Chemie
Rechner für die Konzentration von Lösungen
Molarität, Molalität, Prozentangaben, parts per million und Verdünnungen: Wähle die in deiner Aufgabe verwendete Angabeform und gib die Daten ein.
Welche Konzentrationsangabe wann
Die Molarität, Stoffmenge je Liter Lösung, herrscht im Labor vor, weil Reagenzien nach Volumen entnommen werden und Reaktionskoeffizienten Verhältnisse zwischen Stoffmengen sind. Sie hat einen Nachteil: Das Volumen einer Flüssigkeit ändert sich mit der Temperatur, eine 1-M-Lösung bei 20 °C ist bei 60 °C also nicht mehr genau 1 M. Deshalb bevorzugt man in thermodynamischen Rechnungen die Molalität, die durch die Masse des Lösungsmittels teilt und temperaturunabhängig ist.
Prozentangaben verwendet man dort, wo die Substanz nicht auf molekularer Ebene bekannt sein muss. Das Massenprozent steht auf Lebensmitteletiketten und Handelsreagenzien; das Masse-pro-Volumen-Prozent, Gramm je hundert Milliliter, beschreibt die 0,9-prozentige Kochsalzlösung; das Volumenprozent ist der Alkoholgehalt. Parts per million kommen ins Spiel, wenn Prozentangaben zu viele Nullen ergäben, etwa bei Wasseranalysen.
Die Verdünnung ist mit Abstand die häufigste Rechnung und beruht auf einer einzigen Beobachtung: Beim Zugeben von Lösungsmittel ändert sich die Stoffmenge des gelösten Stoffs nicht. Daraus folgt c₁V₁ = c₂V₂, wobei beide Produkte dieselbe Stoffmenge vor und nach der Verdünnung sind. Die praktische Frage ist fast nie, welche Konzentration herauskommt, sondern wie viel Lösungsmittel zuzugeben ist: die Differenz der beiden Volumina, unter dem Ergebnis angegeben.
Häufige Fehler
- Das Lösungsmittelvolumen statt des Lösungsvolumens in der Molarität verwenden: Ein Mol in einem Liter Wasser zu lösen ergibt keine 1-M-Lösung, weil das Endvolumen über einem Liter liegt. Man füllt bis zur Marke auf, man gibt keinen Liter zu.
- Das Volumen in Millilitern lassen: Die Molarität verlangt Liter. Zweihundertfünfzig Milliliter sind 0,25 L, und das Vergessen verfälscht das Ergebnis um den Faktor tausend.
- Molarität und Molalität verwechseln: Die erste teilt durch das Volumen der Lösung in Litern, die zweite durch die Masse des Lösungsmittels in Kilogramm. In verdünnten wässrigen Lösungen liegen die Werte nah beieinander, was den Fehler schwer erkennbar macht.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Molarität einer Lösung?
Man teilt die Stoffmenge des gelösten Stoffs durch die Liter Lösung: c = n/V. Liegt statt der Stoffmenge die Masse vor, teilt man zuerst durch die molare Masse. Achtung: Das Volumen ist das der fertigen Lösung, nicht des zugegebenen Lösungsmittels.
Wie verwendet man die Formel c₁V₁ = c₂V₂?
Man multipliziert die Anfangskonzentration mit dem Anfangsvolumen und teilt durch das Endvolumen; das ergibt die Konzentration nach der Verdünnung. Das zuzugebende Lösungsmittel ist die Differenz V₂ − V₁.
Was ist der Unterschied zwischen % m/m und % m/V?
Das erste ist Gramm gelöster Stoff je hundert Gramm Lösung, das zweite Gramm je hundert Milliliter. Sie stimmen nur überein, wenn die Dichte der Lösung ein Gramm je Milliliter beträgt, also bei sehr verdünnten wässrigen Lösungen.
Wie viel ist 1 ppm?
Ein Teil in einer Million, also ein Milligramm gelöster Stoff je Kilogramm Lösung, oder gleichbedeutend ein Milligramm je Liter in verdünnten wässrigen Lösungen. Das entspricht 0,0001 %.
Wie diese Berechnung funktioniert
Molarität: c = n/V, mit n in Mol und V in Litern Lösung. Aus der Masse: c = m/(M·V). Molalität: b = n/kg Lösungsmittel. Massenprozent: % m/m = (Masse des gelösten Stoffs / Masse der Lösung) × 100. Masse pro Volumen: % m/V = (g gelöster Stoff / mL Lösung) × 100. Volumenprozent: % V/V = (Volumen des gelösten Stoffs / Volumen der Lösung) × 100. Parts per million: ppm = (Masse des gelösten Stoffs / Masse der Lösung) × 10⁶, entspricht % · 10⁴. Verdünnung: c₁V₁ = c₂V₂, also c₂ = c₁V₁/V₂; das zuzugebende Lösungsmittel ist V₂ − V₁ und der Verdünnungsfaktor V₂/V₁.
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