Physikalische Einheit
Einheitenname	Mol
Einheitenzeichen	${\displaystyle \mathrm {mol} }$
Physikalische Große	Stoffmenge
Formelzeichen	${\displaystyle n}$
Dimension	${\displaystyle {\mathsf {N}}}$
System	Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten	Basiseinheit
Benannt nach	Molekul

Das Mol (Einheitenzeichen: mol ) ist die SI-Einheit der Stoffmenge . Sie dient unter anderem der Mengenangabe bei chemischen Reaktionen .

Ein Mol eines Stoffes enthalt definitionsgemaß exakt 6 . 022 140 76 e ²³ (602 Trilliarden) Teilchen ( Avogadro-Konstante ). Die Zahl wurde so festgelegt, dass 1 mol Teilchen mit einer Masse von x atomaren Masseneinheiten moglichst genau x Gramm sind.

Teilchenzahl und Stoffmenge sind somit einander direkt proportional; jede dieser beiden Großen kann als Maß fur die andere dienen.

Seit der Revision des Internationalen Einheitensystems im Jahr 2019 ist das Mol dadurch definiert, dass der Avogadro-Konstante ein fester Zahlenwert zugewiesen wurde. Die Definition lautet:

Die Teilchenart muss dabei angegeben werden, es kann sich um Atome , Molekule , Ionen , Elektronen oder andere Teilchen handeln. ^{[2] [3]}

Die Avogadro-Zahl entspricht bis auf eine relative Abweichung von (3,5 ± 3,0) e ^{- 10} dem Verhaltnis der Masseneinheit Gramm (g) und der atomaren Masseneinheit  (u). ^[4] Die Angabe von Atommassen (?Atomgewicht“) und Molekulmassen (?Molekulargewicht“) hat daher im Rahmen dieser Genauigkeit denselben Zahlenwert in u und in g/mol.

Der Begriff ?Mol“ wurde 1893 von Wilhelm Ostwald gepragt und ist vermutlich vom lateinischen Wort moles (fur ?Masse, Last“) abgeleitet. Zunachst wurde das Mol uberwiegend als Masseneinheit angesehen. Altere Bezeichnungen sind Grammatom (nur bei Elementen) und Grammmolekul (nur bei Verbindungen). So heißt es in DIN 1310 ?Gehalt von Losungen“ vom April 1927: ?Als Masseneinheiten dienen […] das Mol, d. h. soviel Gramm des Stoffes, wie sein Molekulargewicht angibt […]“. Allerdings wurde durch die Anwendung des Molekular?gewichts“ hier eine Stoffmasse ? keine Stoffmenge heutiger Sicht ? beschrieben und als ?Stoffmenge“ bezeichnet. In der heutigen Mol-Definition des SI hingegen wird die Stoffmenge von Teilchenzahl und Masse formal klar unterschieden.

Im Jahr 1960 wurde die atomare Masseneinheit als ¹ ⁄ ₁₂ der Masse des ¹² C-Atoms festgelegt.

Entsprechend wurde das Mol als die Stoffmenge eines Systems definiert, das aus ebenso vielen Einzelteilchen besteht, wie Atome in 12 Gramm des Isotops Kohlenstoff -12 ( ¹² C) enthalten sind. 1 mol ¹² C-Atome hatte also definitionsgemaß eine Masse von 12 g. (Ein Mol Atome naturlichen Kohlenstoffs hingegen hat aufgrund der Beimischung anderer Isotope eine Masse von ca. 12,0107 g.)

Nach dieser Definition war die Zahl der Teilchen in einem Mol (Avogadro-Konstante N _A ) eine Messgroße und mit einer Unsicherheit belastet. Andererseits war zur Messung der in Mol gemessenen Stoffmenge die genaue Kenntnis der Avogadro-Konstante nicht erforderlich; es genugte eine Wagung (Massebestimmung) und der Vergleich mit einer Referenzmasse vom ¹² C. Dafur war die Definition des Mol jedoch von der Definition des Kilogramms abhangig.

Auf der 14. Generalkonferenz fur Maß und Gewicht (CGPM) wurde 1971 das Mol auf nachdrucklichen Wunsch der IUPAC , unterstutzt durch die IUPAP ^[5] in das SI aufgenommen und zur Basiseinheit erklart. ^[6] Damit wurde der Anwendungsbereich des SI auf die Chemie ausgedehnt. Auf der vorangegangenen CGPM 1967 hatte der Antrag noch keine Mehrheit gefunden. ^[7]

Mit dem Fortschritt der Messtechnik konnte die Avogadro-Konstante immer praziser bestimmt werden, sodass schließlich der ?Umweg“ uber das Kilogramm nicht mehr erforderlich war. Die 26. Generalkonferenz fur Maß und Gewicht beschloss mit Wirkung zum 20. Mai 2019 die heute gultige Definition. ^[3] Die Teilchenzahl in einem Mol ist nun exakt festgelegt, dafur ist die Masse von 1 mol ¹² C jetzt eine Messgroße. Der nunmehr exakte Wert von N _A wurde so gewahlt, dass er moglichst genau mit dem Wert nach der alten Definition ubereinstimmte.

Gebrauchliche dezimale Teile und Vielfache des Mols sind:

Bezeichnung	Einheit	Faktor	Vielfaches	Anmerkung
Kilomol	kmol	10 3	1000 mol
Millimol	mmol	10 ?3	0,001 mol	ein Tausendstel Mol
Mikromol	μmol	10 ?6	0,001 mmol	ein Millionstel Mol
Nanomol	nmol	10 ?9	0,001 μmol	ein Milliardstel Mol
Pikomol	pmol	10 ?12	0,001 nmol	ein Billionstel Mol

Das molare Volumen eines Stoffes ist eine stoffspezifische Eigenschaft, die angibt, welches Volumen ein Mol eines Stoffes ausfullt. Fur ein ideales Gas gilt, dass ein Mol bei Normalbedingungen (273,15 K, 101325 Pa) ein Volumen von 22,414  Liter einnimmt. Fur reale Gase sowie Feststoffe und Flussigkeiten ist das molare Volumen dagegen stoffabhangig.

Die molare Masse ${\displaystyle M}$ ist der Quotient aus Masse und Stoffmenge eines Stoffs. In der Einheit g/mol hat sie fast exakt ^[8] denselben Zahlenwert wie die Atom - bzw. Molekulmasse des Stoffs in der Einheit ${\displaystyle u}$ ( atomare Masseneinheit ). Ihre Bedeutung ist aquivalent zum fruheren ?Atomgewicht“ in der Chemie.

Zur Berechnung wird folgende Formel verwendet: ${\displaystyle n={\frac {m}{M}}}$

Dabei bezeichnet ${\displaystyle n}$ die Stoffmenge , ${\displaystyle m}$ die Masse und ${\displaystyle M}$ die molare Masse. ${\displaystyle M}$ kann fur chemische Elemente Tabellenwerken entnommen und fur chemische Verbindungen bekannter Zusammensetzung aus solchen Werten errechnet werden.

Die atomare Masse, die fur jedes chemische Element in Tabellen angegeben wird, bezieht sich dabei auf das naturliche Isotopengemisch . So ist zum Beispiel als Atommasse fur Kohlenstoff 12,0107 u angegeben. Dieser Wert gilt nicht bei anderen Isotopenverhaltnissen, etwa bei mit ¹³ C angereichertem Material. Wahrend bei stabilen Elementen die Abweichungen von Isotopenmischungen, wie sie in der Natur vorkommen, relativ gering sind, kann insbesondere bei radioaktiven Elementen das Isotopengemisch stark von der Herkunft und dem Alter des Materials abhangen.

Die Einheit Mol findet haufig Verwendung in zusammengesetzten Einheiten zur Angabe von Konzentrationen (Salzgehalt von Losungen, Sauregehalt von Losungen usw.). Eine der haufigsten Verwendungen ist die x-molare Losung (das x steht darin fur eine beliebige rationale positive Zahl).

Beispiel

Eine 2,5-molare A-Losung enthalt 2,5 mol des gelosten Stoffes A in 1 Liter der Losung.

Siehe dazu auch: Stoffmengenkonzentration

• Das Helium-Atom hat 2 Protonen und 2 Neutronen . Helium-Gas ist einatomar, daher bezieht sich im folgenden Beispiel das Mol auf He-Atome.
• 1 Atom Helium hat eine Masse von ungefahr 4 u (u ist die atomare Masseneinheit );
• 1 mol Helium hat also eine Masse von etwa 4 g.

• Ein Wassermolekul H ₂ O besteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen.
• Das Sauerstoffatom besteht typischerweise aus 16 Nukleonen (Kernteilchen, also Neutronen und Protonen), ein Wasserstoffatom aus einem Kernteilchen (ein Proton). (Schwerere Isotope sind sehr selten.)
• Ein Wassermolekul enthalt demnach 18 Nukleonen.
• Die durchschnittliche Masse eines Kernteilchens betragt ungefahr 1 u; ein Wassermolekul hat somit typischerweise die Masse 18 u.
• Die Masse von 1 mol Wasser ist somit etwa 18 g.

Nimmt man statt der Zahl der Nukleonen die genaueren Atommassen und berucksichtigt auch den Anteil schwererer Isotope, ergibt sich ein leicht hoherer Wert von 18,015 g.

${\displaystyle \mathrm {2\,Li+2\,H_{2}O\rightarrow 1\,H_{2}+2\,LiOH} }$

Bei der Bildung von LiOH werden zwei Wassermolekule von zwei Lithiumatomen in jeweils einen H- und einen OH-Teil aufgespalten. Weil in jedem Mol von jeder Substanz gleich viele Teilchen vorhanden sind, braucht man fur 1 mol Lithiumhydroxid 1 mol Lithium und 1 mol Wasser, in Massen umgerechnet: 6,94 g Lithium und 18 g Wasser reagieren zu 1 g Wasserstoff und 23,94 g Lithiumhydroxid.

• Beat Jeckelmann: Ein Meilenstein in der Weiterentwicklung des Internationalen Einheitensystems . In: METinfo, Vol 25, No2/2018.
• Julian Haller, Karlheinz Banholzer, Reinhard Baumfalk: Neudefinition der Einheiten Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol. Wie kommt das Kilogramm in meine Laborwaage? In: Chemie in unserer Zeit , 53, 2019, S. 84?90, doi:10.1002/ciuz.201800878
• Rainer Stosch, Olaf Rienitz, Axel Pramann, Bernd Guttler: Wie viele Molekule enthalt ein Mol? In: Chemie in unserer Zeit , 53, 2019, S. 256?262, DOI:10.1002/ciuz.201900014
• Karl Rauscher, Reiner Friebe: Chemische Tabellen und Rechentafeln fur die analytische Praxis. 11. Auflage. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2004, ISBN 3-8171-1621-7 , S. 31 ( eingeschrankte Vorschau in der Google-Buchsuche).

• Forschung zum neuen SI. PTB.de (Physikalisch-Technische Bundesanstalt)
• Die Revision des Internationalen Einheitensystems - Metas.ch (Eidgenossisches Institut fur Metrologie)
• Maßeinheiten sind bald in Natur gemeißelt . Spektrum.de
• SI base unit (mole). BIPM , abgerufen am 9. August 2023 (englisch).   Wortlaut der Definition des Mol

1. ↑ Richtlinie (EU) 2019/1258 der Kommission vom 23. Juli 2019 zur Anderung des Anhangs der Richtlinie 80/181/EWG des Rates hinsichtlich der Definitionen der SI-Basiseinheiten zwecks ihrer Anpassung an den technischen Fortschritt , enthalt Ubersetzungen der Definitionen aus der SI-Broschure, 9. Aufl.
2. ↑ SI Brochure: The International System of Units (SI). (PDF) BIPM , 2019, S. 136 , abgerufen am 28. Januar 2021 (englisch, 9th edition ? Im Dialog "Text in English" wahlen).  
3. ↑ ^{a b} Resolution 1 of the 26th CGPM (2018). In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures , abgerufen am 12. April 2021 (englisch).  
4. ↑ CODATA Recommended Values: molar mass constant. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 7. September 2021 (englisch).  
5. ↑ Tagungsbericht der 14. Generalkonferenz fur Maß und Gewicht , 1971, Seite 55 (franzosisch)
6. ↑ SI unit of amount of substance (mole). In: Resolution 3 of the 14th CGPM (1971). Bureau International des Poids et Mesures (=  Internationales Buro fur Maß und Gewicht ), 1971, abgerufen am 13. Dezember 2022 (englisch).  
7. ↑ Tagungsbericht der 13. Generalkonferenz fur Maß und Gewicht , 1967, Seite 71 (franzosisch)
8. ↑ bis zum 19. Mai 2019 exakt per Definition; seit der Neudefinition des Mol mit einer Abweichung von < 10 ^?9