Grundlagen der Chemie: Materie, Aggregatzustände und Trennverfahren

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Geschrieben am 11. Oktober 2025 in Deutsch mit einer Größe von 4,83 KB

1. Grundlagen: Chemie und Materie

Die Chemie ist die Wissenschaft, die sich mit der Materie, ihren Eigenschaften und den Veränderungen, die sie erfährt, beschäftigt.

Materie ist alles um uns herum, was Masse und Volumen besitzt, auch wenn es manchmal nicht sichtbar ist.

Homogene Mischung (Lösung): Hat an jedem Punkt die gleiche Zusammensetzung (z. B. Zucker, gelöst in Wasser).
Heterogene Mischung: Hat nicht an jedem Ort die gleiche Zusammensetzung. Ihre Komponenten sind unterscheidbar.

Feststoffe: Haben ein festes Volumen und eine feste Form. Sie können nicht komprimiert werden und fließen nicht.
Flüssigkeiten: Haben ein festes Volumen, nehmen aber die Form des Behälters an. Sie sind nur schwer komprimierbar und fließen.
Gase: Haben keine feste Form und kein festes Volumen. Sie lassen sich leicht komprimieren, fließen leicht und neigen dazu, sich maximal auszubreiten (maximale Unordnung).

Veränderungen, die die Art und Zusammensetzung der Materie ändern, werden als chemische Veränderungen bezeichnet.

Fest zu Flüssig:: Fusion (Schmelzen)
Flüssig zu Fest:: Verfestigung (Erstarren)
Schmelztemperatur (T_F):: Die Temperatur, bei der ein Stoff vom festen in den flüssigen Zustand übergeht.
Flüssig zu Gas:: Verdampfung
Gas zu Flüssig:: Verflüssigung (Kondensation)
Siedepunkt (T_eb):: Die Temperatur, bei der eine Substanz kocht und gasförmig wird.
Fest zu Gas:: Sublimation
Gas zu Fest:: Resublimation (oder regressive Sublimation)

Dekantieren (Abscheiden): Wird angewendet, wenn die Komponenten unterschiedliche Dichten haben (z. B. Öl und Wasser). Die Mischung wird stehen gelassen, bis sich die dichtere Komponente am Boden absetzt und die weniger dichte oben schwimmt.
Filtration: Wird bei Fest-Flüssig-Gemischen verwendet, bei denen Dekantieren nicht möglich ist. Die Mischung wird durch einen Filter geleitet, der die Flüssigkeit, aber nicht den Feststoff, passieren lässt.

Manuelle Trennung: Bei festen Partikeln mit größeren Abmessungen (z. B. Steine und Gemüse).
Sieben: Besteht darin, die Mischung durch ein Sieb zu leiten.
Magnetisierung: Wird verwendet, wenn eine Komponente magnetische Eigenschaften besitzt (z. B. Metalle und Sand).

Destillation: Wird bei Mischungen von Flüssigkeiten mit sehr unterschiedlichen Siedepunkten eingesetzt. Die Methode besteht darin, das Gemisch zu erhitzen, bis der Siedepunkt der flüchtigsten Komponente erreicht ist. Der entstehende Dampf wird abgekühlt und kondensiert als reine Flüssigkeit im Kollektor.
Kristallisation: Wird für homogene Fest-Flüssig-Mischungen (Lösungen) verwendet (z. B. Salz und Wasser). Die Methode besteht darin, das Gemisch zu erhitzen, um die flüssige Komponente zu verdampfen, bis sich Kristallite des festen Bestandteils zu bilden beginnen.

Materialien sind aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften nützlich. Hier sind einige der wichtigsten:

Elastizität:: Die Fähigkeit bestimmter Materialien, ihre ursprüngliche Form wiederzuerlangen, nachdem die verzerrende Kraft verschwunden ist (z. B. Gummiband).
Zerbrechlichkeit (Sprödigkeit):: Die Leichtigkeit, mit der ein Material bei Einwirkung von Stößen bricht oder Risse bekommt (z. B. Kristall und Glas).
Duktilität (Dehnbarkeit):: Die Fähigkeit eines Materials, zu Fäden ausgezogen zu werden (z. B. Kupfer und Aluminium).
Zähigkeit:: Der Widerstand des Materials gegen Bruch, wenn eine Kraft auf es einwirkt (z. B. Metall).
Härte:: Der Widerstand des Materials gegen das Eindringen oder Zerkratzen durch einen anderen Körper (z. B. Diamant).
Formbarkeit (Malleabilität):: Die Fähigkeit eines Materials, zu dünnen Blechen ausgebreitet zu werden (z. B. Zinn).
Plastizität:: Die Fähigkeit eines Materials, seine neue Form beizubehalten, nachdem es verformt wurde (z. B. Plastilin).