1.7 Stoffklassen
Kennmerkmale der Stoffe in den drei Stoffklassen:
| Stoffklasse | Beispiele | Eigenschaften, Kennmerkmale |
| metallische Stoffklasse | Kupfer, Eisen, Aluminium, Blei, Silber, Gold, Zink, Quecksilber, ... | metallischer Glanz; verformbar durch Biegen, Hämmern; leitet den elektrischen Storm im festen und flüssigen Zustand; gute Wärmeleitfähigkeit; bei ZT sind außer Quecksilber alle Metalle fest. |
| salzartige Stoffklasse | Kochsalz; Natriumnitrat; Kupfersulfat; Kaliumpermanganat; ... | leitet den elektrischen Strom im festen Zustand nicht; oft in Wasser löslich; diese Lösung leitet den elektrischen Strom; geschmolzene Salze leiten den Strom; Kristallbildung, spröde. |
| flüchtige Stoffe | Benzin; Wasser; Alkohol; Iod, ... | niedrige Schmelz- und Siedetemperatur; bei Zimmertemperatur meist flüssig oder gasig; keine (bzw. schlechte) elektrische Leitfähigkeit. |
Achtung:
Viele Stoffe lassen sich jedoch keiner dieser drei Stoffklassen zuordnen: Gummi, Diamant, Zucker, Kunststoff (PVC), Cellulose, ... (z.B. Makromoleküle).
Man kann auch die Metalle weiter unterteilen:
- Edelmetalle (z.B. Gold...),
- Halbedelmetalle (z.B. Kupfer...),
- unedle Metalle (z.B. Eisen...).
1.8 Reinstoffe
Reinstoffe besitzen einheitliche spezifische Eigenschaften. Schmelz- und Siedetemperatur (bei Normdruck) sind für jeden Reinstoff eine charakteristische, messbare Stoffeigenschaft.
Reinstoffe sind einheitlich zusammengesetzt, sie sind homogen.
Reinstoffe können durch physikalische Methoden nicht mehr in weitere Stoffe zerlegt werden.
Beispiele für Reinstoffe: Gold, Kupfer, Kochsalz, ....
1.9 Gemische (Stoffgemische)
Gemische bestehen aus verschiedenen Reinstoffen.
In den Gemischen fester Stoffe liegen die Bestandteile (Reinstoffe) in beliebigen Mischungsverhältnissen vor; die Eigenschaften der Bestandteile sind unverändert.
1.9.1 Heterogenes Gemisch
In diesem Gemisch sind die verschiedenen Bestandteile zu erkennen, es ist nicht einheitlich aufgebaut.
Jeden Stoffbereich, der sich dabei von einem anderen Bereich durch eine erkennbare Trennfläche abgrenzt, nennen wir zwei Phasen.
Ein heterogenes Gemisch besteht somit aus mindestens zwei Phasen.
|
Aggregatzustand der Bestandteile |
Bezeichnung | Beispiele |
| fest/fest | Gemenge | Eisen-Zucker-Gemisch, Rohsalz, Granit |
| fest/flüssig | Suspension | Lehmwasser |
| fest/gasig | Aerosol | Rauch, staubhaltige Luft |
| flüssig/flüssig | Emulsion |
Öl in Wasser |
| flüssig/gasig | Aerosol | Nebel (Flüssigkeitströpfchen in Gas) Seifenschaum (Gasblasen in Flüssigkeit) |
1.9.2 Homogenes Gemisch
Dieses Gemisch erscheint völlig einheitlich.
Man kann mit dem Mikroskop keine verschiedenen Bestandteile feststellen.
Homogene Gemische bestehen also aus einer Phase.
| Aggregatzustand der Bestandteile | Zustand der Phase | Bezeichnung | Beispiele |
| fest/fest | fest | Amalgam, Legierung | Silber-Zinn-Kupfer-Quecksilbergemisch |
| fest/flüssig | flüssig | Lösung (Feststofflösung) | Zuckerwasser, Kochsalzwasser, Kaliumpermanganatlösung |
| flüssig/flüssig | flüssig | Lösung (Flüssigkeitsgemisch) | Branntwein, Schnaps |
| fest/flüssig/gasig | flüssig gasig | Lösungen (Feststoff-Gas-Lösung) | Mineralwasser |
| gasig | gasig | Gasgemisch | Luft |
1.9.3 Trennverfahren zur Gewinnung von Reinstoffen
Zur Trennung eines Gemisches können die unterschiedlichen Eigenschaften seiner Bestandteile benutzt werden.
1.9.3.1 Heterogene Gemische
| Zustand der Phasen | Beispiel |
zur Trennung genutzte |
Trennverfahren |
| fest/fest | Sand-Salz | Löslichkeit | Extrahieren (Herauslösen) des Salzes, anschließend filtrieren und eindampfen |
| fest/fest | Sand-Sägemehl | Dichte | Sedimentieren (Sand sinkt ab), dekantieren (Abgießen des Sägemehls), filtrieren |
| fest/fest | Schwefel-Eisen | Magnetismus | Magnetscheiden |
| fest/fest | Sand-Schwefel | Schmelzpunkt | Ausschmelzen des Schwefels |
| fest/flüssig | Sand-Wasser | Teilchengröße | Filtrieren |
| flüssig/flüssig | Wasser-Benzin | Dichte | Scheidetrichter (Waser mit höheren Dichte wird zuerst abgelassen). |
1.9.3.2 Homogene Gemische
| Zustand der Phasen | Beispiele | zur Trennung genutzte Eigenschaften | Trennverfahren |
| flüssig | Kochsalzlösung | Siedetemperatur Siedetemperatur |
Destillation Eindampfen |
| flüssig | Alkohol-Wasser (Brennspiritus) | Siedetemperatur | Destillation |
Merke: Die Trennung eines Stoffgemisches durch Verdampfen und anschließendes Kondensieren heißt Destillation. Stoffe mit nahe beieinander liegenden Siedetemperaturen werden nur unvollständig voneinander getrennt.
Hier findet sich das erste Kapitel der Chemie der 8. Klasse. Folgende Nummerierungen können von der Heftnummerierung abweichen, weil ich bei Zeitmangel mal ein unwichtigeres Thema weggelassen oder ein aktuelles Thema dazu genommen habe. Für mögliche Konfusionen bitte ich jetzt schon um Entschuldigung.
Das erste Kapitel der Chemie Klasse 8 am Gymnasium Baden-Württemberg behandelt grundlegende Begriffe der Chemie: Was sind Stoffe, welche Eigenschaften haben sie, und wie lassen sie sich beschreiben und unterscheiden? Die Inhalte orientieren sich am Bildungsplan 2016 BW.
Chemie Klasse 8 · Kapitel 1: Stoffe und ihre Eigenschaften · Gymnasium Baden-Württemberg · Bildungsplan 2016 · Mitschriften von Wolfram Hölzel
1.4 Brownsche Molekularbewegung
Versuch 1:
Durchführung:
1. Schritt: Vollmilch und Wasser wird im Verhältnis 1:1 vermischt.
2. Schritt: 1 Tropfen wird auf dem Objektträger gegeben und mit einem Deckgläschen bedeckt.
3. Milch-Wasser-Tropfen wird mikroskopiert.
Beobachtung: Die Fetttropfen bewegen sich (zittern).
Ergebnis:
Brownsche Molekularbewegung: Bewegung, die die Teilchen in allen Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmigen) ausüben.
1.5 Diffusion
vgl. Versuche
Beobachtung:
Die Kristalle lösen sich unter Schlierenbildung auf. Mit der Zeit verteilen sich die Ionen (= geladene Teilchen) gleichmäßig.
Dabei läuft die Verteilung im warmen Wasser schneller ab als im kalten.
Die Teilchengeschwindigkeit ist umso höher, je höher die Temperatur ist.
Die Diffusion erfolgt umso schneller, je
- höher die Temperatur
- kleiner die Teilchen
- kürzer die Strecke
Diffusion ist in einem Gas schneller als in einer Flüssigkeit.
1.6 Löslichkeit
Flüssigkeiten (z.B. Wasser, Brennspiritus), die Stoffe (z.B. Zucker, Kaliumnitrat) lösen, heißen Lösungsmittel. Gelöst werden können Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase. Ein Lösungsmittel kann nicht jeden Stoff lösen. Nimmt die Lösung keinen weiteren Stoff mehr auf, so ist die Lösung gesättigt.
• Leicht löslich: Lösungsmittel: 100 g Wasser, bei 20 °C: es lösen sich 204 g Zucker
• Schwer löslich: Lösungsmittel: 100 g Wasser, bei 20 °C: es lösen sich 0,2 g Gips
• Bodenkörper: fester Stoff, der sich nicht weiter löst.
Bei vielen festen und flüssigen Stoffen nimmt die Löslichkeit mit steigender Temperatur zu.
Bei Gasen nimmt die Löslichkeit mit steigender Temperatur ab.
KTM-Erklärung für das Lösen von Zucker in Wasser:
Die sich bewegende Wasserteilchen schieben sich zwischen die Zucker-Teilchen und lösen sie aus dem Kristall.
1.6.1 Kristalle
- Kristalle sind gekennzeichnet durch geometrisch regelmäßige Anordnung ihrer Außenflächen und Kanten. Kristalle sind immer durch Ebenen begrenzt.
Nichtkristalline (amorphe) Stoffe haben dagegen gekrümmte Flächen als Begrenzung (Bsp. Glas, Kunststoff) - Entstehung von Kristallen:
- aus heißgesättigten Lösungen durch Abkühlen (z.B. Kupfersulfat)
- aus kaltgesättigten Lösungen durch Verdunsten des Lösungsmittel [möglichst langsam] (z.B. Zucker)
- aus Dämpfen durch Erstarren
- aus Schmelzen durch Erstarren
1.3.3 Kugelteilchenmodell und Aggregatzustände
Sublimieren: Flasche mit Jod:
Über dem festen Jod befindet sich in der Flasche violetter Joddampf, aus dem sich langsam an den Wänden Jodkristalle bilden.
Übergänge zwischen den Aggregatzuständen verlaufen manchmal erst nach einem gewissen „Anstoßen“.
- „Siedeverzug“: beim Sieden (oft fast explosionsartig);
- „Unterkühlung“ beim Auskristallisieren aus einer Schmelze;
- „Übersättigung“ beim Auskristallisieren aus einer heißen gesättigten Lösung.
border=„Siedeverzug“: beim Sieden (oft fast explosionsartig);