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Stoffe können unterschiedlichen Stoffklassen zugeordnet werden. Eine Legierung ist eine Mischung aus Metallen, wie zum Beispiel Bronze, die aus Kupfer und Zinn besteht. Eine Emulsion ist ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten, die sich nicht mischen, wie Öl und Wasser. Eine Lösung entsteht, wenn ein Sto...

Stoffe können unterschiedlichen Stoffklassen zugeordnet werden. Eine Legierung ist eine Mischung aus Metallen, wie zum Beispiel Bronze, die aus Kupfer und Zinn besteht. Eine Emulsion ist ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten, die sich nicht mischen, wie Öl und Wasser. Eine Lösung entsteht, wenn ein Stoff vollständig in einer Flüssigkeit aufgelöst ist (z. B. Zucker in Wasser), während eine Suspension eine Mischung ist, bei der Feststoffe in einer Flüssigkeit schweben (z. B. Sand in Wasser). Zur Trennung von Stoffgemischen gibt es verschiedene physikalische Trennmethoden. Filtration trennt Feststoffe von Flüssigkeiten (z. B. Sand aus Wasser). Destillation wird genutzt, um Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten zu trennen (z. B. Alkohol und Wasser). Chromatografie trennt Substanzen in einer Lösung, wie Farbstoffe, und Dekantieren ermöglicht das Abgießen einer Flüssigkeit, während ein Feststoff zurückbleibt. Reinstoffe können entweder Elementarstoffe oder Verbindungen sein. Elementarstoffe bestehen aus nur einer Atomsorte, wie Sauerstoff (O₂), während Verbindungen aus verschiedenen Atomsorten bestehen, wie Wasser (H₂O). Beide sind klar definierte Stoffe mit festen Eigenschaften. Bei chemischen Prozessen unterscheidet man zwischen Analyse und Synthese. Bei der Analyse wird ein Stoff in seine Bestandteile zerlegt, wie Wasser, das in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Bei der Synthese werden Stoffe zusammengesetzt, wie bei der Bildung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff. Die Dichte eines Stoffes beschreibt, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen enthalten ist. Sie wird mit der Formel: Dichte = Masse ÷ Volumen berechnet. Experimentell kann die Dichte bestimmt werden, indem die Masse gewogen und das Volumen gemessen wird, beispielsweise durch Wasserverdrängung. Eine gesättigte Lösung enthält so viel gelösten Stoff, dass kein weiterer mehr aufgenommen werden kann. In einer ungesättigten Lösung kann hingegen noch mehr Stoff gelöst werden. Die Löslichkeit von Stoffen hängt von der Temperatur ab und kann in Diagrammen abgelesen werden, die zeigen, wie viel Stoff bei einer bestimmten Temperatur gelöst werden kann. Die Schmelz- und Siedepunkte von Stoffen werden durch den Luftdruck beeinflusst. Bei geringem Druck (z. B. auf einem Berg) sinkt der Siedepunkt, während er bei hohem Druck (z. B. im Tal) steigt. Der Siedepunkt eines Reinstoffs kann durch Erhitzen experimentell bestimmt werden. Eine chemische Reaktion erkennt man daran, dass neue Stoffe entstehen und sich die ursprünglichen Stoffe verändern. Dabei bleibt die Masse immer gleich, es ändern sich nur die Verbindungen der Teilchen. Zum Beispiel entsteht bei der Verbrennung von Holz Asche, Rauch und Wärme. Es gibt zwei Arten von chemischen Reaktionen: exotherme und endotherme. Bei exothermen Reaktionen wird Energie abgegeben, wie bei einem Feuer. Bei endothermen Reaktionen wird Energie aufgenommen, wie beim Schmelzen von Eis. In einem Energiediagramm sieht man bei exothermen Reaktionen, dass die Energie sinkt, während sie bei endothermen Reaktionen steigt. Damit eine Reaktion startet, braucht sie eine Aktivierungsenergie. Ein Katalysator kann diese Energie senken und die Reaktion schneller machen, ohne selbst verbraucht zu werden. Energie bleibt immer erhalten – das ist das Prinzip der Energieerhaltung. Energie kann nur die Form wechseln, zum Beispiel von chemischer Energie in Wärme oder Licht. Eine Emulsion ist ein Gemisch aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten, wie Öl in Wasser. Ein Emulgator, wie Seife, hilft, dass die Flüssigkeiten länger gemischt bleiben. Flüssigkeiten können hydrophil (wasserliebend) oder hydrophob (wasserabweisend) sein. Fettlösliche Stoffe nennt man lipophil. Man unterscheidet Fett-in-Wasser-Emulsionen, bei denen Fetttröpfchen im Wasser verteilt sind (z. B. Milch), und Wasser-in-Fett-Emulsionen, bei denen Wassertröpfchen im Fett verteilt sind (z. B. Butter). Auf der Teilchenebene ist eine Lösung eine gleichmäßige Verteilung von Teilchen in einer Flüssigkeit, während eine Suspension eine Mischung ist, bei der die Teilchen nicht vollständig gelöst sind. Gerüche entstehen, weil kleine Teilchen eines Stoffs in die Luft gelangen und von unserer Nase wahrgenommen werden können.