Reine Stoffe, Gemische und Trennverfahren

Reine Stoffe und Gemische

Reine Substanz: Jede reine Substanz hat eine definierte chemische Zusammensetzung und spezifische, unveränderliche Eigenschaften.

Beispiele: Destilliertes Wasser, reines Gold, Sauerstoff, Kochsalz.

Gemisch: Besteht aus zwei oder mehreren Stoffen in variablen Anteilen.

Beispiele: Milch, Leitungswasser, Luft.

Arten von Gemischen

Heterogene Gemische

Die Bestandteile können mit bloßem Auge oder mit optischen Instrumenten unterschieden werden.

Beispiele: Granit, Wasser und Öl.

Homogene Gemische (Lösungen)

Die Komponenten können nicht unterschieden werden, da die Teilchen vollständig vermischt sind.

Beispiele: Meerwasser, Bronze.

Kolloidale Dispersionen

Um die Komponenten zu unterscheiden, benötigt man Mikroskope.

Die Gesamtheit der Kolloidteilchen wird als disperse Phase bezeichnet, die umgebende Substanz als Dispersionsmittel.

Eigenschaften und Identifizierung

Identifizierung reiner Stoffe

Typische Eigenschaften eines Stoffes ermöglichen dessen Identifizierung.

Beispiele: Dichte, Schmelzpunkt, Siedetemperatur, Farbe, Geruch.

Charakteristische Eigenschaften

Dichte, Schmelz- und Siedetemperatur sind charakteristische Eigenschaften: Jeder reine Stoff hat spezifische Werte dafür.

Wenn Dichte oder die Temperaturen beim Phasenübergang (Schmelzen/Sieden) eines Stoffes nicht konstant sind, handelt es sich um ein Gemisch.

Lösungen im Detail

Lösungen

Eine Lösung ist ein homogenes Gemisch von Stoffen.

Der Stoff mit dem geringeren Anteil wird als gelöster Stoff bezeichnet, der Stoff mit dem größeren Anteil als Lösungsmittel.

Löslichkeit

Die Löslichkeit ist die maximale Menge eines gelösten Stoffes, die sich bei einer bestimmten Temperatur in einer bestimmten Menge Lösungsmittel lösen kann.

Wenn eine Lösung keine weitere Menge des gelösten Stoffes aufnehmen kann, nennt man sie gesättigt.

Wenn sich ein Stoff nicht löst, bezeichnet man ihn als unlöslich. Flüssigkeiten, die sich nicht mischen, nennt man nicht mischbar.

Konzentration einer Lösung

Die Konzentration gibt die Menge des gelösten Stoffes in einer bestimmten Menge der Lösung oder des Lösungsmittels an.

Massenkonzentration (% Masse/Volumen)

Trennverfahren für Gemische

Übersicht der Trennverfahren

Dies sind Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Gemisches.

• Dekantieren: Zur Trennung heterogener Gemische (z.B. Feststoff von Flüssigkeit oder zwei nicht mischbare Flüssigkeiten).
• Filtration: Trennt ungelöste Feststoffe von Flüssigkeiten mithilfe eines Filters.
• Verdampfen: Die Lösung wird erhitzt (z.B. in einer Porzellanschale), um das Lösungsmittel zu verdampfen und den gelösten Feststoff zurückzugewinnen.
• Kristallisation: Die Lösung wird stehen gelassen (z.B. in einem Kristallisiergefäß), damit das Lösungsmittel bei Umgebungstemperatur langsam verdunstet und der gelöste Stoff Kristalle bildet.
• Weitere Techniken: Extraktion, Sublimation, Magnetabscheidung.

Spezifische Trennverfahren

Destillation

Ermöglicht die Trennung homogener Flüssigkeitsgemische aufgrund unterschiedlicher Siedetemperaturen.

Ein Gasgemisch kann ebenfalls durch Destillation getrennt werden, nachdem es durch Abkühlen verflüssigt wurde.

Chromatographie

Trennt Stoffe, indem sie von einem Lösungsmittel (mobile Phase) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durch ein Trägermaterial (stationäre Phase) transportiert werden.