Berechne die Masse aus der Molmasse. Beginnen Sie in der Wissenschaft

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Molmassenrechner

Maulwurf

Alle Stoffe bestehen aus Atomen und Molekülen. In der Chemie ist es wichtig, die Masse von Stoffen, die in eine Reaktion eintreten und daraus resultieren, genau zu messen. Per Definition ist ein Mol die Menge einer Substanz, die so viele Strukturelemente (Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen und andere Teilchen oder deren Gruppen) enthält, wie Atome in 12 Gramm eines Kohlenstoffisotops mit einer relativen Atommasse von 12 vorhanden sind Diese Zahl wird als Konstante oder Avogadro-Zahl bezeichnet und ist gleich 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹.

Avogadro-Zahl N A = 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹

Mit anderen Worten, ein Mol ist die Menge einer Substanz, deren Masse gleich der Summe der Atommassen der Atome und Moleküle der Substanz ist, multipliziert mit der Avogadro-Zahl. Der Maulwurf ist eine der sieben Grundeinheiten des SI-Systems und wird mit dem Maulwurf bezeichnet. Da der Name der Einheit und ihr Symbol identisch sind, ist zu beachten, dass das Symbol nicht gebeugt ist, im Gegensatz zum Namen der Einheit, der nach den üblichen Regeln der russischen Sprache abgelehnt werden kann. Per Definition sind 1 Mol reiner Kohlenstoff-12 genau 12 Gramm.

Molmasse

Die Molmasse ist eine physikalische Eigenschaft einer Substanz, definiert als das Verhältnis der Masse dieser Substanz zur Menge der Substanz in Mol. Mit anderen Worten, es ist die Masse von einem Mol einer Substanz. Im SI-System ist die Einheit der Molmasse Kilogramm/Mol (kg/mol). Chemiker sind jedoch daran gewöhnt, die bequemere Einheit g/mol zu verwenden.

Molmasse = g/mol

Molmasse von Elementen und Verbindungen

Verbindungen sind Substanzen, die aus verschiedenen Atomen bestehen, die chemisch miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die folgenden Substanzen, die in der Küche jeder Hausfrau zu finden sind, chemische Verbindungen:

  • Salz (Natriumchlorid) NaCl
  • Zucker (Saccharose) C₁₂H₂₂O₁₁
  • Essig (Essigsäurelösung) CH₃COOH

Die Molmasse chemischer Elemente in Gramm pro Mol ist numerisch gleich der Masse der Atome des Elements, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten (oder Dalton). Die Molmasse von Verbindungen ist gleich der Summe der Molmassen der Elemente, aus denen die Verbindung besteht, unter Berücksichtigung der Anzahl der Atome in der Verbindung. Beispielsweise beträgt die Molmasse von Wasser (H₂O) ungefähr 2 × 2 + 16 = 18 g/mol.

Molekulare Masse

Das Molekulargewicht (der alte Name ist Molekulargewicht) ist die Masse eines Moleküls, berechnet als Summe der Massen jedes Atoms, aus dem das Molekül besteht, multipliziert mit der Anzahl der Atome in diesem Molekül. Das Molekulargewicht ist dimensionslos eine physikalische Größe, die numerisch gleich der Molmasse ist. Das heißt, das Molekulargewicht unterscheidet sich von der Molmasse in der Dimension. Obwohl die Molekülmasse eine dimensionslose Größe ist, hat sie immer noch einen Wert, der als atomare Masseneinheit (amu) oder Dalton (Da) bezeichnet wird, und entspricht ungefähr der Masse eines Protons oder Neutrons. Die atomare Masseneinheit ist auch numerisch gleich 1 g/mol.

Berechnung der Molmasse

Die Molmasse errechnet sich wie folgt:

  • die Atommassen der Elemente nach dem Periodensystem bestimmen;
  • Bestimmen Sie die Anzahl der Atome jedes Elements in der Verbindungsformel;
  • Bestimmen Sie die Molmasse, indem Sie die Atommassen der in der Verbindung enthaltenen Elemente multipliziert mit ihrer Anzahl addieren.

Lassen Sie uns zum Beispiel die Molmasse von Essigsäure berechnen

Es besteht aus:

  • zwei Kohlenstoffatome
  • vier Wasserstoffatome
  • zwei Sauerstoffatome
  • Kohlenstoff C = 2 × 12,0107 g/mol = 24,0214 g/mol
  • Wasserstoff H = 4 × 1,00794 g/mol = 4,03176 g/mol
  • Sauerstoff O = 2 × 15,9994 g/mol = 31,9988 g/mol
  • Molmasse = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Unser Rechner macht genau das. Sie können die Formel von Essigsäure hineingeben und überprüfen, was passiert.

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EPIGRAPH
Und ich werde wie eine Motte für Ephraim sein ...
Hosea 5:12

Wenn man die Masse der Atome und die Formel der Verbindung kennt, ist es einfach, die molekulare (oder molare) Masse der Verbindung zu berechnen.

Die Masse der Atome, um das Molekulargewicht des gelösten Stoffs zu berechnen. Sie werden jedoch nicht in der Berechnung benötigt, das Skript selbst wählt den gewünschten Wert.

Geben Sie die chemische Formel des Stoffes in das Feld unten ein. Gültige Zeichen sind lateinische Groß- und Kleinbuchstaben (wie in Elementsymbolen), Zahlen und Klammern. Beispielsweise wird Ethylalkohol C2H5OH. Aluminiumhydroxid - Al(OH)3. Das Skript analysiert keine Fehler bei der Eingabe, versuchen Sie also, die Formel sorgfältig einzugeben. Das System unterscheidet zwischen Groß- und Kleinschreibung. Zum Beispiel, Fe ist Eisen, F.E.- das ist ein Fehler. sc ist Scandium, und SC- Schwefel und Kohlenstoff.
Überprüfen Sie die Formel.
Und drücken Sie den Knopf Eingang.

Geben Sie die chemische Formel ein

Zusätzliche Bemerkungen

Lassen Sie uns zunächst ein Mol definieren - eine Maßeinheit für die Menge einer Substanz, der veraltete Name ist ein Grammmolekül. Der Maulwurf ist eine der sieben Basiseinheiten im SI-System. Der genaue Wortlaut des Begriffs „Maulwurf“ lautet wie folgt:
Wikipedia

MOLEKULARE MASSE- (weniger korrekte Bezeichnung: Molekulargewicht) die Masse eines Moleküls, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten. Numerisch gleich der Molmasse, ausgedrückt in g/mol. Man sollte jedoch den Unterschied zwischen Molmasse und Molekulargewicht klar verstehen und verstehen, dass sie nur numerisch gleich sind und sich in der Dimension unterscheiden.
Ein Mol ist die Stoffmenge in einem System, das so viele Strukturelemente enthält, wie Kohlenstoff-12-Atome mit einer Masse von 0,012 kg vorhanden sind. Bei der Verwendung eines Maulwurfs müssen die Strukturelemente angegeben werden und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen und andere Teilchen oder bestimmte Teilchengruppen sein.
Die Anzahl bestimmter Strukturelemente in einem Mol eines Stoffes wird als Avogadro-Zahl bezeichnet. Die Avogadro-Zahl ist ungefähr gleich 6,022 × 10 23 mol –1

Daraus folgt, dass die Molmasse von Kohlenstoff-12 12 g/mol beträgt. Um die Molmasse einer Substanz zu bestimmen, sollten Sie ihr Molekulargewicht berechnen, das der Summe der Massen der Atome entspricht, aus denen dieses Molekül besteht. Beispielsweise hat das NaCl-Salz eine Natriumatommasse von etwa 23, eine Chloratommasse von knapp über 35 für ein Gesamtmolekulargewicht von etwa 23 + 35 = 58 bzw. eine Molmasse von 58 g/mol.

Der Unterschied zwischen Molmasse und Molekulargewicht ist die Dimension. Wie aus dem Obigen hervorgeht, wird die Molmasse in g / mol und die Molmasse in atomaren Masseneinheiten gemessen. Numerisch sind sie gleich

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Jede Substanz besteht aus Teilchen einer bestimmten Struktur (Moleküle oder Atome). Die Molmasse einer einfachen Verbindung wird aus dem Periodensystem der Elemente von D.I. Mendelejew. Muss dieser Parameter für einen komplexen Stoff ermittelt werden, gestaltet sich die Berechnung langwierig und in diesem Fall wird in einem Nachschlagewerk oder Chemikalienkatalog, insbesondere Sigma-Aldrich, nachgeschlagen.

Das Konzept der Molmasse

Molmasse (M) - das Gewicht von einem Mol einer Substanz. Dieser Parameter für jedes Atom ist im Periodensystem der Elemente zu finden, er befindet sich direkt unter dem Namen. Bei der Berechnung der Masse von Verbindungen wird die Zahl normalerweise auf das nächste ganze oder Zehntel gerundet. Um endgültig zu verstehen, woher dieser Wert kommt, ist es notwendig, das Konzept des „Maulwurfs“ zu verstehen. Dies ist die Menge einer Substanz, die die Anzahl der Partikel des letzteren enthält, gleich 12 g eines stabilen Kohlenstoffisotops (12 C). Atome und Moleküle von Stoffen variieren in ihrer Größe über einen weiten Bereich, während ihre Anzahl im Mol konstant ist, aber die Masse zunimmt und dementsprechend das Volumen.

Der Begriff „Molmasse“ ist eng mit der Avogadro-Zahl (6,02 x 10 23 mol –1 ) verbunden. Diese Zahl gibt eine konstante Anzahl von Einheiten (Atome, Moleküle) einer Substanz in 1 Mol an.

Der Wert der Molmasse für die Chemie

Chemische Substanzen gehen verschiedene Reaktionen miteinander ein. Normalerweise gibt die Gleichung einer chemischen Wechselwirkung an, wie viele Moleküle oder Atome verwendet werden. Solche Bezeichnungen werden stöchiometrische Koeffizienten genannt. Normalerweise werden sie vor der Formel angegeben. Daher basiert die quantitative Charakteristik von Reaktionen auf der Stoffmenge und der Molmasse. Sie spiegeln deutlich die Wechselwirkung von Atomen und Molekülen untereinander wider.

Berechnung der Molmasse

Die atomare Zusammensetzung jeder Substanz oder Mischung von Komponenten bekannter Struktur kann aus dem Periodensystem der Elemente betrachtet werden. Anorganische Verbindungen werden in der Regel mit der Summenformel geschrieben, dh ohne Angabe der Struktur, sondern nur der Anzahl der Atome im Molekül. Organische Substanzen zur Berechnung der Molmasse werden in gleicher Weise bezeichnet. Beispielsweise Benzol (C 6 H 6).

Wie wird die Molmasse berechnet? Die Formel enthält die Art und Anzahl der Atome im Molekül. Gemäß der Tabelle D.I. Mendeleev werden die Molmassen der Elemente überprüft und jede Zahl mit der Anzahl der Atome in der Formel multipliziert.

Basierend auf dem Molekulargewicht und der Art der Atome können Sie ihre Anzahl in einem Molekül berechnen und eine Formel für die Verbindung aufstellen.

Molmasse der Elemente

Zur Durchführung von Reaktionen, Berechnungen in der analytischen Chemie und der Anordnung von Koeffizienten in Gleichungen ist häufig die Kenntnis der Molekülmasse von Elementen erforderlich. Wenn das Molekül ein Atom enthält, ist dieser Wert gleich dem der Substanz. Bei zwei oder mehr Elementen wird die Molmasse mit ihrer Anzahl multipliziert.

Molmassenwert bei der Berechnung von Konzentrationen

Dieser Parameter wird verwendet, um fast alle Arten, Konzentrationen von Stoffen auszudrücken, umzurechnen. Beispielsweise ergeben sich häufig Situationen, um den Massenanteil anhand der Menge eines Stoffes in einer Lösung zu bestimmen. Der letzte Parameter wird in der Einheit mol/Liter ausgedrückt. Um das gewünschte Gewicht zu ermitteln, wird die Menge eines Stoffes mit der Molmasse multipliziert. Der empfangene Wert wird um das 10-fache reduziert.

Die Molmasse wird verwendet, um die Normalität einer Substanz zu berechnen. Dieser Parameter wird in der analytischen Chemie zur Durchführung von titri- und gravimetrischen Analyseverfahren verwendet, wenn eine genaue Reaktionsführung erforderlich ist.

Messung der Molmasse

Die erste historische Erfahrung bestand darin, die Dichte von Gasen im Verhältnis zu Wasserstoff zu messen. Weitere Untersuchungen der kolligativen Eigenschaften wurden durchgeführt. Dazu gehören zum Beispiel der osmotische Druck, der den Unterschied beim Sieden oder Gefrieren zwischen einer Lösung und einem reinen Lösungsmittel bestimmt. Diese Parameter korrelieren direkt mit der Anzahl der Stoffpartikel im System.

Manchmal wird die Messung der Molmasse an einem Stoff unbekannter Zusammensetzung durchgeführt. Früher wurde ein Verfahren wie die isotherme Destillation verwendet. Sein Wesen besteht darin, eine Lösung einer Substanz in eine mit Lösungsmitteldämpfen gesättigte Kammer zu bringen. Unter diesen Bedingungen findet eine Dampfkondensation statt und die Temperatur der Mischung steigt, erreicht ein Gleichgewicht und beginnt zu sinken. Die freigesetzte Verdampfungswärme wird aus der Änderung des Erwärmungs- und Abkühlungsindex der Lösung berechnet.

Die wichtigste moderne Methode zur Messung der Molmasse ist die Massenspektrometrie. Dies ist die Hauptmethode zur Identifizierung von Stoffgemischen. Mit Hilfe moderner Instrumente läuft dieser Vorgang automatisch ab, nur müssen zunächst die Bedingungen für die Trennung von Verbindungen in der Probe gewählt werden. Die Methode der Massenspektrometrie beruht auf der Ionisierung einer Substanz. Als Ergebnis werden verschiedene geladene Fragmente der Verbindung gebildet. Das Massenspektrum gibt das Verhältnis von Masse zu Ladung von Ionen an.

Molmassenbestimmung für Gase

Die Molmasse eines beliebigen Gases oder Dampfes wird einfach gemessen. Es reicht aus, die Kontrolle zu verwenden. Das gleiche Volumen eines gasförmigen Stoffes ist mengenmäßig gleich einem anderen bei gleicher Temperatur. Eine bekannte Methode zur Messung des Dampfvolumens ist die Bestimmung der verdrängten Luftmenge. Dieser Vorgang erfolgt über einen Seitenabgang, der zum Messgerät führt.

Praktische Anwendungen der Molmasse

Daher wird der Begriff der Molmasse in der Chemie überall verwendet. Um den Prozess zu beschreiben, Polymerkomplexe und andere Reaktionen zu erstellen, muss dieser Parameter berechnet werden. Ein wichtiger Punkt ist die Bestimmung der Wirkstoffkonzentration im Arzneistoff. Anhand einer Zellkultur werden beispielsweise die physiologischen Eigenschaften einer neuen Verbindung untersucht. Darüber hinaus ist die Molmasse in der biochemischen Forschung wichtig. Zum Beispiel bei der Untersuchung der Beteiligung an den Stoffwechselprozessen des Elements. Inzwischen ist die Struktur vieler Enzyme bekannt, sodass man ihr Molekulargewicht berechnen kann, das hauptsächlich in Kilodalton (kDa) gemessen wird. Heute sind die Molekulargewichte fast aller Bestandteile des menschlichen Blutes, insbesondere des Hämoglobins, bekannt. Molekulare und molare Masse eines Stoffes sind in bestimmten Fällen synonym. Ihre Unterschiede liegen darin, dass der letzte Parameter der Durchschnitt aller Isotope des Atoms ist.

Alle mikrobiologischen Experimente zur genauen Bestimmung der Wirkung einer Substanz auf ein Enzymsystem werden mit molaren Konzentrationen durchgeführt. Beispielsweise werden in der Biokatalyse und anderen Bereichen, in denen es notwendig ist, die enzymatische Aktivität zu untersuchen, Konzepte wie Induktoren und Inhibitoren verwendet. Um die Aktivität des Enzyms auf biochemischer Ebene zu regulieren, ist es notwendig, genaue Molmassen zu untersuchen. Dieser Parameter hat sich fest im Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften wie Physik, Chemie, Biochemie, Biotechnologie etabliert. Derart charakterisierte Prozesse werden aus der Sicht der Mechanismen, der Bestimmung ihrer Parameter verständlicher. Der Übergang von der Grundlagenwissenschaft zur angewandten Wissenschaft ist ohne einen Molmassenindikator nicht vollständig und reicht von physiologischen Lösungen über Puffersysteme bis hin zur Bestimmung der Dosierung pharmazeutischer Substanzen für den Körper.

Atome und Moleküle sind die kleinsten Materieteilchen, daher können Sie als Maßeinheit die Masse eines der Atome wählen und die Massen anderer Atome im Verhältnis zum ausgewählten ausdrücken. Was ist also die Molmasse und welche Dimension hat sie?

Was ist Molmasse?

Der Begründer der Theorie der Atommassen war der Wissenschaftler Dalton, der eine Tabelle der Atommassen erstellte und die Masse eines Wasserstoffatoms als Einheit nahm.

Molmasse ist die Masse von einem Mol einer Substanz. Ein Mol wiederum ist die Menge einer Substanz, die eine bestimmte Menge kleinster Teilchen enthält, die an chemischen Prozessen beteiligt sind. Die Anzahl der Moleküle in einem Mol wird als Avogadro-Zahl bezeichnet. Dieser Wert ist konstant und ändert sich nicht.

Reis. 1. Avogadros Zahlenformel.

Die Molmasse eines Stoffes ist also die Masse eines Mols, in der 6,02 * 10^23 Elementarteilchen enthalten sind.

Die Avogadro-Zahl erhielt ihren Namen zu Ehren des italienischen Wissenschaftlers Amedeo Avagadro, der bewies, dass die Anzahl der Moleküle in gleichen Volumina von Gasen immer gleich ist.

Die Molmasse im internationalen SI-System wird in kg / mol gemessen, obwohl dieser Wert normalerweise in Gramm / mol ausgedrückt wird. Dieser Wert wird mit dem englischen Buchstaben M bezeichnet und die Molmassenformel lautet wie folgt:

wobei m die Masse des Stoffes und v die Menge des Stoffes ist.

Reis. 2. Berechnung der Molmasse.

Wie findet man die Molmasse eines Stoffes?

Die Tabelle von D. I. Mendeleev hilft bei der Berechnung der Molmasse einer Substanz. Nehmen Sie eine beliebige Substanz, zum Beispiel Schwefelsäure, deren Formel wie folgt lautet: H 2 SO 4. Wenden wir uns nun der Tabelle zu und sehen, welche Atommasse jedes der Elemente hat, aus denen die Säure besteht. Schwefelsäure besteht aus drei Elementen - Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff. Die Atommasse dieser Elemente beträgt jeweils 1, 32, 16.

Es stellt sich heraus, dass das Gesamtmolekulargewicht 98 Atommasseneinheiten (1 * 2 + 32 + 16 * 4) beträgt. So fanden wir heraus, dass ein Mol Schwefelsäure 98 Gramm wiegt.

Die Molmasse eines Stoffes ist zahlenmäßig gleich der relativen Molekülmasse, wenn die Struktureinheiten des Stoffes Moleküle sind. Die Molmasse eines Stoffes kann auch gleich der relativen Atommasse sein, wenn die Struktureinheiten des Stoffes Atome sind.

Bis 1961 wurde das Sauerstoffatom als atomare Masseneinheit genommen, aber nicht das ganze Atom, sondern sein 1/16 Teil. Gleichzeitig waren die chemischen und physikalischen Masseneinheiten nicht gleich. Die chemische war 0,03 % höher als die physikalische.

Gegenwärtig wurde in Physik und Chemie ein einheitliches Messsystem eingeführt. Als Standard-e.a.m. 1/12 der Masse des Kohlenstoffatoms wird gewählt.

Reis. 3. Formel der Einheit der Atommasse von Kohlenstoff.

Die Molmasse jedes Gases oder Dampfes ist sehr einfach zu messen. Es reicht aus, die Kontrolle zu verwenden. Das gleiche Volumen eines gasförmigen Stoffes ist mengenmäßig gleich einem anderen bei gleicher Temperatur. Eine bekannte Methode zur Messung des Dampfvolumens ist die Bestimmung der verdrängten Luftmenge. Dieser Vorgang erfolgt über einen Seitenabgang, der zum Messgerät führt.

Das Konzept der Molmasse ist in der Chemie sehr wichtig. Seine Berechnung ist für die Bildung von Polymerkomplexen und vielen anderen Reaktionen notwendig. In der Pharmazie wird die Konzentration eines bestimmten Stoffes in einem Stoff anhand der Molmasse bestimmt. Auch die Molmasse ist wichtig bei der Bereitstellung von biochemischen Untersuchungen (der Austauschvorgang im Element).

Heutzutage sind dank der Entwicklung der Wissenschaft die Molekulargewichte fast aller Blutbestandteile, einschließlich Hämoglobin, bekannt.

Dazu müssen Sie die Massen aller Atome in diesem Molekül addieren.


Beispiel 1. Im Wassermolekül H 2 O 2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom. Die Atommasse von Wasserstoff \u003d 1 und Sauerstoff \u003d 16. Daher beträgt die Molekülmasse von Wasser 1 + 1 + 16 \u003d 18 Atommasseneinheiten und die Molmasse von Wasser \u003d 18 g / mol.


Beispiel 2. In einem Molekül Schwefelsäure H 2 SO 4 gibt es 2 Wasserstoffatome, 1 Schwefelatom und 4 Sauerstoffatome. Daher beträgt das Molekulargewicht dieser Substanz 1 2 + 32 + 4 16 \u003d 98 amu und die Molmasse 98 g / mol.


Beispiel 3. In einem Molekül Aluminiumsulfat Al 2 (SO 4) 3 2 Aluminiumatome, 3 Schwefelatome und 12 Sauerstoffatome. Das Molekulargewicht dieser Substanz beträgt 27 2 + 32 3 + 16 12 = 342 amu und die Molmasse 342 g / mol.

Mol, Molmasse

Die Molmasse ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Menge eines Stoffes, d.h. M(x) = m(x)/n(x), (1)


wobei M(x) die Molmasse des Stoffes X ist, m(x) die Masse des Stoffes X ist, n(x) die Menge des Stoffes X ist.


Die SI-Einheit für die Molmasse ist kg/mol, gebräuchlich ist jedoch die Einheit g/mol. Masseneinheit - g, kg.


Die SI-Einheit für die Menge eines Stoffes ist das Mol.


Ein Mol ist eine solche Menge einer Substanz, die 6,02 10 23 Moleküle dieser Substanz enthält.


Jedes Problem in der Chemie wird durch die Stoffmenge gelöst. Sie müssen sich an die Grundformeln erinnern:


n(x) =m(x)/M(x)




oder die allgemeine Formel: n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A , (2)


wobei V(x) das Stoffvolumen X(l) ist, Vm das molare Gasvolumen bei n.o. (22,4 l / mol), N - Anzahl der Teilchen, N A - Avogadro-Konstante (6,02 10 23).


Beispiel 1. Bestimmen Sie die Masse von Natriumiodid NaI mit einer Menge von 0,6 mol.



Beispiel 2. Bestimmung der Menge an atomarem Borstoff, der in Natriumtetraborat Na 2 B 4 O 7 mit einem Gewicht von 40,4 g enthalten ist.



m (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 g.



Die Molmasse von Natriumtetraborat beträgt 202 g/mol.


Bestimmen Sie die Stoffmenge Na 2 B 4 O 7:


n (Na 2 B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol.


Denken Sie daran, dass 1 Mol Natriumtetraborat-Molekül 2 Mol Natriumatome, 4 Mol Boratome und 7 Mol Sauerstoffatome enthält (siehe die Formel von Natriumtetraborat).


Dann ist die Stoffmenge des atomaren Bors gleich:


n (B) \u003d 4 n (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.