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Stoffe (1)

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Stoffe bestehen aus Teilchen

Das Teilchenmodell
genauer betrachtet

Demokrit und Dalton

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Das Teilchenmodell erklärt physikalische Eigenschaften

Bewegung von Teilchen

Das Teilchenmodell erklärt vor allem die Aggregatzustände und deren Übergänge, also Zustandsänderungen, keine chemischen Umwandlungen (chemische Reaktionen).

agg animation

Bei Feststoffen zittern die Teilchen, bleiben aber auf ihren festen Plätzen. Feststoffe behalten ihre Form. Erhitzt man den Feststoff, z.B. Eis, so nehmen die Teilchen die Wärmeenergie auf und wandeln sie in Bewegungsenergie um. Der Stoff schmilzt, das heißt, die Teilchen bewegen sich heftiger und können aneinander vorbei gleiten. Flüssigkeiten passen sich der Form des Behälters an, Flüssigkeiten kann man gießen. Wird die Flüssigkeit weiter erhitzt, so bewegen sich die Teilchen so schnell, dass sie sich nicht mehr festhalten können. Teilchen verlassen der Teilchenverband und bewegen sich unabhängig voneinander: Der Stoff siedet und geht in den gasförmigen Zustand über.

Die Temperatur eines Stoffes hat also etwas mit der Geschwindigkeit bzw. Heftigkeit zu tun, mit der die Teilchen eines Stoffes sich bewegen bzw. "zittern".

 

  • Die Temperatur bei der eine Flüssigkeit fest wird oder ein Feststoff flüssig wird, heißt Schmelzpunkt bzw. Erstarrungspunkt (früher auch: Schmelztemperatur bzw. Erstarrungstemperatur).
  • Die Temperatur bei der eine Flüssigkeit gasförmig wird, heißt Siedepunkt (früher auch: Siedetemperatur).
  • Die Temperatur bei der ein Feststoff gasförmig wird ohne vorher flüssig zu werden, wird Sublimationspunkt (früher Sublimationstemperatur) genannt.

 

Schmelz- und Siedepunkte sind typische Eigenschaften von Reinstoffen.

merke-kleinReines Wasser siedet immer bei 100°C (bei Normaldruck)! Für jeden Stoff gibt es eine exakte Siede- bzw. Schmelztemperatur, die man messen kann. Bei unbekannten Stoffen kann man auf diese Weise herausbekommen, um welchen Stoff es sich handelt, wenn man entsprechende Tabellen hat.

Eine sehr gute Animation zu den Aggregatzuständen zeigt www.chemie-interaktiv.net

 

list starWarum sieht man beim Erhitzen von Wasser schon vor dem Erreichen des Siedepunktes Gasbläschen aufsteigen?

Sogar destilliertes Wasser ist nicht rein, da in ihm immer auch die Gase der Luft zum Teil gelöst sind. Der im Wasser gelöste Sauerstoff ist jedoch in heißem Wasser weniger gut löslich. Daher perlt er beim Erhitzen aus. 

list starSiedet Wasser immer genau bei 100°C?

Nein. Das ist abhängig davon, ob noch andere Stoffe im Wasser gelöst sind. Wasser, in dem z.B. Speisesalz gelöst ist, wird zwar schneller warm, siedet aber erst bei höherer Temperatur. Das liegt daran, dass in diesem Fall nicht alle Wassermoleküle untereinander die recht starken "Wasserstoffbrücken" ausbilden können. Viele Wassermoleküle sind um die Salzteilchen (Ionen) angelagert. Diese umhüllten Ionen können sich leichter in ihrer Gesamtheit bewegen. Beim Siedepunkt müssen sich allerdings die Wassermoleküle von den Ionen lösen. Eine gesättigte Speisesalzlösung siedet daher erst bei 108° Celsius.

Außerdem ist der Siedepunkt noch vom Luftdruck abhängig. Bei niedrigerem Luftdruck (z.B. im Gebirge) siedet Wasser schon bei niedrigerer Temperatur, da weniger Druck auf die Wasseroberfläche das Entweichen von Wassermolekülen begünstigt.

list starWarum verdunstet Wasser schon bei niedrigen Temperaturen?

Die Wassermoleküle bewegen sich bei einer Temperatur nicht alle gleich schnell. Es gibt immer auch ein paar Moleküle, die sich schneller als andere bewegen. 

list starWas ist der Unterschied zwischen Wassergas und Wasserdampf?

Nur direkt über der Wasseroberfläche befindet sich beim Sieden Wassergas. Schon etwas oberhalb dieser durchsichtigen Schicht ist die Temperatur nicht mehr 100°C, wodurch schon einige Wassermoleküle kondensieren, also Flüssigkeitströpfchen bilden, was wir als Dampf beobachten können.

 

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