Eigenschaften von Stoffen
Inhalt
Subjektive versus objektive Stoffeigenschaften
Stoffeigenschaften
Jeder Stoff hat bestimmte Stoffeigenschaften. Einige dieser Eigenschaften können bereits mit den Sinnen erfasst werden. Destilliertes Wasser ist zum Beispiel eine farblose Flüssigkeit ohne Geruch und Geschmack. Gibt man Wasser zu Öl, so sieht man, dass sich Wasser und Öl nicht miteinander vermischen lassen. Andere Stoffeigenschaften können nur mit Geräten bestimmt werden. Um festzustellen, wann Wasser gefriert oder siedet, braucht man ein Thermometer. Ein Magnet gibt Auskunft, ob Wasser magnetisch ist oder nicht. Auch die elektrische Leitfähigkeit kann nur mit einem entsprechenden Gerät ermittelt werden.
Kupfer
Das nebenstehende Bild zeigt den Stoff Kupfer.
Beschreibe ihn. Gib an, welche Eigenschaften von Kupfer du mit deinen Sinnen erfassen kannst und für welche du ein Messgerät benötigst.
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Subjektive und objektive Stoffeigenschaften
Alle Stoffeigenschaften, die mit Messgeräten ermittelt wurden, sollten einheitlich sein. Das heißt, jeder Mensch sollte mit einem Thermometer herausfinden können, dass Wasser (auf Meereshöhe) einen Siedepunkt von 100 °C hat. Mit Messgeräten ermittelte Daten sind objektiv, d. h. nicht von Personen abhängig, die das Messgerät bedienen.
Stoffeigenschaften, die nur mit den Sinnen erfasst werden, können zwar objektiv sein, sind aber zum Teil auch sehr subjektiv, d. h. vom persönliches Empfinden abhängig. Den Geschmack eines bestimmten Mineralwassers werden sicherlich nicht alle Menschen gleich beschreiben.
Entscheide, ob eine Stoffeigenschaft subjektiv oder objektiv ist.
Ergänze drei eigene Beispiele.
die Farbe von Eigelb
der Aggregatzustand von Luft
die Dichte von Magnesium
der Geruch von Essig
der Geschmack von Marzipan
die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer
Meine Beispiele für subjektive Eigenschaften:
Meine Beispiele für objektive Eigenschaften:
Physikalische versus chemische Stoffeigenschaften
Beispiele für physikalische und chemische Stoffeigenschaften
Die Liste der Stoffeigenschaften ist sehr lang. Prinzipiell werden aber physikalische Eigenschaften von chemischen unterschieden, indem man schaut, ob sich der Stoff durch die Messung der Eigenschaft verändert oder nicht.
Zu den physikalischen Eigenschaften gehört etwa die Dichte. Hier wird das Verhältnis zwischen Masse und Volumen gemessen (ρ = m/V). Das Messobjekt selbst ändert sich nicht durch die Messung. Bei chemischen Eigenschaften kann sich das Messobjekt verändern, da es um das Verhalten in einer chemischen Reaktion geht. Man kann z. B. schauen, ob ein Stoff gut brennbar ist.
Ordne die Eigenschaften in physikalische und chemische.
Begründe deine Zuordnung.
Zähflüssigkeit
Begründung:
Beständigkeit gegenüber Säuren
Begründung:
Verformbarkeit
Begründung:
Härte
Begründung:
Elektrische Leitfähigkeit
Begründung:
Korrosionsbeständigkeit
Begründung:
Reaktivität in Wasser
Begründung:
Eigenschaften von Reinstoffen
Reinstoffe haben immer die gleichen Eigenschaften, weil ihre Zusammensetzung immer die gleiche ist. Wasser siedet auf Meereshöhe immer bei 100 °C und hat damit einen genau definierten Siedepunkt. Benzin andererseits hat einen Siedebereich. Benzin ist ein komplexes homogenes Gemisch aus über 100 verschiedenen (Kohlenwasser-)Stoffen und siedet je nach Sorte zwischen 35 und 210 °C. Sind leichter flüchtige Komponenten bereits verdunstet, so siedet es erst bei höheren Temperaturen. Der Siedebereich ist wie alle Eigenschaften von Gemischen abhängig vom Mischungsverhältnis.
Butter schmelzen
Schmelzpunkt oder Schmelzbereich
Gib einen Esslöffel Butter in ein hitzebeständiges Glas und erwärme die Probe langsam im Wasserbad. Miss mit einem Thermometer ständig die Temperatur der Butter und versuche den genauen Schmelzpunkt zu ermitteln. Vergleicht eure Messdaten im Team. Erklärt, ob es Unterschiede gibt und wenn ja, warum.
Dein gemessener Schmelzpunkt von Butter:
Gibt es Unterschiede?
Wenn ja, warum?
Training
In der nachfolgenden Tabelle stehen physikalische und chemische Stoffeigenschaften.
Notiere alle Eigenschaften, geordnet nach chemischen und physikalischen Eigenschaften, die dir zu folgenden Stoffen einfallen:
Kochsalz (NaCl)
physikalisch:
chemisch:
Eisen (Fe)
physikalisch:
chemisch:
Wasser (H₂O)
physikalisch:
chemisch:
Weiteres eigenes Beispiel:
physikalisch:
chemisch:
Reinstoff oder Gemisch?
Kreuze an.
| Reinstoff | Gemisch | |
|---|---|---|
| Butter schmilzt bei 20 – 30 °C | ||
| Stickstoff siedet bei –195,8 °C | ||
| Heizöl hat eine Dichte von 0,82 – 0,86 kg/l | ||
| Aluminium hat eine Dichte von 2,71 g/cm3 | ||
| Holz hat einen Heizwert von 1,9 – 4,4 kWh/kg | ||
| Käse hat einen Wassergehalt von 37 – 53 % | ||
| Trockeneis sublimiert bei –78,5 °C |
Arbeitet im Team. Bei diesem Experiment dürft ihr ausnahmsweise kosten. Ihr benötigt Zucker, Kochsalz und Citronensäure sowie drei gleiche Einwegbecher. Eine Person aus dem Team gibt die Substanzen Zucker, Kochsalz und Citronensäure in die vorher mit Nummern beschrifteten Becher und merkt sich, welche Nummer zu welcher Substanz gehört. Die anderen des Teams verkosten kleine Mengen die Substanzen und ordnen den Namen die entsprechende Nummer zu.
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Merke
Objektive Stoffeigenschaften
Jeder Stoff hat objektive Stoffeigenschaften, die man mit Messgeräten erfassen kann. Wird der Stoff bei der Messung nicht verändert, so handelt es sich um eine physikalische Stoffeigenschaft. Kann der Stoff durch die Messung bleibend verändert werden, so ist die Stoffeigenschaft eine chemische.
