Hier findest du die Lösungen zu den Warm-up-Aufgaben des Kapitels Chemische Reaktionen.
| Körper | Stoff |
| Säge | Glas |
| Schere | Silber |
| Brille | Eisen |
| Stuhl | Schwefel |
| Treppe | Wolle |
| Bleistift | Wasser |
Aluminiumfolie: Reinstoff, da die Folie nur aus dem Stoff Aluminium besteht.
Olivenöl: Stoffgemisch, da Olivenöl neben Öl auch Stoffe wie Vitamine und Farbstoffe enthält.
Schwefel: Reinstoff, da Schwefel nur aus einem Stoff besteht.
Kupfer: Reinstoff, da Kupfer nur aus einem Stoff besteht.
Wasser: Reinstoff, wenn es reines Wasser ist. In der Regel enthält Wasser jedoch z. B. Mineralstoffe. Daher ist es ein Stoffgemisch.
Ein Reinstoff besteht aus nur einer einzigen Teilchenart. Jeder Reinstoff besitzt eine für ihn typische Eigenschaftskombination.
Beim Mischen von Reinstoffen entstehen Stoffgemische. Ein Stoffgemisch besteht daher aus mindestens zwei verschiedenen Reinstoffen.
Im Gegensatz zu Reinstoffen können Stoffgemische durch physikalische Methoden getrennt werden.
Nebel besteht aus sehr kleinen Wassertröpfchen, die in der Luft verteilt sind. Auf der Teilchenebene bedeutet das:
Zwischen den Teilchen der Luft befinden sich Wassertröpfchen, die aus Wasser-Teilchen bestehen. Die Wasser-Teilchen sind also nicht gleichmäßig mit den Luft-Teilchen vermischt.
Im linken Bild sind drei verschiedene Teilchenarten zu erkennen. Die Teilchen sind jeweils zu größeren Teilchenverbänden angeordnet, die klar voneinander abgegrenzt sind. Das Bild zeigt ein heterogenes Stoffgemisch, genauer ein Gemenge.
Im rechten Bild sind zwei verschiedene Teilchenarten zu sehen, wobei eine Teilchenart deutlich häufiger vorkommt. Die Teilchen sind eng beieinander. Das Bild zeigt ein homogenes Stoffgemisch, genauer eine Lösung.
Reinstoff:
© Cornelsen\Rainer Götze
Stoffgemisch:
© Cornelsen\Rainer Götze
Festes Kerzenwachs: Die Teilchen liegen dicht beieinander und sind regelmäßig angeordnet. Sie haben feste Plätze und können sich nur leicht bewegen. Dadurch behält das Kerzenwachs seine Form und ist fest.
© Cornelsen\Walther-Maria Scheid
Flüssiges Kerzenwachs: Die Teilchen liegen ebenfalls dicht beieinander, sind aber nicht mehr fest an bestimmte Plätze gebunden.
Sie können sich aneinander vorbeibewegen und ihre Position verändern. Deshalb kann flüssiges Kerzenwachs fließen und nimmt die Form des Gefäßes an.
© Cornelsen\Walther-Maria Scheid
Nach dem Teilchenmodell befinden sich alle Teilchen in ständiger, ungeordneter Bewegung (Brownsche Bewegung).
In der Abbildung ist diese Bewegung dargestellt. Die Änderung der Bewegungsrichtung der gelben Teilchen erfolgt aufgrund der Zusammenstöße mit den blauen Teilchen.
Nach dem Teilchenmodell befinden sich alle Teilchen in ständiger, ungeordneter Bewegung. Durch diese Bewegung stoßen die Teilchen des Wassers ständig mit den Teilchen der Tinte zusammen, sodass sich die Tinten-Teilchen nach und nach im Wasser verteilen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Diffusion.
a) Das Teilchenmodell macht folgende Annahmen:
– Die Teilchen ein und desselben Stoffs sind gleich. Sie haben die gleiche Größe und Masse.
– Teilchen unterschiedlicher Stoffe unterscheiden sich in Masse und Größe.
– Zwischen den Teilchen herrschen Anziehungskräfte.
– Alle Teilchen sind in ständiger, ungeordneter Bewegung.
– Zwischen den Teilchen befindet sich leerer Raum.
b) Mit dem Teilchenmodell können keine Aussagen darüber gemacht werden, wie die Teilchen in Wirklichkeit aussehen, d. h. welche Form, Größe und Masse sie tatsächlich haben. Zudem liefert das Teilchenmodell keine Erklärung dafür, warum Stoffe unterschiedliche Farben haben.
fest: Eis, Eisen, Holz
flüssig: Wasser, Benzin, Olivenöl
gasförmig: Wasserdampf, Helium, Kohlenstoffdioxid
Im Teilchenmodell besteht ein fester Stoff aus Teilchen, die eng beieinander liegen und eine regelmäßige Anordnung haben. Die Teilchen befinden sich an einem festen Platz. Dadurch hat der Stoff eine gleichbleibende Form und ein gleichbleibendes Volumen.
Ein flüssiger Stoff besteht im Teilchenmodell aus Teilchen, die weniger geordnet sind als in einem festen Stoff. Die Teilchen sind freier beweglich. Dies führt dazu, dass ein flüssiger Stoff keine gleichbleibende Form, aber ein gleichbleibendes Volumen hat.
Ein Luftballon lässt sich zusammenpressen, da die Teilchen in Gasen einen großen Abstand zueinander und keinen Zusammenhalt haben. Sie lassen sich sehr stark zusammenpressen und haben deshalb eine veränderliche Form und ein veränderliches Volumen.
In flüssigem Wasser bewegen sich die Wasser-Teilchen ständig und können aneinander vorbeigleiten. Deshalb hat Wasser keine feste Form und passt sich seinem Gefäß an. Wird das Wasser abgekühlt, bewegen sich die Teilchen immer langsamer.
Erreicht das Wasser seine Erstarrungstemperatur, also 0 °C, ordnen sich die Teilchen in einer regelmäßigen Struktur an und bleiben an festen Plätzen. Die Teilchen bewegen sich zwar weiterhin leicht an ihren Plätzen, können diese aber nicht mehr verlassen. Das Wasser ist zu Eis erstarrt und besitzt dadurch eine feste Form.
Die Aussage bedeutet, dass die Kondensation und das Sieden bei derselben Temperatur stattfinden. Eines ist die Umkehrung des anderen, denn beim Sieden geht ein flüssiger Stoff in den gasförmigen Zustand über. Bei der Kondensation geht der gasförmige Stoff wieder in den flüssigen Zustand zurück.
Beispiele:
Wasser siedet bei 100 °C. Wasserdampf kondensiert bei 100 °C zu Wasser.
Ethanol siedet und kondensiert bei 78 °C.
Wird ein fester Stoff erwärmt, dann schmilzt er und wird flüssig. Durch die Wärmezufuhr bewegen sich die Teilchen im Feststoff schneller. Sie verlassen ihre festen Plätze, bleiben aufgrund der Anziehungskräfte aber noch dicht beieinander. Der umgekehrte Vorgang läuft beim Abkühlen eines flüssigen Stoffs ab. Die Bewegung der Teilchen wird geringer. Der Stoff erstarrt.
Führt man dem flüssigen Stoff weitere Wärme zu, beginnt der Stoff zu sieden. Die Teilchen bewegen sich immer heftiger, bis sie schließlich die Anziehungskräfte zwischen ihnen überwinden. Die Teilchen können sich voneinander entfernen. Der Stoff ist gasförmig geworden. Umgekehrt kondensiert der gasförmige Stoff, wenn er abgekühlt wird. Die Teilchen bewegen sich langsamer, sodass sich wieder Anziehungskräfte ausbilden. Der Stoff wird flüssig.
Beim Sublimieren geht ein fester Stoff direkt in den gasförmigen Zustand über. Dies geschieht, wenn die Teilchen direkt soviel Energie, z. B. Wärme, aufnehmen, dass die Anziehungskräfte zwischen ihnen direkt überwunden werden. Die Umkehrung dieses Vorgangs geschieht bei der Resublimation.