Stoffmenge und Konzentration einfach berechnen

Teilchen sind zu klein zum Zählen. Darum zählt man sie in Portionen. 1 mol sind etwa 6,022 · 10²³ Teilchen. Die Größe heißt Stoffmenge n, die Einheit ist mol. Die molare Masse M sagt, wie schwer 1 mol eines Stoffes ist. Sie hat die Einheit g/mol. Der Zahlenwert ist so groß wie die Masse eines Teilchens in u (atomare Masseneinheit). Beispiel: M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol. Es gilt n = m : M. Die Konzentration c sagt, wie viel Stoffmenge in 1 Liter Lösung steckt: c = n : V. Die Einheit ist mol/L. Eine Salzsäure mit c = 0,1 mol/L enthält in jedem Liter 0,1 mol HCl. Rechne Volumen immer in Liter um: 500 mL sind 0,5 L.

Bisher war die Konzentration bekannt. Oft kennt man sie aber nicht. Dann bestimmt man sie durch eine Titration. Man misst eine Probe genau ab, zum Beispiel 20 mL Salzsäure. Dazu gibt man tropfenweise eine Lösung mit bekannter Konzentration, die Maßlösung, zum Beispiel Natronlauge. Sie läuft aus einer Bürette. Eine Bürette ist ein langes Glasrohr mit feiner Skala und einem Hahn. An ihr liest man ab, wie viel Maßlösung verbraucht wurde.

Ein Indikator in der Probe zeigt mit einem Farbumschlag, wann die Neutralisation erreicht ist. Bromthymolblau ist in saurer Lösung gelb, in neutraler grün und in alkalischer blau. Bleibt die Probe grün, hat man genau so viele OH⁻-Ionen zugegeben, wie H₃O⁺-Ionen in der Probe waren.

Salzsäure ist eine einprotonige Säure: Jedes HCl-Teilchen gibt ein Proton ab. Natronlauge ist eine einwertige Base: Jede Formeleinheit NaOH liefert ein OH⁻-Ion. Dann gilt am Farbumschlag n(Säure) = n(Base), also c₁ · V₁ = c₂ · V₂. Daraus berechnet man die unbekannte Konzentration. Für Schwefelsäure gilt diese einfache Formel nicht, denn sie gibt zwei Protonen ab.