Liste von Größenordnungen der Stoffmenge

Dies ist eine Zusammenstellung von Stoffmengen verschiedener Größenordnungen zu Vergleichszwecken. Die Angaben sind oft als „typische Werte“ zu verstehen, die gerundet sind.

Grundeinheit der Stoffmenge im internationalen Einheitensystem ist das Mol (Einheitenzeichen mol). Ein Mol eines Stoffes enthält gemäß Definition exakt 6.02214076e23 (602 Trilliarden) Teilchen. Als Teilchen sind hierbei die Bestandteile chemischer Stoffe wie Atome, Ionen oder Moleküle zu verstehen. Die angegebene Zahl heißt Avogadro-Zahl. Sie wurde so festgelegt, dass X g von Teilchen der Masse X u möglichst genau 1 mol ergibt. Dabei ist u die atomare Masseneinheit. Somit gilt mit hoher Genauigkeit der früher exakt festgelegte Zusammenhang weiter, wonach 1 mol 12C-Atome eine Masse von 12 g hat.

Der für jeden Stoff spezifische Zusammenhang von Masse und Stoffmenge wird durch seine molare Masse  angegeben. Diese ist der Quotient aus der Masse  und der Stoffmenge  und zugleich das Produkt aus der Teilchenmasse  und der Avogadro-Konstanten , die die Anzahl der Teilchen pro Mol angibt:

Stoffmengen kleiner als 1 µmol (10−6 mol)Bearbeiten

Das Einheitenzeichen µmol steht für Mikromol oder 0,000 001 mol

  • 1.6e-24 mol – Kleinstmögliche Stoffmenge  , bestehend aus einem einzigen Teilchen, z. B. aus einem 1H-Wasserstoffatom oder Proton (mit   = 1 u = 1.66e-27 kg) oder einem Goldatom 197Au (mit   = 197 u = 3.27e-25 kg). Für diese Menge gilt  .
  • 10–9–10–12 mol – Fremdstoffanteil in einem Mol Silicium im Basismaterial der Halbleiterfertigung, gleichbedeutend mit einem Fremdatom pro eine Milliarde Silicium-Atome bis pro eine Billion Silicium-Atome

1 µmol bis 1 mmol (10−6 mol bis 10−3 mol)Bearbeiten

 
Dazu nimmt jedes Silberion eine Elementarladung   auf. Die Stoffmenge von   Silberionen besteht aus   Teilchen und wird durch die Ladungsmenge   in Silber überführt. Die Konstanten darin werden zur Faraday-Konstanten   zusammengefasst.
  • 0,1 mmol – Stoffmenge eines Kohlenstoffkügelchens von 1 mm Durchmesser (Dichte 2,26 g/cm3; molare Masse 12 g/mol)
  • 0,4 mmol – Stoffmengenanteil an Kohlenstoffdioxid (CO2) in einem Mol Luft

1 mmol bis 1 mol (10−3 mol bis 100 mol)Bearbeiten

  • 2,5 mmol – Anteil an Calciumcarbonat (oder einem äquivalenten Anteil an Magnesiumcarbonat) in einem Liter Wasser (1  ) mit der Wasserhärte 14 °dH
  • 10 mmol – Anteil an Kohlenstoffmonoxid (CO) in einem Mol Luft, der nach einer Expositionsdauer von 8 min für den Menschen als potentiell letal erachtet wird
  • 13 mmol – für den menschlichen Stoffwechsel im Ruhezustand pro Minute benötigte Menge an Sauerstoff (im Ruhezustand eines Erwachsenen beträgt das Atemvolumen pro Minute 7,5   Luft, dessen Sauerstoffgehalt geht durch die Atmung um 4 % zurück; Dichte des Sauerstoffs 1,43 g/ ; molare Masse des Sauerstoffmoleküls 32 g/mol)
  • 0,36 mol – Menge an HCl, die sich bei 20 °C in 1 mol Wasser lösen kann (Löslichkeit 720 g/ ;[1] molare Masse HCl 36,5 g/mol; molare Masse Wasser 18 g/mol). Das durch elektrolytische Dissoziation mögliche hohe Stoffmengenverhältnis 0,36 mol/mol bedeutet etwa so viel wie je 1 Ion H+ und Cl pro 3 Moleküle H2O. Es übersteigt das Mengenverhältnis des aus der Luft lösbaren, nicht mit Wasser reagierenden Sauerstoffs mit 5 µmol/mol um fast fünf Zehnerpotenzen (Löslichkeit 9 mg/ ).[2]

1 mol bis 1 kmol (100 mol bis 103 mol)Bearbeiten

 
Aus 1 mol Methan und 2 mol Sauerstoff entsteht 1 mol Kohlenstoffdioxid und 2 mol Wasser. Das bedeutet umgerechnet auf Masse:
Aus 16 g Methan und 64 g Sauerstoff entsteht 44 g Kohlenstoffdioxid und 36 g Wasser.
  • 1 mol – Menge eines jeden idealen Gases, das unter physikalischen Standardbedingungen (Temperatur 0 °C; Druck 1013 hPa) ein Volumen von 22,4   einnimmt (molares Volumen = 22,4  /mol)
  • 51,8 mol – Menge an Kohlenstoffatomen des wohl größten Moleküls der Welt (der Cullinan-Diamant mit 621 g)

Über 1 kmol (103 mol)Bearbeiten

  • 67 kmol – Wenn durch Photosynthese ein Hektar Laubwald pro Jahr 12 Tonnen organische Stoffe in der Nettoprimärproduktion aufbaut gemäß der Netto-Reaktionsgleichung
 
so bindet 1 mol Glucose (C6H12O6, molare Masse 180 g/mol) 6 mol Kohlenstoffdioxid (CO2, molare Masse 44 g/mol). Umgerechnet werden mit der Erzeugung von 12 t Glucose 18 t Kohlenstoffdioxid gebunden. Allein dafür benötigt der Wald 7 t Wasser, und er gibt 13 t Sauerstoff ab.

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Eintrag zu Chlorwasserstoff, wasserfrei in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. März 2022. (JavaScript erforderlich)
  2. Eintrag zu Sauerstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. März 2022. (JavaScript erforderlich)