Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt
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Grundlagen zum Thema Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt
Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt – Chemie
Sicher konntest du am Morgen schon einmal Nebel beobachten. Wenn du einen Salat zubereitest, mischst du Öl mit Essig. Und was passiert, wenn du Kochsalz und Wasser vermischst? All das sind Stoffgemische aus dem Alltag. Dieser Text beschäftigt sich damit, wie du Stoffgemische in deiner Umwelt erkennen kannst. Dabei werden die folgenden Fragen beantwortet:
- Was sind homogene und heterogene Stoffgemische?
- Welches Stoffgemisch ist Nebel?
- Was sind Beispiele für heterogene und homogene Stoffgemische?
- Was ist eine Emulsion, Suspension und ein Gemenge?
- Welche Unterteilung von Stoffgemischen gibt es?
Was sind Stoffgemische? – Definition
Was Stoffgemische sind, ist einfach erklärt. Ein Stoffgemisch besteht aus mindestens zwei verschiedenen Reinstoffen. Weißt du auch, was Reinstoffe sind? Unter einem Reinstoff wird ein chemisches Element oder eine Verbindung verstanden. Beispiele für Reinstoffe kannst du hier in der Liste sehen:
- Sauerstoff $\ce{O2}$
- Natriumchlorid $\ce{NaCl}$
- Wasserstoff $\ce{H2}$
- Wasser $\ce{H2O}$
Wenn also mindestens zwei Reinstoffe vermischt werden, erhält man ein sogenanntes Stoffgemisch. Die Stoffgemische werden dabei in homogene und heterogene Stoffgemische unterteilt.
- Heterogene Stoffgemische: nicht mischbar, mehrphasig
- Homogene Stoffgemische: mischbar, einphasig
Der Aggregatzustand des Stoffgemischs ist dabei abhängig von den verwendeten Reinstoffen.
Außerdem gibt es noch sogenannte kolloidale Stoffgemische. Diese kann man weder den homogenen noch den heterogenen Gemischen zuordnen. Die kolloidalen Gemische bestehen aus sehr kleinen Teilchen – den Kolloiden. Ihre Größe liegt für gewöhnlich im Nanometerbereich. Bei einem solchen Stoffgemisch scheint es so, als ob man auf makroskopischer Ebene ein homogenes Gemisch hat. Allerdings liegen die Phasen hier sehr fein verteilt vor und werden nur von wenigen Teilchen gebildet. Ein Beispiel für ein kolloidales Stoffgemisch ist die Milch – einzelne, winzige Öltröpfchen sind hier von Wasser umhüllt.
Was sind homogene Stoffgemische? – Definition und Beispiel
In einem homogenen Stoffgemisch sind die Reinstoffe miteinander vermischt. Es gibt nur eine Phase. Und was bedeutet das? Wenn man zwei Reinstoffe miteinander mischt, die eine homogene Lösung bilden, dann kann man die einzelnen Bestandteile nicht mehr erkennen. Du kannst beispielsweise Kochsalz (Natriumchlorid) in Wasser lösen. Vorher siehst du die weißen Kristalle des Salzes und das Wasser. Nachdem du die beiden Reinstoffe miteinander vermischt hast, bekommst du eine durchsichtige Lösung. Du kannst die einzelnen Salzkristalle oder das Wasser nicht mehr voneinander unterscheiden.
Die homogenen Stoffgemische können in den Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig auftreten. In der folgenden Tabelle sind Beispiele für homogene Stoffgemische der verschiedenen Aggregatzustände aufgeführt.
| fest und fest | Gemische aus Metall: |
| flüssig und flüssig | Gemische aus Flüssigkeiten: |
| gasförmig und gasförmig | Gemische aus Gasen: |
| fest und flüssig | |
| gasförmig und flüssig | |
Was ist ein heterogenes Gemisch? – Definition und Beispiel
Einfach erklärt kann man bei einem heterogenen Stoffgemisch die Reinstoffe erkennen. Es bilden sich sogenannte Phasen. Wenn du beispielsweise Öl und Wasser in einem Glas mischst, kannst du zwei Phasen erkennen: die Ölphase und die Wasserphase. Wenn das Gemisch nun geschüttelt wird, kannst du feine Öltröpfchen im Wasser entdecken. Ein solches Gemisch wird als Emulsion bezeichnet. Lässt du das Gemisch nun stehen, bilden sich wieder zwei Phasen aus.
Meistens haben die Reinstoffe heterogener Gemische unterschiedliche Aggregatzustände. In der folgenden Tabelle sind Beispiele für heterogene Stoffgemische aufgeführt.
| Beispiele | |
|---|---|
| fest und flüssig | |
| flüssig und flüssig | |
| fest und fest | |
| fest und gasförmig | |
| flüssig und gasförmig | |
Welche homogenen und heterogenen Stoffgemische gibt es?
Stoffgemische bestehen aus mindestens zwei Reinstoffen. Diese Reinstoffe können ein heterogenes oder ein homogenes Gemisch bilden. Bei einem homogenen Gemisch kannst du die einzelnen Reinstoffe nicht erkennen, es gibt nur eine Phase. Bei heterogenen Gemischen kannst du die Reinstoffe erkennen. Es gibt mehrere Phasen.
In der folgenden Abbildung werden die verschiedenen Stoffgemischarten in einer Übersicht dargestellt.
Homogene Stoffgemische
Bei homogenen Gemischen werden abhängig von den Reinstoffen und den Aggregatzuständen Legierungen, Lösungen und Gasgemische unterschieden.
Was sind Legierungen? – Definition Chemie
Eine Legierung ist ein homogenes Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Metallen. Ein Beispiel für eine Legierung ist Bronze, das aus Kupfer und Zinn besteht.
Was ist eine Lösung? – Definition Chemie
Eine Lösung ist ein homogenes Gemisch, das aus einem gelösten Reinstoff in einem anderen Reinstoff besteht. Der gelöste Reinstoff kann dabei fest, flüssig oder gasförmig sein. Ein Beispiel für eine Lösung ist die Kochsalzlösung, bei der du Salz in Wasser löst.
Was ist ein Gasgemisch? – Definition Chemie
Ein Gasgemisch ist ein Gemisch aus mindestens zwei Gasen. Solche Gemische sind immer homogen. Beispiele für Gasgemische sind Luft oder Erdgas.
Heterogene Stoffgemische
Abhängig davon, welche Reinstoffe in welchem Aggregatzustand miteinander vermischt werden, spricht man bei heterogenen Gemischen auch von Suspension, Emulsion, Gemenge, Rauch oder Nebel.
Was ist eine Suspension? – Definition Chemie
Eine Suspension ist ein heterogenes Gemisch, bei dem kleinste, feste Teilchen in einer Flüssigkeit verteilt sind. Die kleinen Teilchen scheinen zu schweben. Ein Beispiel für eine Suspension ist Schlamm – eine Mischung aus Sand und Wasser.
Was ist eine Emulsion? – Definition Chemie
Eine Emulsion ist ein heterogenes Gemisch, bei dem die eine Flüssigkeit als feinste Tröpfchen in der anderen Flüssigkeit verteilt sind. Ein Beispiel für eine Emulsion ist ein Gemisch aus Wasser und Öl.
Was ist ein Gemenge? – Definition Chemie
Ein Gemenge ist ein heterogenes Gemisch aus Feststoffen, bei denen die Reinstoffe grob verteilt sind. Die einzelnen Feststoffe kannst du dabei erkennen. Ein Beispiel für ein Gemenge ist Granit.
Was ist Rauch? – Definition Chemie
Rauch ist ein Gemisch aus Gasen und Rußpartikeln in feinst verteilter (oft kolloidaler) Form. Rauch entsteht bei Verbrennungsprozessen.
Was ist Nebel? – Definition Chemie
Nebel ist ein heterogenes Gemisch aus feinsten Wassertröpfchen und Gasen.
Dieses Video
In diesem Video erfährst du, was homogene und heterogene Stoffgemische sind und wie sich die Begriffe voneinander abgrenzen lassen. Außerdem lernst du, was die Begriffe Suspension, Emulsion, Gemenge und Legierung bedeuten.
Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben und Arbeitsblätter zum Thema Stoffgemische, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!
Transkript Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt
Aaach, so eine Gartenparty ist doch was Feines. Die Limonade bitzelt im Glas, der Rauch qualmt aus dem Grill und der Senf wartet auf die Würstchen. So und das alles hat was mit Chemie-Unterricht zu tun, wetten? In diesem Video beschäftigen wir uns mit dem "Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt". All diese eben erwähnten Dinge sind Stoffgemische. Im Alltag und in der Natur treffen wir ständig auf Stoffgemische. Das können beispielsweise Gemische aus Sand und Wasser sein, aber auch Steine, die verschiedene Materialien enthalten. Stoffgemische bestehen aus mindestens zwei Reinstoffen. Wobei Reinstoffe alleine sehr selten in der Umwelt vorkommen. Dazu aber in einem anderen Video mehr. Um Stoffgemische unterscheiden und untergliedern zu können, sind die Aggregatzustände der Komponenten besonders entscheidend. Zudem unterteilt man in homogene und heterogene Stoffgemische. Ein homogenes Stoffgemisch besteht aus Stoffen, die sich gut miteinander vermischen, sodass die einzelnen Bestandteile nicht mehr zu erkennen sind. Es liegt nur eine Phase vor. So ist das zum Beispiel mit Zucker im Tee oder Kaffee: im richtigen Mischverhältnis ist der Zucker nach etwas Umrühren nicht mehr zu erkennen. Anders als bei heterogenen Stoffgemischen, bei welchen die einzelnen Bestandteile erkennbar bleiben. Kippst du ein bisschen Sand in ein Glas Wasser, wirst du auch nach langem Rühren noch beide Komponenten erkennen können. So wie hier! Beschäftigen wir uns zuerst einmal etwas genauer mit den homogenen Stoffgemischen. Als erstes betrachten wir ein Gemisch aus FESTEN Stoffen. Nehmen wir zum Beispiel zwei Metalle: Mischt man Zinn und Kupfer miteinander erhält man Bronze. Die Ausgangskomponenten sind nicht mehr zu erkennen. Mischungen aus Metallen nennt man übrigens "Legierungen", egal ob sie homogen oder heterogen sind. Machen wir weiter und kommen zurück zur Limo aus der Einleitung. Sie besteht aus Saft oder Fruchtsirup und Wasser, also zwei Flüssigkeiten. Damit erhält man nicht nur eine spritzige Erfrischung, sondern auch ein homogenes Stoffgemisch, welches man auch "Lösung" nennt. Und wie sieht es mit gasförmigen homogenen Stoffgemischen aus? Überlege mal und hole gaaaaanz tief Luft – aaahja, da haben wir ja eins! Luft besteht aus verschiedenen Gasen, ist also ein "Gasgemisch". Darin enthalten sind neben Sauerstoff auch Stickstoff und Kohlenstoffdioxid, sowie viele weitere Spurengase. Es gibt auch homogene Stoffgemische, die aus Stoffen unterschiedlicher Aggregatzustände bestehen. Gibst du beim Nudelnkochen Salz ins Wasser, löst es sich vollständig und ist nicht mehr zu erkennen. Die entstehende Lösung besteht also aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit. Ein Beispiel für ein Gemisch aus einer gasförmigen und einer flüssigen Komponente ist das mit Kohlenstoffdioxid versetzte Sprudelwasser. Als nächstes kommen wir zu den heterogenen Stoffgemischen. Hierbei kann man die Reinstoffe erkennen, da sich sogenannte Phasen bilden. Schlamm ist ein Beispiel für ein Gemisch aus flüssigem Wasser und festem Sand. Man spricht hier auch von einer "Suspension". Bei unserer Gartenparty dringt aus dem Grill ein weiteres heterogenes Stoffgemisch: Rauch besteht aus festen Ruß- und Aschepartikeln und der gasförmigen Luft. Und wenn du ganz früh am Morgen raus gehst, kannst du ein Gemisch aus Flüssigkeit und Gas beobachten. Bei Nebel befinden sich sehr kleine Wassertröpfchen in der Luft. Es gibt aber auch heterogene Stoffgemische aus Bestandteilen GLEICHER Aggregatzustände. Wichtig ist hier, dass sich diese nur schlecht und nicht dauerhaft mischen lassen. Die unterschiedlichen Phasen sind erkennbar. Zum Beispiel Salatdressings oder andere Saucen, die auf Öl und einer weiteren Flüssigkeit, wie Essig, beruhen: Beide Flüssigkeiten trennen sich nach dem Mischen meist wieder voneinander. Wenn die Öltröpfchen durch Schütteln fein in der anderen Flüssigkeit verteilt werden, spricht man von einer "Emulsion". Übrigens: auch Milch ist eine Emulsion aus Fett und Wasser. Durch sogenannte "Emulgatoren" sind die zwei Phasen jedoch nicht auszumachen. So und zwei Feststoffe? Hier siehst du Granit. Dieser besteht aus einer Mischung aus Feldspat, Quarz und Glimmer. Alle Komponenten sind im Granit erkennbar. So ein heterogenes Gemisch aus Feststoffen nennt man "Gemenge". Hui, das war ein ordentliches Misch-Masch! Bevor wir uns nun wieder der Gartenparty widmen, kommt hier noch schnell die Zusammenfassung. Stoffgemische findest du überall in deiner Umwelt. Sie bestehen aus mindestens zwei Reinstoffen. Bei homogenen Stoffgemischen ist nur eine Phase erkennbar. Dazu gehören: Legierungen, ein Stoffgemisch aus zwei Feststoffen, Lösungen, bestehend aus einer Flüssigkeit und einem darin gelösten Stoff, welcher gasförmig, flüssig oder fest sein kann und Gasgemische aus mehreren Gasen, wie die Luft, die uns umgibt. Bei den heterogenen Stoffgemischen sind in der Regel mindestens zwei Phasen erkennbar. Eine Suspension ist ein Gemisch aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit. Rauch besteht aus einem Feststoff und einem Gas, Nebel aus einer Flüssigkeit und einem Gas. Und eine Emulsion ist eine Mischung aus zwei Flüssigkeiten. Sowie ein Gemenge, das aus zwei Feststoffen besteht. Jede Menge gelernt und die Gemengelage analysiert! Dann kann ja jetzt gefeiert werden!
Erkennen von Stoffgemischen in deiner Umwelt Übung
-
Beschreibe, was homogene und was heterogene Stoffgemische sind.
TippsEine Antwortmöglichkeit ist falsch und bleibt somit übrig.
„hetero“ = verschiedenartig
LösungStoffgemische bestehen aus mindestens zwei Reinstoffen.
Um Stoffgemische unterscheiden und untergliedern zu können, sind die Aggregatzustände der Komponenten besonders ausschlaggebend. Zudem unterteilt man in homogene Stoffgemische und heterogene Stoffgemische.Ein homogenes Stoffgemisch besteht aus Stoffen, die sich gut miteinander vermischen, sodass die einzelnen Bestandteile nicht mehr zu erkennen sind: Es liegt eine Phase vor.
So ist das zum Beispiel mit Zucker im Tee oder Kaffee: Im richtigen Mischverhältnis ist der Zucker nach dem Umrühren nicht mehr bemerkbar.Ein heterogenes Stoffgemisch besteht aus Komponenten, die sich nicht gut vermischen miteinander lassen, sodass die einzelnen Bestandteile erkennbar bleiben: Es liegen mindestens zwei Phasen vor.
Kippst du ein bisschen Sand in ein Glas Wasser, wirst du auch nach langem Umrühren beide Komponenten gut erblicken können. -
Benenne die Aggregatzustände der Bestandteile der Stoffgemische.
TippsBronze besteht aus zwei Metallen.
Luft besteht aus verschiedenen Gasen.
Das Kohlenstoffdioxid im Sprudelwasser sorgt dafür, dass das Wasser „sprudelt“.
LösungEs gibt zahlreiche Beispiele für Stoffgemische. Sie können aus Stoffen gleicher und unterschiedlicher Aggregatzustände bestehen.
Bei einem Gemisch aus den Metallen Zinn und Kupfer, also aus festen Stoffen, handelt es sich um Bronze: Die Ausgangskomponenten sind nicht mehr zu erkennen.
Ein Essig-Öl-Dressing setzt sich neben Wasser aus Essig und Öl zusammen, also aus Flüssigkeiten. Solch ein heterogenes Gemisch nennt man auch Emulsion.
Luft ist ein homogenes Gemisch aus verschiedenen Gasen. Darin enthalten sind neben Sauerstoff Stickstoff und Kohlenstoffdioxid sowie viele weitere Spurengase.
Es gibt außerdem homogene Stoffgemische, die aus Stoffen unterschiedlicher Aggregatzustände bestehen. Ein Beispiel dafür ist Salzwasser: Gibst du beim Kochen von Nudeln Salz ins Wasser, löst sich das Salz vollständig und ist nicht mehr zu erkennen. Die entstehende Lösung ist also zusammengesetzt aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit.
Ein Beispiel für ein Gemisch aus einem Gas und einer Flüssigkeit ist mit Kohlenstoffdioxid versetztes Sprudelwasser. -
Gib Beispiele für die verschiedenen Bezeichnungen der Stoffgemische an.
TippsHomogene Stoffgemische können aus Komponenten unterschiedlicher Aggregatzustände bestehen.
Zinn und Kupfer sind Metalle.
LösungIn unserer Umwelt gibt es etliche Stoffgemische. Sie bestehen aus mindestens zwei Reinstoffen. Zudem unterteilen wir sie in homogene Stoffgemische und heterogene Stoffgemische. Anhand der Aggregatzustände der Bestandteile können wir sie unterschiedlich bezeichnen:
- Mischungen aus mindestens zwei Elementen, von denen mindestens eines ein Metall ist, nennt man Legierungen, egal ob sie homogen oder heterogen sind. Ein Beispiel ist Bronze: Sie besteht aus den Metallen Zinn und Kupfer.
- Lösungen sind homogene Stoffgemische aus einer Flüssigkeit und einem darin gelösten Stoff. Beispiele sind Salzwasser, Limonade und Sprudelwasser. So wird Sprudelwasser mit dem gasförmigen Kohlenstoffdioxid versetzt.
- Gasgemische aus verschiedenen Gasen gehören ebenso zu den homogenen Stoffgemischen. Ein Beispiel ist die uns umgebende Luft: Sie ist zusammengesetzt aus Sauerstoff, Stickstoff und weiteren Gasen.
- Suspensionen sind heterogene Stoffgemische aus einem festen und einem flüssigen Bestandteil. Dazu zählt unter anderem Schlamm aus Sand und Wasser.
- Emulsionen sind heterogene Stoffgemische aus zwei Flüssigkeiten. Diese lassen sich normalerweise nur schwer miteinander mischen. Beide Flüssigkeiten trennen sich unmittelbar nach dem Mischen wieder. Ein Beispiel sind Salatdressings. Auch Milch ist eine Emulsion: Sie besteht aus Fett und Wasser. Durch sogenannte Emulgatoren sind die zwei Phasen jedoch nicht auszumachen.
- Ein heterogenes Stoffgemisch aus mehreren Feststoffen nennt man Gemenge. Ein Beispiel ist Granit aus Feldspat, Quarz und Glimmer.
-
Ermittle typische Beispiele für Lösungen, Suspensionen und Emulsionen aus dem Alltag.
TippsJedem Zentralelement müssen zwei Beispiele zugeordnet werden.
Lösungen sind homogene Stoffgemische aus einer Flüssigkeit mit darin gelösten festen, flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen.
Suspensionen sind heterogene Stoffgemische aus festen und flüssigen Bestandteilen.
Emulsionen sind heterogene Stoffgemische, die aus zwei Flüssigkeiten zusammengesetzt sind.
Wein besteht aus Wasser und Alkohol.
LösungIn unserer Umwelt begegnen wir vielen verschiedenen Stoffgemischen. Sie zu sortieren, ist manchmal gar nicht so einfach. Häufig unterscheiden wir sie nach homogenen Stoffgemischen und heterogenen Stoffgemischen sowie nach den Aggregatzuständen.
Homogene Stoffgemische sind dadurch gekennzeichnet, dass sich ihre Bestandteile gut miteinander vermischen und nur eine Phase erkennbar ist. Beispiele für homogene Stoffgemische sind Lösungen. Dies sind homogene Stoffgemische aus einer Flüssigkeit mit darin gelösten festen, flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen.
Dazu zählen:- Limonade
- Salzwasser
- Sprudelwasser
- Wein
Heterogene Stoffgemische zeichnen sich dadurch aus, dass deren Bestandteile sich nicht gut miteiander vermischen und die verschiedenen Phasen erkennbar bleiben. Dazu gehören Suspensionen und Emulsionen. Suspensionen sind heterogene Stoffgemische aus festen und flüssigen Bestandteilen. Emulsionen sind heterogene Stoffgemische, die aus zwei Flüssigkeiten zusammengesetzt sind.
Beispiele für Suspensionen sind:- Schlamm
- Pigmentwandfarbe
- Orangensaft mit Fruchtfleisch
- Salatdressings
- Mayonnaise
- Milch
-
Bestimme homogene und heterogene Stoffgemische.
TippsEin homogenes Stoffgemisch besteht aus nur einer Phase.
Bei heterogenen Stoffgemischen sind verschiedene Phasen erkennbar.
LösungFür homogene Stoffgemische und heterogene Stoffgemische gibt es zahlreiche Beispiele aus dem Alltag.
Bei homogenen Stoffgemischen ist nur eine Phase erkennbar.
- Dazu gehören Legierungen, also Stoffgemische aus mindestens zwei Elementen, von denen mindestens eines ein Metall ist. Bronze besteht aus den Metallen Zinn und Kupfer.
- Genauso zählen dazu Lösungen aus einer Flüssigkeit und einem darin gelösten Stoff, welcher gasförmig, flüssig oder fest sein kann. Beispiele sind Limonade und Sprudelwasser. Letzteres ist Wasser und das darin gelöste Kohlenstoffdioxid.
- Außerdem zählen Gasgemische aus mehreren Gasen zu den homogenen Stoffgemischen, unter anderem Luft. Diese ist zusammengesetzt aus Stickstoff, Sauerstoff und weiteren Gasen.
Bei heterogenen Stoffgemischen sind in der Regel mindestens zwei Phasen erkennbar.
- Ein Beispiel für ein heterogenes Stoffgemisch ist Schlamm, ein Gemisch aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit, auch Suspension genannt. Schlamm besteht aus Sand und Wasser.
-
Zeige die Besonderheiten einer Emulsion auf.
TippsVier Antwortmöglichkeiten sind richtig.
Emulsionen sind heterogene Stoffgemische, die aus zwei Flüssigkeiten bestehen.
LösungEmulsionen sind heterogene Stoffgemische, die aus zwei Flüssigkeiten bestehen. Beide Bestandteile haben also den gleichen Aggregatzustand. Wichtig ist hier, dass sich diese nur schlecht und nicht dauerhaft mischen lassen: Die unterschiedlichen Phasen sind erkennbar.
Beispiele sind Salatdressings oder andere Saucen, die Öl als Basis haben und eine weitere Flüssigkeit wie Essig. Beide Flüssigkeiten trennen sich nach dem Mischen meist wieder voneinander.
Werden die Öltröpfchen durch Schütteln fein in der anderen Flüssigkeit verteilt, spricht man von einer Emulsion.
Auch Milch ist eine Emulsion: Sie setzt sich zusammen aus Fett und Wasser. Durch sogenannte Emulgatoren sind die zwei Phasen jedoch nicht auszumachen.
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