Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 11-13, G-Niveau

Die Avogadro-Konstante - Chemie

Einleitung

Die Avogadro-Konstante verbindet die unsichtbare Welt der Atome, Moleküle und Ionen mit messbaren Stoffportionen im Labor. Sie gibt an, wie viele festgelegte Teilchen in einem Mol enthalten sind:

$N_{A} = 6,022 140 76 \cdot 1 0^{23} {m o l}^{- 1}$

Der Zahlenwert ist exakt. Ein Mol enthält also genau $6,022 140 76 \cdot 1 0^{23}$ Teilchen. Das sind ungefähr 602 Trilliarden Teilchen. In diesem aiMOOC lernst Du, mit der Avogadro-Konstante zu rechnen und zwischen Stoffmenge, Teilchenzahl, Masse und molarer Masse zu wechseln.

Lernziele

Nach der Bearbeitung kannst Du die Avogadro-Konstante erklären, passende Teilchenarten benennen und einfache Rechnungen durchführen. Du kannst außerdem begründen, warum das Mol für quantitative chemische Untersuchungen unverzichtbar ist.

Die Grundidee

Das Mol als Zähleinheit

Im Alltag nutzt Du Sammelbegriffe wie Dutzend für zwölf Gegenstände. In der Chemie ist das Mol eine sehr viel größere Zähleinheit. Ein Mol steht immer für genau $6,022 140 76 \cdot 1 0^{23}$ festgelegte Teilchen.

Wichtig ist die Angabe der Teilchenart. Gemeint sein können beispielsweise Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen oder Formeleinheiten eines Salzes.

Warum ist die Zahl so groß?

Atome und Moleküle sind extrem klein. Schon eine kleine, wägbare Stoffportion enthält deshalb sehr viele Teilchen. Die Avogadro-Konstante macht diese riesige Teilchenzahl mit einer handlichen Stoffmenge in Mol beschreibbar.

Ein Gedankenbild zeigt die Größenordnung: Würde jedes Teilchen durch einen Würfel mit einem Volumen von einem Kubikmillimeter ersetzt, ergäbe ein Mol solcher Würfel einen Würfel mit einer Kantenlänge von ungefähr 84 Kilometern.

Teilchen müssen eindeutig benannt werden

Ein Mol Wasser bedeutet ein Mol Wassermoleküle. Ein Mol Eisen bedeutet normalerweise ein Mol Eisenatome. Bei Natriumchlorid spricht man von Formeleinheiten, weil der Feststoff aus einem Ionengitter und nicht aus einzelnen NaCl-Molekülen besteht.

Formeln und Größen

Stoffmenge und Teilchenzahl

Die Stoffmenge hat das Formelzeichen $n$ und die Einheit $m o l$ . Die Teilchenzahl hat das Formelzeichen $N$ und keine Einheit.

$N = n \cdot N_{A}$

Damit berechnest Du aus einer Stoffmenge die Teilchenzahl.

$n = \frac{N}{N_{A}}$

Damit berechnest Du aus einer Teilchenzahl die Stoffmenge.

Rechenbeispiel: Von Mol zu Teilchen

Gegeben sind $0,50 m o l$ Kohlenstoffdioxid. Gesucht ist die Zahl der CO₂-Moleküle.

$N = 0,50 m o l \cdot 6,022 140 76 \cdot 1 0^{23} {m o l}^{- 1}$

$N = 3,011 070 38 \cdot 1 0^{23}$

Die Stoffportion enthält also ungefähr $3,01 \cdot 1 0^{23}$ CO₂-Moleküle.

Rechenbeispiel: Von Teilchen zu Mol

Gegeben sind $1,204 428 152 \cdot 1 0^{24}$ Eisenatome.

$n = \frac{1,204 428 152 \cdot 1 0^{24}}{6,022 140 76 \cdot 1 0^{23} {m o l}^{- 1}}$

$n = 2,00 m o l$

Verbindung von Masse und Teilchenzahl

Molare Masse

Die molare Masse $M$ gibt an, welche Masse ein Mol eines Stoffes besitzt. Ihre typische Einheit ist $g m o l^{- 1}$ . Die Werte für Elemente findest Du im Periodensystem.

Für die Stoffmenge gilt:

$n = \frac{m}{M}$

Dabei ist $m$ die Masse der Stoffportion. Verbindest Du diese Gleichung mit der Avogadro-Konstante, erhältst Du:

$N = \frac{m}{M} \cdot N_{A}$

Beispiel mit Wasser

Die molare Masse von Wasser beträgt näherungsweise $18,015 g m o l^{- 1}$ . Eine Wasserportion mit $18,015 g$ hat daher die Stoffmenge $1 m o l$ und enthält genau $6,022 140 76 \cdot 1 0^{23}$ Wassermoleküle.

Beispiel mit Natriumchlorid

Die molare Masse von Natriumchlorid beträgt näherungsweise $58,44 g m o l^{- 1}$ . Eine Stoffportion von $58,44 g$ entspricht ungefähr einem Mol und enthält damit ungefähr $6,022 \cdot 1 0^{23}$ NaCl-Formeleinheiten.

Bedeutung im Internationalen Einheitensystem

Seit dem 20. Mai 2019 wird das Mol im Internationalen Einheitensystem über den festgelegten Zahlenwert der Avogadro-Konstante definiert. Dadurch ist ihr Wert nicht mehr das Ergebnis einer Messung, sondern exakt festgelegt.

Historischer Hintergrund

Die Konstante ist nach dem italienischen Naturwissenschaftler Amedeo Avogadro benannt. Er formulierte 1811 die Hypothese, dass gleiche Volumina idealer Gase bei gleicher Temperatur und gleichem Druck gleich viele Teilchen enthalten. Den Zahlenwert der später nach ihm benannten Konstante bestimmte er selbst nicht.

Vor der SI-Neudefinition wurde die Avogadro-Konstante mit immer genaueren Verfahren bestimmt. Ein Präzisionsweg nutzte nahezu perfekte Siliziumkugeln und Röntgenmessungen, um die Zahl der Atome in einem Kristall zu ermitteln.

Anwendungen in der Chemie

Die Avogadro-Konstante wird in der Stöchiometrie, bei Konzentrationsberechnungen, in der Elektrochemie und in der Physikalischen Chemie verwendet. Sie ermöglicht den Wechsel zwischen einer Reaktionsgleichung auf Teilchenebene und messbaren Massen im Labor.

Bei der Reaktion

$2 H_{2} + O_{2} \to 2 H_{2} O$

können die Koeffizienten sowohl als Teilchenverhältnis als auch als Stoffmengenverhältnis gelesen werden. Zwei Mol Wasserstoff reagieren mit einem Mol Sauerstoff zu zwei Mol Wasser.

Häufige Fehler

Einheit beachten: Die Avogadro-Konstante besitzt die Einheit $m o l^{- 1}$ .
Teilchenart nennen: Schreibe Atome, Moleküle, Ionen oder Formeleinheiten dazu.
Formel richtig umstellen: Für Teilchen aus Mol wird multipliziert, für Mol aus Teilchen wird dividiert.
Molare Masse prüfen: Addiere bei Verbindungen die molaren Massen aller Atome der Summenformel.
Zehnerpotenz eingeben: Nutze die Exponententaste und kontrolliere die Größenordnung.

Merksatz

Ein Mol enthält genau $6,022 140 76 \cdot 1 0^{23}$ festgelegte Teilchen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was gibt die Avogadro-Konstante an? (Die Teilchenzahl pro Mol) (!Die Masse eines einzelnen Atoms) (!Das Volumen eines Gases) (!Die Temperatur einer Lösung)

Welchen exakten Zahlenwert besitzt die Avogadro-Konstante? (6,02214076 mal 10 hoch 23 pro Mol) (!6,02214076 mal 10 hoch 23 Mol) (!6,02214076 mal 10 hoch minus 23 pro Mol) (!9,81 pro Sekunde zum Quadrat)

Welche Einheit hat die Avogadro-Konstante? (Mol hoch minus eins) (!Gramm) (!Mol) (!Liter pro Mol)

Wie berechnest Du die Teilchenzahl aus der Stoffmenge? (Stoffmenge mal Avogadro-Konstante) (!Stoffmenge geteilt durch molare Masse) (!Masse mal Volumen) (!Teilchenzahl geteilt durch Stoffmenge)

Welche Größe hat das Formelzeichen n? (Stoffmenge) (!Teilchenzahl) (!Masse) (!Molare Masse)

Welche Teilchenart wird bei Wasser gezählt? (Wassermoleküle) (!Wasseratome) (!Natriumionen) (!Formeleinheiten aus Eisen)

Welche Teilchenart ist bei festem Natriumchlorid passend? (Formeleinheiten) (!Einzelne NaCl Moleküle) (!Nur Elektronen) (!Nur Neutronen)

Wie viele Teilchen enthält ein halbes Mol? (Die Hälfte der Avogadro-Zahl) (!Genau ein Teilchen) (!Das Doppelte der Avogadro-Zahl) (!Keine Teilchen)

Welche Gleichung verbindet Masse und Stoffmenge? (Stoffmenge gleich Masse geteilt durch molare Masse) (!Masse gleich Teilchenzahl geteilt durch Volumen) (!Stoffmenge gleich Temperatur mal Druck) (!Molare Masse gleich Volumen geteilt durch Zeit)

Warum ist das Mol in der Chemie nützlich? (Es verbindet Teilchenzahlen mit messbaren Stoffportionen) (!Es ersetzt alle chemischen Formeln) (!Es misst ausschließlich Temperaturen) (!Es bezeichnet nur Gase)

Memory

Avogadro-Konstante	Teilchenzahl pro Stoffmenge
Mol	Einheit der Stoffmenge
Teilchenzahl	Formelzeichen N
Stoffmenge	Formelzeichen n
Molare Masse	Masse eines Mols
Formeleinheit	Zähleinheit eines Ionengitters

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Avogadro-Konstante	Verknüpft Stoffmenge und Teilchenzahl
Wassermolekül	Geeignete Teilchenart für Wasser
Formeleinheit	Geeignete Zähleinheit für Natriumchlorid
Molare Masse	Verknüpft Masse und Stoffmenge
Periodensystem	Liefert Werte für molare Massen der Elemente

...

Kreuzworträtsel

Avogadro	Nach welchem Wissenschaftler ist die Konstante benannt?
Stoffmenge	Welche Größe trägt das Formelzeichen n?
Teilchenzahl	Welche Größe trägt das Formelzeichen N?
MolareMasse	Welche Größe gibt die Masse eines Mols an?
Formeleinheit	Welche Zähleinheit verwendet man häufig bei Salzen?
Waage	Welches Laborgerät bestimmt die Masse einer Stoffportion?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Mol-Vergleich: Erfinde einen Alltagsvergleich, der den Unterschied zwischen einem Dutzend und einem Mol verständlich macht.
Teilchenbild: Zeichne eine Stoffportion auf Teilchenebene und beschrifte die dargestellte Teilchenart.
Formelkarte: Gestalte eine Lernkarte mit den Gleichungen für Teilchenzahl, Stoffmenge, Masse und molare Masse.
Molare Masse: Bestimme mit dem Periodensystem die molaren Massen von Sauerstoff, Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Standard

Rechenweg: Berechne die Molekülzahl in 0,25 Mol Wasser und erkläre jeden Rechenschritt.
Wiegeprojekt: Plane, wie Du ungefähr ein Mol Kochsalz abwiegen würdest, und benenne benötigte Geräte sowie Sicherheitsregeln.
Kurzvideo: Produziere ein zweiminütiges Erklärvideo zur Frage, warum Chemikerinnen und Chemiker das Mol verwenden.
Rechenfehler: Erstelle drei typische falsche Rechnungen zur Avogadro-Konstante und korrigiere sie mit Begründung.

Schwer

Größenmodell: Entwickle ein Schaubild, das Teilchenzahl, Stoffmenge, Masse und molare Masse miteinander verknüpft.
Reaktionsanalyse: Übertrage die Koeffizienten einer Reaktionsgleichung in Teilchenzahlen und Stoffmengen und vergleiche beide Sichtweisen.
Historische Recherche: Untersuche, warum die Konstante nach Avogadro benannt wurde, obwohl er ihren Zahlenwert nicht bestimmte.
SI-Debatte: Bewerte die Vorteile der seit 2019 gültigen Definition des Mols und formuliere ein begründetes Urteil.

Lernkontrolle

Zuckerlösung: Eine Lösung wird aus einer bekannten Masse Glucose hergestellt. Entwickle einen vollständigen Rechenweg bis zur Zahl der Glucosemoleküle und begründe jede verwendete Größe.
Salz und Wasser: Vergleiche, was bei einem Mol Wasser und einem Mol Natriumchlorid jeweils gezählt wird, und erkläre den Unterschied mit dem Aufbau der Stoffe.
Plausibilitätsprüfung: Eine Rechnung liefert für ein Mol nur wenige tausend Teilchen. Erkläre, warum das Ergebnis unplausibel ist, und finde mögliche Fehlerquellen.
Reaktionsplanung: Plane mithilfe einer Reaktionsgleichung, wie Du aus einer vorgegebenen Stoffmenge eines Edukts die benötigte Teilchenzahl eines zweiten Edukts bestimmst.
Stoffvergleich: Zwei Proben verschiedener Stoffe besitzen dieselbe Masse. Erkläre, unter welchen Bedingungen sie dieselbe Teilchenzahl enthalten.
Definitionsvergleich: Vergleiche eine gemessene Naturkonstante mit einer exakt festgelegten Definitionskonstante und übertrage Deine Überlegung auf die Avogadro-Konstante.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

die Bedeutung und Einheit der Avogadro-Konstante sicher erklärst,
zwischen Atomen, Molekülen, Ionen und Formeleinheiten unterscheidest,
Teilchenzahl und Stoffmenge ineinander umrechnest,
Masse, molare Masse und Stoffmenge korrekt verknüpfst,
Rechenwege mit Einheiten und sinnvoller Größenordnung darstellst,
Anwendungen auf Reaktionsgleichungen und Laboraufgaben überträgst,
typische Fehler erkennst und fachlich begründet korrigierst.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

Die Avogadro-Konstante - Chemie

aiMOOC-Projekte

Schulfach+

Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.