In diesem Artikel erfährst du, was den Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen ausmacht. Außerdem wird die Unterteilung der verschiedenen Typen von verschiedenen Stoffgemischen erläutert.
In deinem Alltag begegnen dir die verschiedensten Stoffe. Nur ein geringer Anteil dieser Stoffe sind Reinstoffe, wie beispielsweise Zucker. Viel häufiger wirst du es mit Stoffgemischen zu tun haben. Stoffgemische sind Produkte, bei denen mehrere Stoffe miteinander vermischt sind. Beispiele für Stoffgemische aus deinem Alltag sind Sprudelwasser, Fruchtsäfte (Abb. 1), Kakao, Kaffee, aber auch Zahnpasta, Waschmittel oder Make-Up.
Kurzer Rückblick auf Reinstoffe
Aus dem Unterricht oder über LEIFIchemie ist dir vielleicht schon der Begriff Reinstoff bekannt. Ein Reinstoff besteht aus einem einzigen Stoff. Reinstoffe sind durch ihre charakteristischen und messbaren Eigenschaften eindeutig definiert. Du kannst einen Reinstoff über seine Eigenschaften beschreiben, wenn dir diese bekannt sind. In der Praxis ist es häufig jedoch nicht möglich, 100 % reine Stoffe herzustellen. Selbst hoch reine Laborchemikalien enthalten in geringen Maßen Anteile anderer Stoffe. Als Beispiel ist in Abbildung 2 hoch reines Kupfer für den Laborgebrauch zu sehen. Selbst hoch reines Kupfer enthält zu einem sehr geringen Anteil Verunreinigungen durch andere Stoffe, wie Silber, Eisen oder Blei. Diese geringen Verunreinigungen beeinflussen die charakteristischen und messbaren Stoffeigenschaften des Kupfers jedoch nicht.
Stoffgemische
Stoffgemische bestehen aus zwei oder mehreren Stoffen. Die Stoffe können auf unterschiedliche Weise vermischt werden: Vermischt du Sand und flüssiges Wasser, erhältst du ein anderes Gemisch als würdest du Salz oder Öl in flüssiges Wasser geben. Es werden verschiedene Typen von Stoffgemischen entstehen. Dabei wird zwischen heterogenen und homogenen Stoffgemischen unterschieden. Was diese unterscheidet, kannst du in den folgenden Abschnitten lesen.
Heterogene Stoffgemische
Bei heterogenen Stoffgemischen kannst du die einzelnen Stoffe oftmals mit bloßem Auge erkennen. In der Fachsprache werden die einzelnen Stoffe als nebeneinander vorliegende Phasen beschrieben. Bei heterogenen Stoffgemischen sind diese Phasen nicht miteinander mischbar. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: wenn du Kandiszucker und Salz miteinander vermischt, lassen sich in dem Gemenge aus kleinen Salz- und großen Kandiszuckerkristallen die beiden Bestandteile sichtbar unterscheiden. Durch das Vermischen gehen die jeweiligen Eigenschaften des Zuckers oder des Salzes nicht verloren. Du könntest die Kandiszuckerkristalle unverändert aus dem Gemenge herausnehmen. Es gibt verschiedene Typen heterogener Stoffgemische. Die Abbildung 3 zeigt dir die wichtigsten Typen anhand von Beispielen, wie Granit oder Milch.
- Abb. 3.1 Gemenge
Gemenge sind Gemische mehrerer Feststoffe (fest/fest): wie zum Beispiel der abgebildete Granitblock.
- Abb. 3.2 Emulsion
Emulsionen sind Gemische mehrerer flüssiger Stoffe (flüssig/flüssig): Milch ist ein Gemisch feiner Öltropfen und Wasser und daher eine Emulsion.
- Abb. 3.3 Suspension
Suspensionen sind Gemische aus Feststoffen und Flüssigkeiten (fest/flüssig): wie beispielsweise ein Gemisch aus Sand und Wasser.
- Abb. 3.4 Nebel
Nebel sind Gemische flüssiger Stoffe und gasförmiger Stoffe (flüssig/gasförmig): Ein Beispiel ist Nebel aus kondensiertem Wasser und Luft.
- Abb. 3.5 Rauch
Räuche sind Gemische aus festen und gasförmigen Stoffen (fest/gasförmig): wie beispielsweise Ruß und Luft.
Nach Betrachtung der Beispiele fragst du dich wahrscheinlich, weshalb Milch bei den heterogenen Stoffemischen eingeordnet ist. Dass es sich bei Milch um ein heterogenes Stoffgemisch handelt, wird mithilfe der Betrachtung durch ein Mikroskop deutlich. Bei ausreichender Vergrößerung werden kleine Fetttröpfchen erkennbar. Eine vergrößerte Aufnahme der Milch ist in Abbildung 4 zu sehen.
Homogene Stoffgemische
Bei einigen Stoffgemischen, wie Tee, Salzlösungen oder Mineralwasser, kannst du die einzelnen Stoffe selbst mithilfe eines Mikroskops nicht mehr erkennen. Solche Stoffgemische werden als homogene Stoffgemische bezeichnet. Unabhängig von der Anzahl der Stoffe treten homogene Stoffgemische nur als eine einheitliche Phase auf. Im Unterschied zu heterogenen Stoffgemischen zeichnen sich homogene Stoffgemische dadurch aus, dass du ihre Zusammensetzung an jedem Punkt des Stoffgemisches als gleich wahrnimmst.
Einige Beispiele für die verschiedenen homogenen Gemische sind in Abbildung 5 dargestellt.
- Abb. 5.1 - Abb. 5.3 Lösungen
Lösungen gehören zu den homogenen Stoffgemischen. Sie bestehen aus mindestens einem gelösten festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff, welcher in einem Lösungsmittel gelöst ist. In den Beispielabbildungen ist jeweils Wasser das Lösungsmittel.
- Abb. 5.4 Legierung
Legierungen sind Feststoff-Gemische (fest/fest), bei denen mindestens eine Komponente ein Metall ist. In diesem Beispiel ist Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink, abgebildet.
- Abb. 5.5 Gasgemisch
Gasgemische sind Gemische verschiedener gasförmiger Stoffe (gasförmig/gasförmig). Luft ist ein Gasgemisch verschiedener Gase.
Auch wenn ein homogenes Stoffgemisch einheitlich erscheint, ist es keinesfalls ein Reinstoff. Beispielsweise verschwindet bei der Herstellung einer Kochsalz-Lösung das gelöste Kochsalz nicht. Da es sich bei einem homogenen Stoffgemisch nicht um einen Reinstoff handelt, kannst du das Stoffgemisch durch ein geeignetes Trennverfahren wieder voneinander trennen. Für das Beispiel der Kochsalz-Lösung könntest du etwas gesättigte Lösung auf einen Löffel geben und über einem Teelicht erhitzen, bis das Wasser vollständig verdampft ist. Auf dem Löffel würden sich wieder gut sichtbar weiße Salzkristalle bilden.
Übrigens: Nicht nur homogene Stoffgemische lassen sich durch Trennverfahren auftrennen. Auch heterogene Gemische lassen sich trennen.
Zusammenfassung
In diesem Artikel hast du den Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen kennengelernt. Ein Stoffgemisch besteht aus zwei oder mehreren Stoffen. Du kannst sie in homogene und heterogene Stoffgemische unterteilen. Heterogene Stoffgemische liegen in mehreren Phasen vor, welche du häufig bereits sichtbar unterscheiden kannst. Homogene Stoffgemische liegen hingegen als einheitliche Phase vor. Zu den heterogenen Stoffgemischen gehören Gemenge, Emulsionen, Suspensionen sowie Rauch und Nebel. Zu den homogenen Stoffgemischen zählen Lösungen, Legierungen und Gasgemische.