Nicht immer hat man die molare Masse einer Verbindung zur Hand, aber mithilfe der Summenformel gelingt die Berechnung der molaren Masse.

Lesen der Summenformel

Eine Summenformel besteht aus Buchstaben (große und kleine – ist wichtig!), kleinen Indexzahlen, Klammern, manchmal eckig und manchmal rund, Punkte und Faktoren.

Das Ziel ist es herauszubekommen, wie viel Atome von jeder Art in einer Formel stecken. Mit dieser Information lässt sich dann die molare Masse einer Verbindung leicht berechnen.

Buchstaben

Bei den Buchstaben handelt es sich um Elementsymbole aus dem Periodensystem der Elemente. Jeder Großbuchstabe steht dabei für ein Element. Die Kleinbuchstaben gehören zum Elementsymbol dazu stehen also nicht für ein eigenständiges Element.

Bsp.: Po ist nicht gleich PO!!!

Po = Polonium; PO sind die beiden Elemente Phosphor und Sauerstoff. Bei dem eine handelt es sich also um ein Element (Po) und bei dem anderen um zwei Elemente (P & O).

Indexzahlen

Es ist am Anfang etwas verwirrend, aber die Indexzahlen beziehen sich immer auf das, was genau vor ihnen steht. Dass heißt, wenn die Indexzahl nach einem Elementsymbol kommt, dann bezieht es sich auf das Elementsymbol, wohingegen, wenn die Zahl nach einer Klammer kommt, dann bezieht es sich auf den gesamten Inhalt der Klammer.

Beispiele:

PO₂ ==> 1x P und 2x O

Po₂ ==> 2x Po

(PO)₂ ==> 2x P und 2x O

(PO₂)₂ ==> 2x P und 4x O

Klammern

Klammern sind nur dazu da, um zusammenhängende Strukturen in der chemischen Formel zu verdeutlichen (runde Klammern). Die eckigen Klammern werden bei Komplex-Verbindungen verwendet, haben aber die gleiche Funktion, die zusammenhängende Struktur des Komplexes zu verdeutlichen.

Wenn eine Indexzahl direkt hinter der Klammer steht, kann man sich das Zusammenspiel von Klammern und Indexzahlen im Abschnitt Indexzahlen ansehen.

Punkte & Faktoren

Punkten tauchen immer dann auf, wenn eine separate Verbindung mit eigener Summenformel, in einem bestimmten Verhältnis an einer anderen Verbindung mit einer eigenen Summenformel gebunden wird.

Häufig handelt es sich bei dieser Verbindung um Kristallwasser, dass eine Komplexbindung mit der anderen Verbindung eingeht.

Bsp.:

Eisenchlorid mit Kristallwasser

FeCl₂ • 4 H₂O

Der Punkt zeigt an, dass diese beiden Summenformeln zusammen gehören und nicht von einander trennbar sind. Die 4 in dem Beispiel ist der Faktor, wie häufig die zweite Verbindung in diesem Beispiel Wasser an Eisenchlorid gebunden ist. Für die Bestimmung der molare Masse kommt es nur auf die Anzahl der Elemente in der Verbindung an.

Der Faktor gibt an, wie häufig die zweite Verbindung vorkommt. Daher müssen die Anzahlen der Elemente der zweiten Verbindung mit dem Faktor, der vor der Verbindung steht, multipliziert werden.

Daraus Folgt, dass die gesamte Verbindung folgende Anzahlen enthält:

1x Fe, 2x Cl, (4*2=) 8x H und (4*1=) 4x O

Jetzt wo wir die Summenformal verstanden haben und die Anzahl der jeweiligen Elemente in der Verbindung ermittelt haben, können wir die Berechnung der molaren Masse vornehmen.

Berechnung der molaren Masse

Im Periodensystem der Elemente steht für jedes Element die Atommasse in u, was auch der molaren Masse in g/mol entspricht. Addiert man die molaren Massen aller in der Verbindung enthaltenen Atome auf, so erhält man die molare Masse der Verbindung.

Für das Beispiel von Eisenchlorid mit Kristallwasser ergibt sich daher folgende molare Masse:

Fe: 1x 55,845 g/mol = 55,845 g/mol

Cl: 2x 35,453 g/mol = 70,906 g/mol

H: 8x 1,00794 g/mol = 8,06352 g/mol

O:4x 15,9994 g/mol = 63,9976 g/mol

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FeCl₂ · 4 H₂O:           198,81212 g/mol

Meistens ist es nicht sinnvoll so viele Nachkommastellen anzugeben, daher sollte man auf die zweite Nachkommastelle runden. So ergibt sich das Ergebnis von 198,81 g/mol.

Mit der so errechneten molaren Masse kann entsprechend weiter gerechnet werden, wie ich es in Molekulares Rechnen 8: Aufstellen der Rechenterme, Molekulares Rechnen 6: Der richtige Rechenweg und Molekulares Rechnen 7: Konzentration gezeigt habe.