Mol-Volumen

  Vorangehende Seite Nächste Seite Für die Druckfunktion wird JavaScript benötigt!  

Die Bestimmung der Stoffelementarmenge kA über das Volumen setzt voraus, dass das Referenzsystem als Kristall mit hochgradig homogener Gitterstruktur vorliegt. Dies ist für Kohlenstoff nicht in ausreichendem Maß gegeben, weswegen hier das Isotop 28Si mit seiner quasi-perfekten Gitterstruktur (Elementarzelle mit 8 Atomen und einer Gitterkonstante von ca. 5,43­ Å) ins Spiel gebracht wird.

Die Stoffelementarmenge bestimmt sich folglich als Verhältnis aus dem achten Teil des Volumens VZelle der Elementarzelle eines 28Si-Kristalls und dessen Mol-Volumen vMol (Dimension: Volumen pro Mol):

0908

9.8

Solange das Mol über die Masse eines speziellen Normals (0,012 Kilogramm 12C) definiert wird, muss das Volumen jedes anderen Normals, etwa eines aus 28Si-Atomen, ebenfalls über dessen Masse eingestellt werden. Makroskopische Volumina lassen sich mit einem sphärischen Fizeau-Interferometer messen. Zur Bestimmung von Zellvolumina kommen dagegen röntgenoptische Methoden zum Tragen. Korrekturen sind notwendig, weil das Silizium eine dünne Oxidschicht ausbildet. Letzten Endes errechnet sich die Stoffelementarmenge kA aus zwei gemessenen Volumina, von dem eines sich aus einem gewogenen System ergibt.

Erst wenn die Stoffelementarmenge kA bzw. die Normaldichte NA der Stoffquanten direkt vorgegeben wird, kann umgekehrt das Mol-Volumen eines 28Si-Kristalls über Gleichung (9.8) auf seine Gitter-Geometrie zurückgeführt werden:

0909

9.9

In diesem Falle ist die Güte eines 28Si-Kristalls als Arbeitsnormal eines Mol masseunabhängig bzw. hängt dann nur davon ab, wie genau sich ein Zellvolumen messen und ein Mol-Volumen realisieren bzw. reproduzieren lässt.