes Feld wählen Sie eine Einheit (unterschiedliche Einheiten werden automatisch umgerechnet).
Inhaltsverzeichnis
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Das können Sie auf dieser Seite
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Wofür braucht man diese Berechnung?
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Anleitung
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Formel
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Symbole und Begriffe
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Das sollten Sie vorher wissen
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So berechnen Sie es in Excel
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So berechnen Sie es in Google Tabellen
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So berechnen Sie es in Python
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So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
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So lassen Sie ChatGPT rechnen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle Rechner von NumberChef
Das können Sie auf dieser Seite
- Geben Sie drei der vier Größen Masse des gelösten Stoffs \(m\), molare Masse \(M\), Volumen der Lösung \(V\) und Stoffmengenkonzentration \(c\) ein – die leer gelassene vierte wird berechnet
- Jedes Feld hat eine eigene Einheit (Masse: g, mg, kg; Volumen: L, ml, m³, cm³; Konzentration: mol/L, mmol/L, μmol/L, mol/m³). Unterschiedliche Einheiten werden automatisch umgerechnet
- Im Ergebnis stehen immer auch die Stoffmenge des gelösten Stoffs (mol) und die Massenkonzentration (g/L)
- Direkt nutzbar für Versuche und Protokolle im Chemieunterricht, etwa „Wie viel Gramm Kochsalz brauche ich für 2 L Kochsalzlösung mit 0,5 mol/L?“
- Dazu eine verständliche Erklärung der Formeln sowie fertige Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python
Wofür braucht man diese Berechnung?
„Stellen Sie 500 ml Kochsalzlösung mit 0,1 mol/L her“ – eine der ersten Rechnungen im Schul- oder Hochschullabor. Die benötigte Masse ist Masse = Konzentration × molare Masse × Volumen, also \(0{,}1 \times 58{,}44 \times 0{,}5 \approx 2{,}92\) g. Diese Menge abwiegen, in Wasser lösen und im Messkolben genau auf 500 ml auffüllen.
Das Ansetzen von Lösungen gehört zu jedem Chemieversuch, und diese Formel ist die Grundlage dafür.
Physiologische Kochsalzlösung für Infusionen enthält 9 g Kochsalz pro 1 L Lösung (9 g/L, also 0,9 %). Als Stoffmengenkonzentration sind das \(9 \div 58{,}44 \approx 0{,}154\) mol/L. Diese Konzentration ist so gewählt, dass ihr osmotischer Druck etwa dem der Körperflüssigkeiten entspricht.
Die Konzentrationen von Infusionen und Medikamenten im Krankenhaus beruhen auf solchen Rechnungen (über die tatsächliche Dosierung entscheiden Ärztinnen, Ärzte und Apotheken).
Enthält ein Saft 45 g Traubenzucker (Glucose, molare Masse 180,16 g/mol) pro 1 L, beträgt die Stoffmengenkonzentration \(45 \div 180{,}16 \approx 0{,}25\) mol/L.
Vergleicht man in Gramm (Massenkonzentration), wirken schwere Moleküle nach mehr; die Stoffmengenkonzentration vergleicht dagegen, wie viele Moleküle gelöst sind. Süße und osmotischer Druck hängen von der Zahl der Moleküle ab – bei der Entwicklung von Lebensmitteln ist diese Sicht hilfreich.
Wasseranalysen geben Werte oft in mg/L an (Massenkonzentration), etwa „Calcium 20 mg/L“; in der Chemie rechnet man sie in die Stoffmengenkonzentration um. Bei Calcium (molare Masse 40,08 g/mol) sind 20 mg/L \(0{,}02 \div 40{,}08 \approx 0{,}0005\) mol/L, also etwa 0,5 mmol/L.
Auch die Härtebereiche, die Wasserversorger in Deutschland angeben, sind in mmol/L festgelegt: weich unter 1,5, mittel 1,5 bis 2,5 und hart über 2,5 mmol Calciumcarbonat je Liter (§ 9 Wasch- und Reinigungsmittelgesetz). Die Beurteilung von Grenzwerten und die Berechnung der Wasserhärte beruhen auf dieser Umrechnung.
Beim Anbau von Tomaten oder Erdbeeren in Hydrokultur wird die Düngerkonzentration laufend gesteuert. Löst man zum Beispiel 10,11 g Kaliumnitrat (KNO₃, Formelmasse 101,1) pro 1 L, ergibt das genau \(10{,}11 \div 101{,}1 = 0{,}1\) mol/L.
Für die Pflanzen zählt die Zahl der Ionen, deshalb werden Konzentrationen in Forschung und in Rezepten für Nährlösungen meist als Stoffmengenkonzentration (mmol/L) angegeben.
Formel
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(c\) | c | Die Stoffmengenkonzentration: Stoffmenge des gelösten Stoffs pro 1 L Lösung. Das c steht für Konzentration (lateinisch concentratio). (Beispiel – bei einer Kochsalzlösung mit 0,5 mol/L ist \(c = 0{,}5\) mol/L) |
| \(n\) | n | Die Stoffmenge. Sie zählt Teilchen (Moleküle, Ionen usw.), wobei etwa 6,02 · 10²³ Teilchen 1 mol sind. Die Einheit ist mol (Mol). |
| \(m\) | kleines m | Die Masse des gelösten Stoffs, also die mit der Waage gemessene Menge des Stoffs, den Sie lösen. Das m steht für Masse; die Einheit ist g oder ähnlich. |
| \(M\) | großes M | Die molare Masse: die Masse von 1 mol des Stoffs (g/mol). Zahlenmäßig gleich der Molekülmasse (Formelmasse). (Beispiel – Wasser hat 18,02 g/mol.) Verwechseln Sie sie nicht mit dem kleinen \(m\) (Masse). |
| \(V\) | V | Das Volumen der Lösung, also der ganzen Flüssigkeit nach dem Lösen. Das V steht für Volumen; die Einheit ist L, ml oder ähnlich. |
| mol/L | Mol pro Liter | Einheit der Stoffmengenkonzentration: wie viel mol in 1 L Lösung gelöst sind. Oft schreibt man auch „1 M“ oder „0,5 M“ (gelesen „molar“). Dieses M ist etwas anderes als das Symbol \(M\) der molaren Masse – Vorsicht. |
| g/mol | Gramm pro Mol | Einheit der molaren Masse – wie viel Gramm 1 mol wiegt. |
| g/L | Gramm pro Liter | Einheit der Massenkonzentration – wie viel Gramm in 1 L Lösung gelöst sind. Der Rechner zeigt sie zur Orientierung mit an. |
Begriffe
| Mol | Einheit der Stoffmenge (Zeichen mol). So wie 12 Stück ein Dutzend sind, sind etwa 6,02 · 10²³ Teilchen (Moleküle, Ionen usw.) 1 mol. Atome und Moleküle sind viel zu klein, um sie einzeln zu zählen; in diesem großen Paket gezählt, lassen sie sich mit der Masse in Gramm verbinden, die man wiegen kann. |
| Stoffmenge | Eine in mol angegebene Menge, die auf der Teilchenzahl beruht. Sie ist eine andere Größe als die Masse (g). Chemische Reaktionen laufen zwischen Teilchen ab, deshalb rechnet man Reaktionen grundsätzlich mit Stoffmengen, nicht mit Gramm. |
| Avogadro-Konstante | Die Zahl der Teilchen in 1 mol, etwa 6,02 · 10²³. Genau ist sie festgelegt als N_A = 6,02214076 · 10²³ /mol. |
| Molekülmasse | Gibt an, wie viel Mal so schwer ein Molekül ist wie 1/12 eines Kohlenstoffatoms ¹²C (genauer relative Molekülmasse, ohne Einheit). Sie ist die Summe der Atommassen im Molekül; für Wasser (H₂O) 1,008 · 2 + 16,00 ≈ 18,02. Bei Stoffen, die keine Moleküle bilden, wie Kochsalz (NaCl), heißt dieselbe Summe Formelmasse. |
| Formelmasse | Die Summe der Atommassen in der Formel eines Stoffs aus Ionen wie Kochsalz (NaCl). Sie wird genauso verwendet wie die Molekülmasse (NaCl – 22,99 + 35,45 ≈ 58,44). Im Feld „Molare Masse“ dieser Seite können Sie auch die Formelmasse eingeben. |
| molare Masse | Die Masse von 1 mol eines Stoffs (g/mol). Sie hat denselben Zahlenwert wie die Molekülmasse (Formelmasse), nur mit der Einheit g/mol: „Molekülmasse von Wasser 18,02 → molare Masse 18,02 g/mol → 1 mol Wasser wiegt 18,02 g“. |
| Stoffmengenkonzentration | Konzentrationsangabe als Stoffmenge des gelösten Stoffs pro 1 L Lösung (mol/L), umgangssprachlich auch Molarität. In der Schulchemie die übliche Konzentrationsangabe; ihr Vorteil ist, dass sie direkt zu Reaktionsberechnungen führt. |
| Massenkonzentration | Konzentrationsangabe als Masse des gelösten Stoffs pro 1 L Lösung (g/L, Formelzeichen β). Sie ist gleich Stoffmengenkonzentration × molare Masse. Bei Mineralwasser und Trinkwasser findet man oft die verwandte Einheit mg/L. |
| gelöster Stoff | Der Stoff, der gelöst ist. In Salzwasser ist es das Salz. Es löst sich im Lösungsmittel (Wasser), und es entsteht die Lösung (Salzwasser). |
| Lösungsmittel | Die Flüssigkeit, die den Stoff löst. In Salzwasser ist es das Wasser. Es löst den gelösten Stoff (Salz), und es entsteht die Lösung (Salzwasser). |
| Lösung | Das Ganze aus gelöstem Stoff und Lösungsmittel. Bei Salzwasser ist es das Salzwasser selbst. Für die Stoffmengenkonzentration nimmt man das Volumen der Lösung. |
| Massenanteil | Konzentrationsangabe als Masse des gelösten Stoffs in Prozent der Masse der Lösung (Formelzeichen w, früher Massenprozent). Um ihn in die Stoffmengenkonzentration umzurechnen, braucht man die Dichte der Lösung; dieser Rechner behandelt ihn daher nicht. |
Das sollten Sie vorher wissen
Damit Sie die Rechnung auf dieser Seite nicht nur per Knopfdruck, sondern mit echtem Verständnis nutzen, hilft Ihnen dieses Vorwissen.
| Rechnen mit „pro Einheit“ und Dreisatz (Klasse 6–7, 11–13 Jahre) |
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| Multiplizieren und Dividieren von Dezimalzahlen (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
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| Lösungen und Konzentration (Chemie, Klasse 7–8, 12–14 Jahre) |
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| Atome, Moleküle und chemische Formeln (Chemie, Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
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| Stoffmenge und molare Masse (Chemie, Klasse 9–10, 14–16 Jahre) |
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So berechnen Sie es in Excel
| Stoffmenge des gelösten Stoffs n (mol) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | =B1/B2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 90 |
| Molare Masse M (g/mol) | 18 |
| Stoffmenge n (mol) | =B1/B2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | =B1/(B2*B3) |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | =B1*B2*B3 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | =B1/(B2*B3) |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Molare Masse M (g/mol) | =B1/(B2*B3) |
„=B1/(B2*B3)“ bedeutet „B1 geteilt durch das Produkt aus B2 und B3“ („*“ steht für Malnehmen, „/“ für Teilen).
Die erste Tabelle zeigt zum Beispiel in B3 0,25 (mol/L), die zweite in B3 5 (mol), die dritte in B4 etwa 0,856 (mol/L), die vierte in B4 58,44 (g), die fünfte in B4 etwa 3,42 (L) und die sechste in B4 100 (g/mol). Ersetzen Sie einfach die Eingaben durch Ihre eigenen Zahlen. Geben Sie die Werte in g, g/mol und L ein (Werte in mg oder ml vorher mit 1 g = 1.000 mg und 1 L = 1.000 ml umrechnen).
So berechnen Sie es in Google Tabellen
| Stoffmenge des gelösten Stoffs n (mol) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | =B1/B2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 90 |
| Molare Masse M (g/mol) | 18 |
| Stoffmenge n (mol) | =B1/B2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | =B1/(B2*B3) |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | =B1*B2*B3 |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Molare Masse M (g/mol) | 58,44 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | =B1/(B2*B3) |
| Masse des gelösten Stoffs m (g) | 100 |
| Stoffmengenkonzentration c (mol/L) | 0,5 |
| Volumen der Lösung V (L) | 2 |
| Molare Masse M (g/mol) | =B1/(B2*B3) |
So berechnen Sie es in Python
mass = 100.0 # Masse des gelösten Stoffs m (g)
molar_mass = 58.44 # molare Masse M (g/mol), Wert für Kochsalz NaCl
volume = 2.0 # Volumen der Lösung V (L)
moles = mass / molar_mass # Stoffmenge n = m ÷ M (mol)
molarity = moles / volume # Stoffmengenkonzentration c = n ÷ V (mol/L)
mass_concentration = mass / volume # Massenkonzentration = m ÷ V (g/L)
print(f"Stoffmenge: {moles} mol")
print(f"Stoffmengenkonzentration: {molarity} mol/L")
print(f"Massenkonzentration: {mass_concentration} g/L")
# Probe durch Rückrechnung: Masse m = c × M × V, Volumen V = m ÷ (M × c)
mass_check = molarity * molar_mass * volume
volume_check = mass / (molar_mass * molarity)
print(f"Probe (Masse): {mass_check} g")
print(f"Probe (Volumen): {volume_check} L")
So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
c = n ÷ V
c = \dfrac{n}{V}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>c</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>n</mi><mi>V</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
c = n/V
n/V
c := n/V;
c = n/V;
c = n/V
n = m ÷ M
n = \dfrac{m}{M}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>m</mi><mi>M</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
n = m/M
m/M
n := m/M;
n = m/M;
n = m/M
c = m ÷ (M × V)
c = \dfrac{m}{M V}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>c</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>m</mi>
<mrow><mi>M</mi><mo>⁢</mo><mi>V</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
c = m/(M V)
m/(M*V)
c := m/(M*V);
c = m/(M*V);
c = m/(M V)
m = c × M × V
m = c M V
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>=</mo>
<mi>c</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>M</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>V</mi>
</mrow>
</math>
m = c M V
c*M*V
m := c*M*V;
m = c*M*V;
m = cMV
V = m ÷ (M × c)
V = \dfrac{m}{M c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>m</mi>
<mrow><mi>M</mi><mo>⁢</mo><mi>c</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
V = m/(M c)
m/(M*c)
V := m/(M*c);
V = m/(M*c);
V = m/(Mc)
M = m ÷ (c × V)
M = \dfrac{m}{c V}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>m</mi>
<mrow><mi>c</mi><mo>⁢</mo><mi>V</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
M = m/(c V)
m/(c*V)
M := m/(c*V);
M = m/(c*V);
M = m/(cV)
So lassen Sie ChatGPT rechnen
Sie sind ein Rechenassistent für Stoffmengenkonzentrationen. Führen Sie die folgende Berechnung unbedingt durch, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (nicht im Kopf rechnen und nicht schätzen). 100 g Kochsalz (NaCl, molare Masse 58,44 g/mol) wurden in Wasser gelöst und auf genau 2 L aufgefüllt. Berechnen Sie mit der Formel c = m ÷ (M × V): 1. die Stoffmengenkonzentration dieser Kochsalzlösung (mol/L) 2. die Stoffmenge des gelösten Kochsalzes (mol) 3. die Masse Kochsalz (g), die man für 2 L Kochsalzlösung mit 0,5 mol/L braucht Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis.
Anleitung
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1Werte eingebenTragen Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ansehenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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