Grundlagen der Stoffkunde und Physik

Wissenschaft

Wissenschaft wird definiert als die Einrichtung, die Wissen über die Welt durch Beobachtung, Experimente und Schlussfolgerungen gewinnt, die den Gesetzen folgt, um überprüfbare Theorien zu entwickeln.

Physik

Die Wissenschaft, die sich mit den grundlegenden Gesetzen der Natur befasst und Phänomene untersucht, bei denen sich die chemische Zusammensetzung der Stoffe nicht ändert.

Chemie

Die Wissenschaft, die die Zusammensetzung, Kombination und Umwandlung von Stoffen sowie deren Auswirkungen auf die Natur untersucht.

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaften, deren Wert eine Substanz nicht eindeutig identifiziert.

Beispiele:

• Masse
• Volumen
• Temperatur

Charakteristische Eigenschaften

Eigenschaften, die einen spezifischen Wert haben und charakteristisch für jede Substanz sind.

Beispiele:

• Dichte
• Schmelzpunkt
• Siedepunkt
• Härte
• Wasserlöslichkeit
• Elektrische Leitfähigkeit

Größe

Bezeichnet ein Merkmal der Materie oder Änderungen, die auftreten können und die messbar sind, d.h., es ist möglich, sie mit einer Zahl und einer Einheit auszudrücken.

Einheit

Die Messung einer Größe bedeutet, sie mit einer Einheit gleicher Art zu vergleichen, um festzustellen, wie oft die Einheit in der Größe enthalten ist.

Gasetze

Gesetz von Boyle-Mariotte

P₁ × V₁ = P₂ × V₂

Gesetz von Gay-Lussac (Druck)

P₁ / T₁ = P₂ / T₂

Gesetz von Charles und Gay-Lussac (Volumen)

V₁ / T₁ = V₂ / T₂

Aggregatzustände

Fest

Hat eine feste Form und ein festes Volumen. Lässt sich kaum komprimieren.

Beispiele:

• Eis
• Zucker
• Marmor

Flüssig

Hat keine feste Form, nimmt die Form des Behälters an, aber ein festes Volumen. Lässt sich kaum komprimieren.

Beispiele:

• Wasser
• Öl
• Alkohol

Gasförmig

Hat keine feste Form und kein festes Volumen, füllt den gesamten verfügbaren Raum aus. Lässt sich leicht komprimieren.

Beispiele:

• Wasserdampf
• Luft

Phasenübergänge

Fest zu Flüssig: Schmelzen

Flüssig zu Fest: Erstarren

Fest zu Gas: Sublimieren

Gas zu Fest: Resublimieren

Flüssig zu Gas: Verdampfen

Gas zu Flüssig: Kondensieren

Stoffe und Gemische

Reine Substanz

Materie, deren Zusammensetzung konstant ist und sich unter physikalischen Bedingungen nicht ändert.

Verbindungen

Sie sind reine Substanzen, die durch chemische Prozesse in einfachere Stoffe (Elemente) zerlegt werden können.

Elemente

Sie sind reine Substanzen, die durch chemische Prozesse nicht in einfachere Stoffe zerlegt werden können.

Gemisch

Ist ein Material, das aus der Kombination mehrerer reiner Substanzen besteht, die mit physikalischen Methoden getrennt werden können.

Heterogenes Gemisch

Ist eine Mischung, bei der die einzelnen Bestandteile optisch oder durch einfache physikalische Verfahren unterschieden werden können.

Homogenes Gemisch

Ist eine Mischung, bei der die einzelnen Bestandteile auch mit optischen Mitteln nicht unterschieden werden können.

Atommodell nach Dalton

Materie besteht aus Atomen, die unteilbare und unzerstörbare Teilchen sind. Alle Atome desselben chemischen Elements sind in Masse und Eigenschaften gleich. Verbindungen werden aus Atomen verschiedener Elemente in festen Verhältnissen gebildet.

Beispiele für Gemische

• Gase: Luft
• Gas-Flüssig Gemische: Flüssige Luft, Erfrischungsgetränke
• Flüssig-Flüssig Gemische: Wasser und Alkohol
• Fest-Flüssig Gemische: Kochsalzlösung
• Fest-Fest Gemische: Legierungen