Erkennen von Stoffen und Stoffgemischen

Inhaltsverzeichnis zum Thema

• Stoffe erkennen und vergleichen
• Stoffeigenschaften
• Stoffgemische in deiner Umwelt

Stoffe erkennen und vergleichen

Unsere gesamte Umwelt besteht aus verschiedenen Stoffen. Stoffe sind die Materialien, die Gegenstände oder die Landschaft selbst bilden.

Im Alltag begegnen dir auch immer und überall Stoffe. Viele Gegenstände sind aus Kunststoffen, Holz oder Metall gefertigt. Manche Gegenstände können auch aus verschiedenen Materialien gefertigt sein. So gibt es Kochbesteck oder Schüsseln aus den unterschiedlichsten Materialien. Diese verleihen dem Gegenstand ihre ganz eigenen Eigenschaften.

Eine Schüssel aus Porzellan kannst du beispielsweise gefahrlos in die Mikrowelle stellen. Bei einer Schüssel aus Metall ist dies aber sehr gefährlich und kann die Mikrowelle zerstören.

Viele Stoffe ähneln sich stark. Es gibt zum Beispiel eine große Vielzahl an farblosen Salzen. Es sind alle weiße, kristalline Feststoffe aber ihre Zusammensetzung ist doch eine andere. Wie kann man sie aber auseinanderhalten?

Stoffeigenschaften

Auch wenn Stoffe nach außen hin gleich scheinen, unterscheiden sich ihre Eigenschaften teilweise gewaltig voneinander. Diese unterschiedlichen Stoffeigenschaften kann man messen. Man kann farblose Salze durch ihre unterschiedlichen Schmelztemperaturen auseinanderhalten. Dafür müssen die Temperaturen nur weit genug auseinander liegen, damit eine klare Identifikation möglich ist.

Stoffe besitzen noch viele andere charakteristische Eigenschaften. Viele besitzen eine Farbe. Man kann ihre Löslichkeit in Wasser und organischen Lösemitteln untersuchen. Bei Flüssigkeiten bietet auch die Siedetemperatur einen guten Untersuchungspunkt zur Unterscheidung von Stoffen.

Eine gut messbare Eigenschaft ist auch die Leitfähigkeit eines Stoffes. Dafür schließt man eine Spannungsquelle an das zu untersuchende Material an und misst den Strom der hindurchgeleitet wird. So kann man gute und schlechte elektrische Leiter voneinander unterscheiden. Metalle leiten den Strom gut. Besonders Kupfer besitzt einen geringen elektrischen Widerstand. Aus diesem Grund sind die meisten Kabel heutzutage aus diesem Metall gefertigt.

Eine weitere Eigenschaft von Stoffen ist die Dichte. Dies ist der Quotient aus Masse und Volumen.

$\rho= \frac{m}{V}$

Durch die Ermittlung dieser Stoffeigenschaft kann man echtes Gold von einem vergoldeten anderen Metall unterscheiden. Die Bestimmung des Volumens von unregelmäßigen Körpern ist möglich durch die Messung des verdrängten Wassers durch diesen Körper. Der Sage nach entwickelte Archimedes diese Methode der Dichtebestimmung als er prüfen sollte, ob die Krone des Königs aus purem Gold sei.

Stoffgemische in deiner Umwelt

Die meisten Dinge in deiner Umgebung sind allerdings Stoffgemische. So ist die Luft, die wir atmen, ein Gemisch aus mehreren Gasen. Enthalten sind Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf und ein kleiner Anteil Edelgase.

Auch das Wasser aus der Leitung ist kein absolut reines Wasser. Im Wasser sind Ionen gelöst, die sogenannten Minerale oder Salze. Auch Gase wie Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid sind im Wasser enthalten.

Nahrungsmittel enthalten ebenfalls mehrere Stoffe. Sie sind aus einer Vielzahl von verschiedenen Stoffen zusammengesetzt, die wir zur Energiegewinnung oder anderen Stoffwechselprozessen benutzen. Stoffgemische kann man in 2 große Gruppen einteilen. Das sind die homogenen und die heterogenen Stoffgemische.

Homogene Stoffgemische bilden eine einheitliche Phase. Das bedeutet, dass auch bei hoher Vergrößerung keine Abgrenzung der Stoffe erkennbar ist. Du hast auch schon einmal ein homogenes Stoffgemisch hergestellt, indem du Zucker oder Salz in Wasser gelöst hast. Dieses Gemisch ist durchgängig einheitlich und damit homogen.

Heterogene Stoffgemische bilden im Gegensatz zu homogenen Gemischen keine einheitliche Phase. Die Stoffe sind mit bloßem Auge oder bei hoher Vergrößerung noch klar voneinander zu unterscheiden. Es bilden sich also mehrere Phasen. Dieses Trennverfahren fällt unter die Kategorie Filtrieren oder Dekantieren. Ein Beispiel ist die Mischung von Steinen mit Wasser. Die Steine lösen sich nicht im Lösemittel Wasser und sind klar zu erkennen. Ein solches Gemisch von festen Bestandteilen in einer Flüssigkeit wird Suspension genannt.