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 Vorlage:ZahlExp (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 $M$ angegeben. Diese ist der Quotient aus der Masse $m$ und der Stoffmenge $n$ und zugleich das Produkt aus der Teilchenmasse $m_{\text{M}}$ und der Avogadro-Konstanten $N_{\text{A}}$, die die Anzahl der Teilchen pro Mol angibt:

$M=\frac{m}{n}=N_{\text{A}}\cdot m_{\text{M}}$

Stoffmengen kleiner als 1 μmol

Das Einheitenzeichen μmol steht für Mikromol oder Vorlage:FormatNum mol

• Vorlage:ZahlExp mol – Kleinstmögliche Stoffmenge $n_{\text{min}}$, bestehend aus einem einzigen Teilchen. Für diese Menge gilt $n_{\text{min}}=1/N_{\text{A}}$.

Mikromol – μmol

1 μmol = 10⁻⁶ mol

• 1,5 μmol – dem Menschen täglich gegen Iodmangel zuzuführende Stoffmenge des Spurenelementes Iod (180–200 μg; 1 mol Iod wiegt 127 g)
• 10 μmol – Menge an Silber, die durch Zufuhr einer elektrischen Ladung von einem Coulomb aus einer Silbernitrat-Lösung gemäß $\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{\downarrow }$ elektrochemisch abgeschieden wird (da die Faraday-Konstante rund 10⁵ C/mol beträgt)
• 100 μmol – Stoffmenge eines Kohlenstoffkügelchens von 1 mm Durchmesser (Dichte 2,26 g/cm³; molare Masse 12 g/mol)

Millimol – mmol

1 mmol = 10⁻³ mol = Vorlage:FormatNum mol

• 2,5 mmol – Anteil an Calciumcarbonat (oder einem äquivalenten Anteil an Magnesiumcarbonat) in einem Liter Wasser (1 $\ell$) mit der Wasserhärte 14 °dH
• 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 $\ell$ Luft, dessen Sauerstoffgehalt geht durch die Atmung um 4 % zurück; Dichte des Sauerstoffs 1,43 g/$\ell$; molare Masse des Sauerstoffmoleküls 32 g/mol)

Mol – mol

• 1 mol – Stoffmenge von 12,0 g Kohlenstoff oder 16 g Methan oder 32 g Sauerstoff oder 44 g Kohlenstoffdioxid oder 18 g Wasser. Für die Verbrennung von Methan besagt die Reaktionsgleichung

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}:$

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 entstehen 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 $\ell$ einnimmt (molares Volumen = 22,4 $\ell$/mol)
• 51,8 mol – Menge an Kohlenstoffatomen im größten Diamant der Welt (Cullinan-Diamant mit 621 g)
• 55,5 mol – Menge an H₂O-Molekülen in einem Liter Wasser.

Kilomol – kmol

1 kmol = 10³ mol = Vorlage:FormatNum mol

• 67 kmol – 12 Tonnen Glucose (C₆H₁₂O₆, molare Masse 180 g/mol), typische jährliche Produktion durch Photosynthese in einem Hektar Laubwald. Die Produktion gemäß $\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{1}\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$ bindet 6×67 kmol CO₂ (entsprechend 18 t) und gibt 6×67 kmol O₂ (entsprechend 13 t) ab.

Mehr als ein Megamol (1 Mmol)

1 Mmol = 10⁶ mol = Vorlage:FormatNum mol

• Vorlage:ZahlExp mol = 200 Mmol – tägliche Erzeugung von NH₃ in einer großtechnischen Haber-Bosch-Anlage
• Vorlage:ZahlExp mol = 70 Pmol – Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre (im Jahr 2008)