Flüchtige Stoffe – Verdampfen, Verdunsten, Sieden und Siedetemperatur

Flüchtige Stoffe – Verdampfen, Verdunsten, Sieden und Siedetemperatur

Wir sehen uns an, was mit Verdampfen, Verdunsten und Sieden gemeint ist und erklären den Unterschied. Außerdem benennen wir Beispiele für flüchtige Stoffe.

Zuerst klären wir, was flüchtige Stoffe sind. In der folgenden Abbildungen siehst du die besonderen Eigenschaften, die Stoffe haben, wenn sie flüchtig sind:

Die Vorgänge beim Sieden und beim Verdunsten können wir anhand des Teilchenmodells klären. Dafür gehen wir nun auf die Bedeutung der einzelnen Begriffe genauer ein.

Verdampfen

Der Begriff Verdampfen bezeichnet allgemein den Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand. Eine solche Aggregatzustandsänderung kann auf verschiedene Arten geschehen.

Sieden

Wenn ein Stoff verdampft, weil er eine bestimmte Temperatur – die Siedetemperatur – erreicht hat, spricht man von Sieden. Wasser in einem Kochtopf, das auf $100\,^\circ\text{C}$ erhitzt wird, siedet. Die Bezeichnung es kocht ist eine umgangssprachliche Ausdrucksweise. In den Naturwissenschaften solltest du immer vom Sieden sprechen.

Siedetemperatur und Siedepunkt

Die Siedetemperatur ist diejenige Temperatur, die bei einem bestimmten Druck für den Phasenübergang (also die Aggregatzustandsänderung) von flüssig zu gasförmig eines Stoffes notwendig ist. Dieser Wechsel kann in einem Phasendiagramm dargestellt werden.
In der Regel wird die Siedetemperatur eines Stoffes bei Normaldruck angegeben und ist in Tabellenwerken zu finden. So liegt beispielsweise die Siedetemperatur von Wasser (bei Normaldruck) bei $100\,^\circ\text{C}$.

Der Begriff Siedepunkt wird häufig als Synonym für die Normalsiedetemperatur, also die Siedetemperatur unter Normaldruck, verwendet. Dies ist jedoch formal nicht korrekt, da der Siedepunkt immer aus zwei Größen besteht: Siedetemperatur und Siededruck.
Die Druckabhängigkeit der Siedetemperatur macht man sich zum Beispiel beim Schnellkochtopf zunutze, bei dem durch eine Druckerhöhung das Wasser bei einer höheren Temperatur siedet. So erreicht das Essen eine Temperatur, die über $100\,^\circ\text{C}$ liegt, und kann deshalb schneller gar werden.
Allgemein ist die Siedetemperatur auch abhängig von der molaren Masse eines Stoffes und der Stärke der Bindungskräfte.

Verdunsten

Von Verdunsten spricht man, wenn ein Stoff verdampft, obwohl die Umgebungstemperatur niedriger ist als die eigentlich notwendige Siedetemperatur. Das passiert zum Beispiel, wenn ein nasses Kleidungsstück an der Luft trocknet, obwohl es draußen natürlich nicht $100\,^\circ\text{C}$ heiß nicht.
Im Unterschied zum Sieden passiert das Verdunsten viel langsamer. Es ist möglich, weil es in einem flüssigen Stoff wie Wasser durch Sonneneinstrahlung und Stöße zwischen den Teilchen statistisch gesehen immer einige wenige Teilchen gibt, deren kinetische Energie groß genug ist, um den Teilchenverbund an der Grenzfläche zur Umgebungsluft zu verlassen.
Sobald die energiereichen Teilchen die Flüssigkeit verlassen haben, liegen sie in der Gasphase vor – sie sind verdunstet. Im Verlauf der Zeit stellt sich über die Grenzfläche ein Gleichgewicht zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase ein.
In einem offenen System – wie der nassen Wäsche an der frischen Luft (die durch Wind ständig ausgetauscht wird) – werden die verdunsteten Teilchen allerdings davongetragen, sodass immer neue Teilchen verdunsten und ihre Plätze einnehmen. Deshalb trocknet nasse Wäsche selbst dann, wenn es ziemlich kalt draußen ist.

In der folgenden Abbildung ist der Unterschied zwischen Sieden und Verdunsten noch einmal schematisch dargestellt:

Im Video erfährst du außerdem, was Verdunstungskälte ist und welche chemischen Elemente und Verbindungen flüchtig sind. Dabei lernst du auch etwas über beißende, stechende und unangenehme Gerüche.
Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe, Bezeichnungen und Fachbegriffe wie Aggregatzustand, flüssig, gasförmig, flüchtig, Verdampfen, Sieden, Verdunsten, Siedetemperatur, Teilchen, Teilchenmodell, Wärme, thermische Energie, Bewegungsenergie und Verdunstungskälte.

Bevor du das Video schaust, solltest du bereits die Aggregatzustände kennen und wissen, was Sieden ist. Außerdem solltest du grundlegendes Wissen zu chemischen Stoffen und ihren Eigenschaften haben.
Nach dem Video wirst du darauf vorbereitet sein, mehr über die speziellen Eigenschaften von Gasen zu lernen.

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