Massenanteil berechnen: Gemisch, Verbindung, Umrechnung

Teile die Masse der gesuchten Komponente durch die Gesamtmasse aller Komponenten und multipliziere mit 100. Bei 20 g Kochsalz in 80 g Wasser beträgt die Gesamtmasse 100 g, also ist w = 20 g ÷ 100 g = 0,2 und damit 20 %.

Im Rechner wählst du „Massenanteile eines Gemischs aus Massen“, trägst in jede Zeile einen Namen und die Masse in Gramm ein und liest den Anteil als Dezimalzahl, in Prozent und in ppm ab.

Der häufigste Fehler ist der falsche Nenner: Wer 20 g durch 80 g Wasser teilt, kommt auf 25 % und hat die Masse des Salzes selbst vergessen.

Die Anteile aller Komponenten müssen zusammen 100 % ergeben, und die Summenzeile der Tabelle zeigt diese Probe. Liegen die Massen in verschiedenen Einheiten vor, rechne sie vor der Eingabe auf Gramm um, denn 250 mg sind 0,25 g und nicht 250 g.

Fast: Massenprozent ist der Massenanteil, mit 100 multipliziert und mit dem Zeichen % geschrieben. Ein Massenanteil von 0,2 sind 20 Massenprozent.

Ältere Texte sprechen von Gewichtsprozent oder Gew.-%, gemeint ist dasselbe, denn die Norm DIN 1310 bezieht den Anteil auf die Masse.

Anders ist es bei Volumenprozent: 50 ml Ethanol und 50 ml Wasser sind 50 Vol.-% Ethanol, ihr Massenanteil beträgt aber nur 44,13 %, weil Ethanol mit 0,79 g/cm³ leichter ist als Wasser mit 1 g/cm³.

Auf Etiketten von Spirituosen steht Vol.-%, bei Salzlösungen meist Massenprozent. Prüfe deshalb immer die Bezugsgröße, bevor du eine Angabe einsetzt.

Als Faustregel gilt: Massenprozent steht in Datenblättern für Lösungen, Volumenprozent bei Flüssigkeiten, die sich leicht abmessen lassen.

Im Rechner gibst du Volumen und Dichte im Modus „Massenanteile eines Gemischs aus Volumen und Dichte“ ein und erhältst Massenanteil und Volumenanteil nebeneinander in der Tabelle.

Addiere die Atomgewichte aller Atome der Summenformel zur molaren Masse und teile den Beitrag des Elements durch diese Summe. Für Wasser H₂O gilt M = 2 · 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol.

Sauerstoff macht 15,999 ÷ 18,015 = 88,81 % aus, Wasserstoff 11,19 %. Die Probe lautet: Alle Elementanteile zusammen ergeben 100 %, denn die Summe der Beiträge ist die molare Masse.

Im Rechner wählst du „Massenanteil eines Elements in einer Verbindung“, gibst Summenformel und Symbol ein und bekommst alle Elemente in einer Tabelle.

Beachte Klammern: Ca(OH)2 hat zwei Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatome, M = 74,092 g/mol und 54,09 % Calcium. Wer die 2 hinter der Klammer vergisst, rechnet mit CaOH und erhält 70,21 %.

Hydrate wie CuSO4·5H2O gibst du mit Mittelpunkt oder Sternchen ein. Die Atomgewichte stammen aus der CIAAW-Tabelle 2024, auf höchstens fünf Stellen gekürzt.

Teile jeden Massenanteil durch die molare Masse seiner Komponente und normiere die Ergebnisse auf die Summe 1: x(i) = (w(i) ÷ M(i)) ÷ Σ (w(j) ÷ M(j)).

Für 40 % Ethanol (46,069 g/mol) und 60 % Wasser (18,015 g/mol) ergibt das x(Ethanol) = 20,68 % und x(Wasser) = 79,32 %. Die mittlere molare Masse der Mischung beträgt 23,816 g/mol.

Der Stoffmengenanteil fällt hier kleiner aus, weil ein Ethanolmolekül mehr als doppelt so schwer ist wie ein Wassermolekül und je Gramm weniger Teilchen liefert.

Im Rechner wählst du „Massenanteil und Stoffmengenanteil ineinander umrechnen“, die Richtung und die Anteile in Prozent. Für die Gegenrichtung wählst du die zweite Option: 20 % Stoffmengenanteil Ethanol entsprechen dann 39 % Massenanteil.

Summieren sich die Anteile nicht auf 100 %, normiert der Rechner und nennt die Abweichung im Hinweis, damit du eine fehlende Komponente bemerkst.

Rechne zuerst jedes Volumen in eine Masse um: m = ρ · V. Für 50 ml Ethanol mit 0,79 g/cm³ sind das 39,5 g, für 50 ml Wasser mit 1 g/cm³ sind es 50 g. Die Gesamtmasse beträgt 89,5 g, der Massenanteil von Ethanol also 39,5 ÷ 89,5 = 44,13 %.

Teile nicht einfach die Volumina durcheinander: Das ergäbe 50 %, den Volumenanteil, und der gilt nur für die Volumina vor dem Mischen.

Im Rechner wählst du „Massenanteile eines Gemischs aus Volumen und Dichte“ und trägst Milliliter und g/cm³ ein; 1 g/cm³ entspricht 1 g/ml. Stehen Ethanol und Wasser in der ersten Spalte, ergänzt der Rechner den Stoffmengenanteil von selbst.

Die Dichte hängt von der Temperatur ab, nimm also den Wert bei der Temperatur deiner Messung. Weil sich beim Mischen von Ethanol und Wasser das Volumen verkleinert, bleibt das Mischvolumen unter 100 ml, die Massen aber addieren sich vollständig.

Das sind 5 ppm. ppm steht für „parts per million“, also Millionstel: Der Massenanteil w wird mit 1.000.000 multipliziert. 2,5 mg Spurenstoff in 500 g Probe ergeben w = 0,0025 g ÷ 500 g = 0,000005, das sind 0,0005 % oder 5 ppm.

Umgekehrt entsprechen 20 % genau 200.000 ppm, 1 % genau 10.000 ppm und 0,01 % genau 100 ppm. Praktisch bedeutet ein Massenanteil von 1 ppm ein Milligramm je Kilogramm.

In verdünnten wässrigen Lösungen entspricht 1 ppm näherungsweise 1 mg/l, weil 1 Liter rund 1 kg wiegt.

Gib im Rechner die Spur in Gramm ein, hier 0,0025, und die Probe so, dass die Gesamtmasse stimmt; die Zeile Schreibweisen zeigt Dezimalzahl, Prozent und ppm zugleich.

Bei Gasen ist ppm nicht immer ein Massenanteil: In der Luftanalyse bezieht sich ppm meist auf das Volumen oder die Stoffmenge, prüfe also die Angabe im Messbericht, bevor du sie als Masseneinheit einsetzt.

Multipliziere den Massenanteil mit der Dichte der fertigen Lösung: β = w · ρ. Gibst du die Dichte in g/cm³ an, ergibt der Faktor 1000 Gramm pro Liter.

Für eine Lösung mit 20 % Salz und einer angenommenen Dichte von 1,15 g/cm³ sind das 0,2 · 1,15 · 1000 = 230 g/l. Ohne die Dichte der Lösung geht es nicht, denn 100 g Lösung haben ein anderes Volumen als 100 ml.

Die Dichte reinen Wassers ist kein Ersatz: Mit 1 g/cm³ erhieltest du 200 g/l und damit rund 13 % zu wenig. Miss die Dichte oder schlage sie für Konzentration und Temperatur in einer Tabelle nach und trage sie im Feld „Dichte der fertigen Lösung“ ein.

Der Rechner zeigt dann β für alle Komponenten, und die Summe entspricht der Dichte in g/l. Mit 0 oder leerem Feld entfällt β.

Meist liegt es an der Rundung. Drei gleiche Massen von je 10 g ergeben je 33,33 %, in der Summe also 99,99 %; ungerundet ist jeder Anteil ein Drittel und die Summe genau 100 %.

Der Rechner rundet nur die Anzeige auf vier signifikante Stellen und rechnet ungerundet weiter, die Summenzeile der Tabelle zeigt deshalb 100 %.

Bei der Umrechnung zwischen w und x gilt eine andere Regel: Gibst du Anteile ein, die zusammen nicht 100 % ergeben, etwa 40 % und 50 %, normiert der Rechner auf 100 % (44,44 % und 55,56 %) und schreibt die Abweichung in den Hinweis.

Dieses Signal bedeutet meist, dass eine Komponente fehlt oder ein Wert falsch abgeschrieben wurde. Eine Differenz von 0,01 Prozentpunkten bei gerundeten Zahlen ist also normal und kein Rechenfehler.

Prüfe dann deine Quelle, bevor du mit den normierten Werten weiterrechnest, und trage die fehlende Komponente nach.