Stoffe-Teilchen Reaktionen Flashcards
Stoff - Gegenstand:
Stoffe erkennen wir an ihren Eigenschaften. Stoffeigenschaften sind von der Grösse und der Gestalt der Gegenstände unabhängig und bei festgelegten Bedingungen (Druck, Temperatur) konstant.
Stoffportion
Eine Stoffportion hat eine bestimmte Menge
Stoffeigenschaften
Die physikalischen Stoffeigenschaften lassen sich messen oder beobachten, ohne dass sich der Stoff umwandelt. Wichtige physikalische Eigenschaften sind:
Schmelz- und Siedetemperatur, Glanz, Farbe, Geruch, Dichte, Härte, Verformbarkeit, Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Löslichkeit in einen bestimmten Lösungsmittel, Kristallform
Dichte
Die Dichte ist die Masse einer Stoffportion mit einem Volumen von 1 cm3.
Dichte = Masse (in g) : Volumen (in cm3) p= m / V Einheit: g/cm3
Weil sich mit der Temperatur das Volumen eines Stoffs, nicht aber seine Masse ändert, ist die Dichte von der Temperatur abhängig.
Gase haben viele kleinere Dichten als Feststoffen oder Flüssigkeiten.
Aggregatzustände der Stoffe
Stoffe können je nach Temperatur und Druck im festen (s), flüssigen (l) oder gasförmigen (g) Zustand vorliegen.
Zustandsänderungen
Änderungen des Aggregatzustands sind mit Energieumsatz verbunden: Schmelzen, Verdampfen (bzw. Verdunsten) und Sublimieren „verbrauchen“ Wärme, Kondensieren, Erstarren und Resublimieren geben Wärme frei.
Teilchenmodell der Stoffe
Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, die sich ständig bewegen. Ihre Geschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Die Kräfte und die Abstände zwischen den Teilchen sind abhängig vom Aggregatzustand.
Kristalle
Kristalle sind feste Körper, die von regelmässig angeordneten, ebenen Flächen begrenzt sind. Sie sind die sichtbare Folge der regelmässigen Teilchenanordnung im Gitter.
Kristallform
Die Kristalle eines Stoffs stimmen in gewissen Formmerkmalen überein, ihre Grösse ist variabel. Die meisten Feststoffe sind kristallin.
Kristallbildung
Kristalle bilden sich beim Erstarren einer Flüssigkeit, beim Eindampfen einer Lösung und beim Abkühlen einer gesättigten Lösung eines festen Stoffs.
GASE
Stoffeigenschaften
Teilchenmodell
Stoffeigenschaften:
Gase verteilen sich im ganzen Raum, auch entgegen der Schwerkraft. Sie lassen sich leicht verformen und zusammendrücken.
Teilchenmodell:
Die Teilchen eines Gases bewegen sich praktisch unabhängig voneinander mit hoher Geschwindigkeit, die Anziehungskräfte zwischen ihnen sind klein, die Abstände gross
FLÜSSIGKEITEN
Stoffeigenschaften:
Teilchenmodell:
Stoffeigenschaften:
Flüssigkeiten lassen sich leicht verformen und teilen, aber kaum zusammendrücken.
Teilchenmodell:
Die Teilchen sind gegeneinander beweglich, ihre Geschwindigkeit ist klein, die Anziehungskräfte sind relativ stark, die Abstände klein.
FESTSTOFFE
Stoffeigenschaften:
Teilchenmodell:
Stoffeigenschaften:
Feststoffe lassen sich nur schwer verformen, teilen oder zusammendrücken
Teilchenmodell:
Die Teilchen sind dicht gepackt, sie bilden ein Gitter, in dem sie, an feste Plätze gebunden, nur leicht schwingen. Die Anziehungskräfte sind sehr stark, die Abstände klein
Eigenschaften Stoffgemische
Gemische bestehen aus mehreren Reinstoffen. Ihre Zusammensetzung kann sich verändern, ohne dass sich die Komponenten verändern. Ihre Eigenschaften sind vom Mischungsverhältnis abhängig. In heterogenen Gemischen bleiben die Eigenschaften der Komponenten erhalten.
Lösungen (Stoffgemische)
Lösungen sind homogene Gemische fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in einem flüssigen Lösungsmittel. Beim Lösen eines Stoffs verteilen sich seine Teilchen zwischen den Teilchen des Lösungsmittels. Die Eigenschaften von Lösungen sind von der Zusammensetzung abhängig. Diese kann durch Gehaltsangaben (z. B. in Prozent) oder durch Konzentrationsangaben (z. B. Massenkonzentration) ausgedrückt werden.
Konzentration
Die Konzentration bezieht sich auf das Volumen der Lösung.
Massenkonzentration = Masse der gelösten Stoffe (in g) : Volumen der Lösung (in L) (Einheit= g/L)
Gehalt
Der Gehalt ist der Anteil des gelösten Stoffs in der Lösung in Prozenten.
Massenanteil = Masse der gelösten Stoffs (in g) x 100% : Masse der Lösung (in g) (Einheit: %)
Volumenanteil = Volumen der gelösten Stoffs (in L) x 100% : Volumen der Lösung (in L) (Einheit: Vol.-%)
Löslichkeit
Die Löslichkeit ist die Masse eines Stoffs, de sich in einer bestimmten Portion (meist 100g) Lösungsmittel bei einer festgelegten Temperatur maximal löst. Die Löslichkeit nimmt bei den meisten Feststoffen mit steigender Temperatur zu, bei Gasen ab.
Lösungsvorgang
Beim Lösen eines festen Stoffs werden seine Teilchen von den Lösungsmittel-Teilchen umhüllt und dadurch von ihren Nachbarn im Gitter weggedrängt, aus dem Gitter gelöst.
Diffusion
Die gelösten Teilchen verteilen sich durch ihre Eigenbewegung im Lösungsmittel. Diese Diffusion führt zu einer gleichmässigen Verteilung des gelösten Stoffs.
Lösungen von Flüssigkeiten
Als „mischbar“ bezeichnet man zwei Flüssigkeiten, wenn sie ein homogenes Gemisch bilden. Der Gehalt wird als Volumenanteil (oft in Vol.-%) angegeben.
Gasgemische
Gase durchmischen sich aufgrund der Eigenbewegung der Teilchen (Diffusion).
Luft
Die Luft ist ein Gemisch. Ihre Hauptbestandteile sind die Elemente Stickstoff (78 Vol.-%) , Sauerstoff (21 Vol.-%) und Argon (1 Vol.-%). In der Luft schweben auch winzige, unsichtbare Flüssigkeitströpfchen (Aerosole) und Staubteilchen.
Trennmethoden
Gemische lassen sich durch Fraktioniermethoden in Reinstoffe trennen. Diese bleiben unverändert.
Heterogene Gemische
Suspensionen können durch Filtration, Emulsionen im Scheidetrichter, Gemenge durch Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel getrennt werden.
Lösungen
Lösungen fester Stoffe sind durch Eindampfen oder einfache Destillation trennbar. Flüssigkeitsgemische lassen sich durch fraktionierte Destillation trennen, wenn sich die Komponenten in der Siedetemperatur deutlich unterscheiden.
Bei der Chromatografie basiert die Trennung auf der unterschiedlichen Verteilung der Komponenten zwischen einem Träger (z. B. Papier) und einem Lösungsmittel.
Stoffumwandlung chemische Reaktionen
Bei chemischen Vorgängen werden Stoffe umgewandelt: Ausgangsstoffe (Edukte) reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis zu Endstoffen (Produkten). Da Produkte und Edukte verschiedene Stoffe sind, unterscheiden sie sich in ihren Eigenschaften
Reaktionsgleichung chemische Reaktionen
Eine chemische Reaktion kann durch eine Reaktionsgleichung beschrieben werden:
Edukte ———> Produkte
Der Reaktionspfeil bedeutet: reagieren zu.
Energie chemische Reaktionen
Als Energie bezeichnet man die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Verschiedene Energieformen wie Wärme, Licht, chemische, elektrische oder mechanische Energie können ineinander umgewandelt werden.
Energieinhalt (chemische Reaktion)
Jede Stoffportion hat eine bestimmte innere Energie (chemische Energie). Sie ist von der Stoffart und von der Masse abhängig.
