{{navi|Stöchiometrie|Stoffmengequantitative Analyse}}== "Alles eine Frage der Dosis!" == Im Alltag stellt sich häufig die Frage nach Grenzwerten: Was gilt als harmlos, ''WIE VIEL'' ist bedenklich? ''"Die Dosis macht das [[Gift]]"'' ist eine Kernaussage der Chemie. Untersucht man z. B. im Rahmen einer [[quantitative Analyse|quantitativen Analyse]] eine Probe hinsichtlich seiner Zusammensetzung, müssen die Inhaltsstoffe nach ihrem relativen Anteil bestimmt werden, also der '''Konzentration '''. Die Konzentrationsangabe von Lösungen kann hierbei in unterschiedlicher Weise angegeben werden.erfolgen: 

Die '''Stoffmengenkonzentration''' (veraltet: Molarität) ''c''(X) einer Lösung ist das Verhältnis aus der gelösten [[Stoffmenge]] ''n''(X) pro Volumen Gesamtvolumen ''V'' der Lösung (nicht zu verwechseln mit dem Lösungsmittelanteiligen Volumen des Lösungsmittels).{| | {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(X)|NL=|ZR=''[[Stoffmenge|n]]''|BR=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''V''}}| &nbsp;(1a)|}

# Die Konzentration von rauchender [[Salzsäure]] beträgt ca. 10 mol{{*}}L^-1, kurz: ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''([[HCl]]) = 10 mol{{*}}L^-1 oder 10-molare Salzsäure. Es sind daher in genau einem Liter der Salzsäure 10 mol HCl enthalten, [[molare Masse|also 364,5 g]].# Die Konzentration von [[Natronlauge]] zur Herstellung von Laugengebäck ("Brezellauge") darf max. 1 mol{{*}}L^-1, kurz: ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''([[NaOH]]) = 1 mol{{*}}L^-1. Es sind daher in genau einem Liter der Lauge 1 mol NaOH enthalten, [[molare Masse|also 40 g]].

Statt Angabe der Konzentration eines Stoffes X als ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(X) wird findet sich häufig die Schreibweise [X] verwendet.:{| | {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''[X]''|NL=|ZR=''[[Stoffmenge|n]]''|BR=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''V''}}| &nbsp;(1b)|}

Die Massenkonzentration &#x1d737; steht für das Verhältnis der Masse ''m'' eines Stoffes zum Volumen Gesamtvolumen ''V'' der Lösung, in dem Stoff gelöst ist (nicht zu verwechseln mit dem anteiligen Volumen des Lösungsmittels vor dem Auflösen), kurz:{| | {{Bruch|ist==|ZL=|BL=&#x1d737;|NL=|ZR=''m''|BR=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''V''}}| &nbsp;(2)|}Die Angabe der Massenkonzentration z. B. bei Mineralwasser erfolgt in mg/L oder bei Spurengasen in μg/m³. Die Massenkonzentration kann auch aus der Stoffmengenkonzentration berechnet werden, siehe [[Konzentration#Massenkonzentration_-_Stoffmengenkonzentration|(5)]]. === Massenanteil w, Massen- und Gewichtsprozent ===Der Massenanteil ''w''(X) steht für das Verhältnis der anteiligen Masse ''m''(X) des Stoffes X zur Gesamtmasse ''m''_ges des Stoffgemisches bzw. Lösung (3). Geht man von den Ausgangsmassen der verschiedenen Komponenten aus, ersetzt man ''m''_ges gemäß (3a), kurz:{| | {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''w''(X)|NL=|ZR=''m''(X)|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''m''_ges}}| &nbsp;(3) &nbsp;bzw.&nbsp;|| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''w''(X)|NL=|ZR=''m''(X)|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''m''(X) + ''m''(Y)}}| &nbsp;(3a)|}Durch Kürzen der Masseneinheit Gramm ergibt sich der Massenanteil ''w'' als Zahl zwischen 0 und 1. In der Praxis wird dennoch häufig die ungekürzte Einheit g/g angegeben. Durch Multiplizieren des Massenanteils mit 100 % erhält man die in der Praxis gebräuchliche Angabe '''Gewichtsprozent''' (Abk.: Gew.-%) bzw. '''Massenprozent'''. Die Angabe ''w''(X) = 1 % bedeutet, dass 1 g des Stoffes mit dem [[Lösemittel]] auf insgesamt 100 g aufgefüllt werden. '''Beispiele:'''* [[Salzsäure]]* Die Konzentration ''[[Gewichtsprozent|w]]'' von [[Natronlauge]] zur Herstellung von Laugengebäck ("Brezellauge") darf max. 4% betragen. Um 1 kg der Lauge herzustellen, müssen 40 g festes [[Natriumhydroxid]] ''rechnerisch'' mit Wasser auf 1 kg aufgefüllt werden. In der ''Praxis'' dürfen die NaOH-Plätzchen nur ins Wasser gegeben werden, nicht umgekehrt, siehe [[Natronlauge]].* Es wird [[Natronlauge]] ''[[Gewichtsprozent|w]]'' = 30% benötigt. Um 100 g der Lauge herzustellen, müssen 30 g festes [[Natriumhydroxid]] in 70 g Wasser gelöst werden.

Die Angabe Bei sehr geringen Konzentrationen sind neben den oben erwähnten K.- Angaben noch weitere in Gebrauch, z.&#x1d737nbsp;(X) erfolgt z. B. bei Mineralwasser in mgPromille ⁰/₀₀ (<sup>1</L oder bei Spurengasen in μgsup>/m³<sub>1.000<br/sub>Umrechnung: &#x1d737;(X) = ''c'', [[ppm]] (X¹/_1.000.000){{*}}''M''o. [[ppb]] (X¹/_{1.000.000.000}).

Die Stoffmengenkonzentration von [[Natronlauge]] aus dem obigen Beispiel beträgt 1 mol/L. Welcher Massenkonzentration entspricht dies?: &#x1d737;(NaOH) = ''c''(NaOH){{*}}'Beispiel:'M''(NaOH): &#x1d737;(NaOH) = 1 mol/L{{*}}40 g/mol: &#x1d737;(NaOH) = 40 g/LDie Massenkonzentration einer 1-molaren Natronlauge beträgt 40 g/LJeweils 50 mL Ethanol und Wasser werden sortenrein abgemessen.

=== Massenanteil w, Massen- und Gewichtsprozent ===Der Massenanteil Das Gesamtvolumen ''w''(X) steht für das Verhältnis der anteiligen Masse ''m''(X) des Stoffes X zur Gesamtmasse ''mV''_ges des Stoffgemisches bzw. Lösung, kurz:{{Bruch|ZL=|BL=aller Komponenten ''wvor dem Mischen''beträgt 100 mL. Mit (X4b)|NL=|ZR=ergibt sich ein ''mVolumenanteil von 50%''(X)|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''m''_ges}}.

Durch Kürzen der Masseneinheit Gramm ergibt sich der Massenanteil als Zahl zwischen 0 und === ppm ===1.[[ppm]] ≈ 1 mg/L

==== Massenkonzentration - Stoffmengenkonzentration ====Die Angabe der Konzentration z. B. bei [[Trinkwasser]] erfolgt als Massenkonzentration &#x1d737;(X) in mg/L. Über die [[molare Masse]] ''wM''(X) = 1 % bedeutet, dass 1 g des gelösten Stoffes mit dem können [[LösemittelStoffmengenkonzentration]] auf insgesamt 100 g aufgefüllt ''c'' und Massenkonzentration &#x1d737; umgerechnet werden, Beispiel s. [[Salzsäure]].:

{| | {{Bruch|ist==|ZL= Volumen-Konzentration |BL=''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''|NL=|ZR=[[Massenkonzentration|&#x1d737;]]|BR=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NR=Volumen-K.: Die Angabe ''σ[[molare Masse|M]]''}}| &nbsp;(X5a) bzw.&nbsp;| {{Bruch|ist==|ZL=|BL= 1 Vol.-% bedeutet, dass 1 mL des Stoffes mit dem [[LösemittelMassenkonzentration|&#x1d737;]]|NL=|ZR=|BR=''[[Stoffmengenkonzentration|c]] auf insgesamt 100 mL aufgefüllt werden, Beispiel s. ''{{*}}''[[Ethanolmolare Masse|M]].''|NR=}}| &nbsp;(5b)|}

1) Gemäß [[Trinkwasser]]verordnung beträgt der Grenzwert der Konzentration von [[Chlorid]] 250 mg/L. Welcher Stoffmengenkonzentration entspricht dies?: ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(Cl^-) === Umrechnung Massenanteil [[Massenkonzentration|&#x1d737;]](Cl^-)/''[[molare Masse|M]]''(Cl^-): ''[[Stoffmengenkonzentration |c]]''(Cl^-) =0,25 g/L / 35,453&nbsp;g/mol: ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(Cl^-) ==7,05 [[milli|m]]mol/LDie max. Stoffmengenkonzentration von Chlorid gemäß Trinkwasserverordnung beträgt 7,05 Millimol pro Liter.

In Abhängigkeit vom zu untersuchenden Stoff sind u.&nbsp;a. die folgenden Messmethoden üblich:* Bestimmung von '''Salzgehalt einer Lösung''' (Salinität) durch Messen der phyikalischer Eigenschaften wie [[Dichte]] (mittels [[Aräometer]]), der [[Brechzahl]] ([[Refraktometer]]) oder der elektrischen [[Leitfähigkeit]]. Beispiel: Bestimmung der [[Salinität]] (Salzgehalt einer Lösung)* [[Fotometrie]], Bestimmung über die Farbintensität einer Lösung durch Messen der [[Extinktion]]* [[Gravimetrie]], hierbei wird der Anteil eines Stoffes in einer Probe nach [[Fällung|Fällen]] durch Wiegen ermittelt. Beispiel: Bestimmung des Kalkanteils in Katzenstreu* [[Titration]] zur Bestimmung der Konzentation der Wasserstoffionen in einer [[Säure]] (erhöhter Zeitaufwand aber vergleichsweise genau) oder durch Messen des [[pH-Wert]]es (schnell aber ungenau) oder  == Übungen ===== Salzwasser ===Bei 20 °C lassen sich in 1 Liter Wasser (vereinfacht: ''m'' = 1 kg) max. 359 g NaCl lösen. Ein Liter dieser konzentrierten Salzlösung wiegt 1.201 g, d.&nbsp;h. die Dichte beträgt 1,201 g/mL. '''Berechne:''' a) Gesamtmasse der Mischung, b) Gesamtvolumen nach vollständiger Auflösung, c) max. Massenanteil ''w'' in %, d)&nbsp;Massenkonzentration, e)&nbsp;Stoffmengenkonzentration, f)&nbsp;Warum ist eine Berechnung der Volumen-Konzentration in diesem Fall nicht sinnvoll?: _____________________:&nbsp;&nbsp;''[[Salz#Natriumchlorid|Lösungshinweis]]'' === Kupfersulfat ===7,3 g [[TitrationKupfersulfat |CuSO₄{{*}}5 H₂O]] werden in 138 g Wasser gelöst.Berechne ''w''(erhöhter Zeitaufwand aber vergleichsweise genauCuSO₄)* Bestimmung über die Farbintensität einer der Lösung durch Messen der [in [Extinktiong/g]] mittels .: _____________________:&nbsp;&nbsp;''[[FotometrieKonzentration: Anworten|Lösung]]''

== Experimente =={{cbEx-ch|145|1-2|Konzentrationszellen}}{{Ex-ch|252|1|Konzentrationselemente}}{{Ex-ec|161|1|Löslichkeit von Salzen: Löslichkeit und Konzentration}}* [[Dichte]]* [[Fotometrie]]* [[Gravimetrie]]* [[Leitfähigkeitsmessung]]* [[Reaktionsgeschwindigkeit]]* [[Titration]]{{cb|105|143|485, 509}}

[[Kategorie:Chemie]][[Kategorie:Stoffeigenschaft]][[Kategorie:Physikalische Größe]]