Stoffeigenschaften 2a

Veränderungen der Aggregatzustände

Vom Wasser wissen wir, daß es in drei verschiedenen Aggregatzuständen vorkommen kann: im festen Zustand als Eis, im flüssigen Zustand als Wasser und im gasförmigen Zustand als Wasserdampf.
Wir wissen ebenfalls, daß es von einem Zustand in den anderen Zustand wechseln kann: Wasser gefriert zu Eis und Eis schmilzt zu Wasser, Wasser siedet zu Wasserdampf und aus Wasserdampf entsteht wieder flüssiges Wasser.

Sind solche Änderungen des Aggregatzustandes auch bei anderen Stoffen möglich?

Versuch:

In einem Reagenzglas wird etwas Wachs erhitzt und anschließend in ein kaltes Becherglas umgeschüttet.

(a)

(b)

(c)

Beobachtung:  

Beim Erhitzen schmilzt das Wachs zu einer klaren Flüssigkeit.
Beim Umschütten erstarrt das Wachs an den kalten Wänden des Becherglases zu einem Feststoff.



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Stoffeigenschaften 2b

Versuch:

In einem Reagenzglas erhitzt man etwa 2 ml Wasser bis zum Sieden und hält über das Reagenzglas eine Glasplatte.

Beobachtung:  

Im Wasser bilden sich Gasblasen: das Wasser siedet (verdampft) und es entsteht Wasserdampf.
An den kalten Wänden des Reagenzglases und an der Glasplatte setzen sich kleine Wassertröpfchen ab: der Wasserdampf kondensiert.

Versuch:

Auf einem Wasserbad werden in einem Reagenzglas Iodkristalle erhitzt.




(a)

(b)

Beobachtung:  

Im Becherglas entsteht violetter Dampf. Die Jodkristalle verdampfen ohne zuerst flüssig zu werden: sie sublimieren.
An den kühlen Wänden des Becherglases und am Uhrglas setzen sich aus dem Dampf Jodkristalle ab: das Jod resublimiert.

Schlussfolgerung:  

Die meisten Stoffe können in verschiedenen Aggreagtzuständen vorkommen.
Um den Aggregatzustand zu ändern muß der Stoff erhitzt oder abgekühlt werden.



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Stoffeigenschaften 2c

Merke:









  • Durch Erwärmen wird ein fester Stoff flüssig; diesen Vorgang bezeichnet man als Schmelzen. Durch Abkühlen wird ein flüssiger Stoff fest; diesen Vorgang bezeichnet man als Erstarren (beim Wasser als Gefrieren).

  • Den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand durch Erhitzen bezeichnet man als Verdampfen. Den Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Zustand durch Abkühlen bezeichnet man als Kondensieren.

  • Feste Stoffe können durch Erhitzen auch direkt (ohne zu schmelzen) gasförmig werden; man nennt diesen Übergang Sublimieren. Den umgekehrten Vorgang beim Abkühlen nennt man Resublimieren.

Bemerkungen:

Die Übergänge von einem Aggregatzustand in einen anderen erfolgen bei ganz bestimmtem Temperaturen.
Die Temperatur, bei der ein fester Stoff schmilzt, heißt Schmelzpunkt. Die Temperatur, bei der ein flüssiger Stoff verdampft (siedet), heißt Siedepunkt. (Flüssigkeiten können aber schon bei niedrigeren Temperaturen verdampfen, man spricht dann von Verdunsten).
Schmelzpunkt und Siedepunkt sind charakteristische Stoffeigenschaften.

Beispiele:

Stoff


Sauerstoff
Butan
Alkohol
Benzol
Wasser
Naphtalin
Schwefel
Aluminium
Kochsalz
Eisen

  

Schmelzpunkt
°C

-219     
-138     
-114     
+5     
0     
+80     
+113     
+660     
+801     
+1538     

  

Siedepunkt
°C

-183     
-0,5     
+78     
+80     
+100     
+218     
+445     
+2450     
+1440     
+3000     

  

Aggregat- zustand

fest

fest
flüssig

flüssig

flüssig
gasförmig

gasförmig



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Stoffeigenschaften 2d

Ein fester Stoff kann in verschiedenen Zerteilungsgraden vorkommen: Eisenpulver ist genauso im festen Zustand wie Eisenspäne und Eisenblech.

Aufgabe:

1. Trage die Übergänge der Aggregatzustände in folgendes Schema ein. Die Übergänge, bei denen erhitzt wird, sind rot einzuzeichnen, die Übergänge, bei denen abgekühlt wird, sind blau einzuzeichnen.





2. In welchem Aggregatzustand ist Alkohol bei 10 °C und bei 90 °C ?  

Alkohol ist bei 10°C flüssig : θ(schmelz)<10°C<θ(siede)
Alkohol ist bei 90°C gasförmig : θ(siede)<90°C

3. Auf welche Temperatur muß man Sauerstoffgas abkühlen, um es zu verflüssigen?  

Man müsste Sauerstoff bis auf seinen Siedepunkt abkühlen, also auf -183°C



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