Der Aggregatzustand

Vielleicht hast du schon einmal beobachtet, wenn du Zucker in einem Reagenzglas erhitzt, dass sich Zucker erst braun und dann schwarz färbt. Erhitzt du hingegen ein Glasrohr in einem Gasbrenner, so beginnt das Glas ab einer bestimmten Temperatur weich zu werden und wenn du das Glas weiter erhitzt, bringst du das Glas zum Schmelzen. An diesem Beispiel erkennst du, dass sich Feststoffe beim Erhitzen verändern.

Erhitzt du hingegen Flüssigkeiten (in einem Reagenzglas), so lässt sich meist keine Veränderung des Stoffes feststellen. Egal ob du Alkohol, Benzin oder Wasser erhitzt. Beim Erhitzen (in einem Reagenzglas) beginnt der jeweilige Stoff bei einer bestimmten Temperatur zu sieden, der Stoff ändert also nur seinen Aggregatzustand und wird gasförmig. Der Stoff bleibt dabei unverändert.

Wie kann nun der Aggregatzustand erklärt werden?

Der Aggregatzustand

Stoffe können im Allgemeinen drei Zustände einnehmen: fest, flüssig, gasförmig. Diese Zustände werden dabei als Aggregatzustände.bezeichnet.

Der Aggregatzustand hat im Anfangsunterricht im wesentlichen eine Einteilungs- bzw. Charakterisierungsfunktion, d.h. man kann bestimmte Stoffe (bei gleicher Temperatur und gleichem Druck) in drei Klassen (je nach Aggregatzustand einteilen): fest (Feststoffe), flüssig (Flüssigkeiten) und gasförmig (Gase). Diese Einteilung kann durchaus sinnvoll sein, z.B. könntest du Stoffe erst in brennbar und nichtbrennbar einteilen. Anschließend kannst du die Gruppe der brennbaren Stoffe noch (anhand ihres Aggregatzustands) einteilen in brennbare Feststoffe, brennbare Flüssigkeiten und brennbare Gas. Dies hat vor allem Bedeutung bei der Einhaltung von Sicherheitsvorschriften beim Experimentieren.

Der Aggregatzustand ermöglicht also, Stoffgruppen (z.B. wasserlösliche Stoffe)weiter unterteilen.

Stoffe können in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck in unterschiedlichen Aggregatzuständen vorliegen. Um das Phänomen der Änderung des Aggregatzustandes zu erklären, können wir das einfache, erweiterte Teilchenmodell verwenden.

• Beim Übergang der Aggregatzustände kommt es zu keiner Massezu- oder abnahme. Ein Stoff (z.B. Wasser) verändert beim Erhitzen seine Aggregatzustände, allerdings sind in allen Aggregatzuständen gleich viele Teilchen vorhanden.

Merkmale der Aggregatzustände

• Fest: Ein Feststoff ist in seiner Form nahezu unveränderlich, d.h. feste Stoffe weisen eine Form auf. Diese ist unabhängig vom Gefäß, in dem sie sich befinden. Beispiel: Zuckerwürfel in einer Dose, die Form der Zuckerwürfel passt sich der Dose nicht an (Hinweis: dies gilt nicht für pulverförmige feste Stoffe). Das Volumen von festen Stoffen ist auch nahezu unveränderlich (keine Temperaturänderung), dass bedeutet, auch bei Zusammendrücken des Stoffes wird das Volumen, das der Stoff einnimmt, nicht kleiner.

• Flüssig: Eine Flüssigkeit ist in ihrer Form veränderlich, d.h. Flüssigkeiten passen sich der Form des Gefäßes an. “Drückt” man Flüssigkeiten zusammen, so ändert sich das Volumen, das die Flüssigkeit einnimmt, kaum.

• Gasförmig: Ein Gas ist in seiner Form veränderlich, d.h. Gase passen sich wie Flüssigkeiten der Form des Gefäßes an, in dem sie sich befinden. Im Gegensatz zu festen Stoffen und Flüssigkeiten sind bei Gasen die Volumina veränderlich, d.h.Gase sind komprimierbar, d.h. sie lassen sich “zusammendrücken”.