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Stoffe bestehen aus kleinsten teilchen
Mischt man 50 ml Wasser mit 50 ml Brennsprit, so macht man eine erstaunliche Beobachtung. Das Volumen des Gemisches beträgt 97 statt 100 ml.
Wie kann man diesen Unterschied deuten?
Das Wasser hat grössere Moleküle als der Alkohol. Darum füllen die Moleküle des Alkohols die Lücken des Wassers.
Die Teilchenvorstellung
Die im Versuch beobachtete Volumenverringerung lässt sich erklären, wenn man annimmt, dass die Stoffe Alkohol und Wasser aus kleinsten Teilchen aufgebaut sind, welche die Form einer Kugel haben. Die kleinsten Teilchen des Wassers und die des Alkohols sind untereinander gleich, unterscheiden sich aber voneinander in ihrer Grösse. Die Alkoholteilchen sind grösser als die Wasserteilchen. Deshalb können im Gemisch einige der kleineren Teilchen in die Lücken zwischen die Grösseren schlüpfen. Dies lässt sich anschaulich in einem Modellversuch zeigen.
Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen
Die am Beispiel der Volumenverringerung gewonnene Teilchenvorstellung ist von ganz allgemeiner Bedeutung. Wir gehen von nun an davon aus, dass alle Stoffe aus kleinsten kugelförmigen Teilchen aufgebaut sind. Selbst wenn die kleinsten Teilchen
dicht nebeneinander liegen und sich berühren, tritt zwischen ihnen leerer Raum auf, das heisst, dass sich zwischen den Teilchen keine weiteren Teilchen befinden.Die kleinsten Teilchen eines Reinstoffes sind untereinander gleich, sie habendie
gleiche Masse und Grösse. Kleinste Teilchen verschiedener Stoffe unterscheiden sich voneinander in Masse und Grösse.
Wegen ihrer ausserordentlich geringen Grösse kann man die kleinsten Teilchen selbst mit dem stärksten Mikroskop nicht einzeln wahrnehmen. Man kann sie daher auch nicht wirklichkeitsgetreu abbilden, sondern nur Modelle, also Vorstellungen und
vereinfachte Darstellungen von ihnen entwickeln, die der Wirklichkeit angenähert sind. Eine wesentliche Vereinfachung in unserer Modellvorstellung besteht in der Annahme der kugelförmigen Gestalt der kleinsten Teilchen. Man bezeichnet sie
deshalb auch als Kugelteilchenmodell. Das Kugelteilchenmodell ist eine vereinfachte Vorstellung vom Aufbau der Stoffe. Mit ihm lassen sich viele Eigenschaften von Stoffen deuten.
Bei der konkreten Darstellung der Kugelteilchen (z. B. als Erbsen und Senfkörner) können Eigenschaften auftreten, die man nicht auf die kleinsten Teilchen übertragen darf. So haben Erbsen und Senfkörner eine Farbe, unser Modell sagt aber nichts
über die Farbe der kleinsten Teilchen aus.
Teilchengrösse der Ölsäure
Ölsäure:
Das ist der wichtigste Vertreter der einfach ungesättigten Fettsäuren.
Versuch: Bestimme die Teilchengrösse der Ölsäure
Materialien:
Messpipette mit Stativ, Versuchswanne, Massstab
Ölsäure-Lösung (Ölsäure in Leichtbenzin (F+) 1:1000), Bärlappsporen
Anleitung:
Die Höhe (und damit der Teilchendurchmesser) lässt sich nach folgendem Rechengang berechnen:
Messwerte: 1 cm3 Lösung ≈ 80 Tropfen; Fläche: 125 cm2
Rechnung: 80 Tropfen ≈ 1 cm3 Lösung
1 Tropfen ≈ 1/80 cm3 Lösung
Bei einer Verdünnung von 1:1000 bedeutet das:
1 Tropfen ≈ 1/80'000 cm3 reine Ölsäure
Ergebnis: Der Teilchendurchmesser der Ölsäure beträgt ein Millionstel Millimeter.
Beobachtung:
Wenn man zu viele Bärlappsporen in das Wasser gibt dann verklumpt es und die Ölsäure kann sie nicht wegdrücken. Sobald man Ölsäure ins Wasser gibt drückt sie die Bärlappsporen weg. Bärlappsporen braucht man auch noch zu Feuer spucken, und es ist so ein feines Pulver dass man ein Pulverkorn fast nicht bis nicht sehen kann. Der Fleck der sich bildet wird erstaunlich gross. Wenn man mehr als 1 Tropfen nimmt kann man wieder von vorne anfangen.
Aufgabe
Führe den Veruch selbst durch und berechne den Teilchendurchmesser!
Ölsäure:
Das ist der wichtigste Vertreter der einfach ungesättigten Fettsäuren.
Versuch: Bestimme die Teilchengrösse der Ölsäure
Materialien:
Messpipette mit Stativ, Versuchswanne, Massstab
Ölsäure-Lösung (Ölsäure in Leichtbenzin (F+) 1:1000), Bärlappsporen
Anleitung:
- Fülle die Versuchswanne mit Wasser und bestreue die Oberfläche mit Bärlappsporen.
- Gib vorsichtig mit der Bürette einen Tropfen der Lösung in die Mitte der bestreuten Fläche.
- Beobachte die Ausbreitung des Fleckes. Nach dem Verdunsten des Leichtbenzins bleibt ein runder Ölsäurefleck zurück.
- Miss die Fläche des Ölflecks
- Ermittle die Tropfenzahl von 1 cm3 der Ölsäurelösung (aus Bürette ausfliessen lassen und zählen).
Die Höhe (und damit der Teilchendurchmesser) lässt sich nach folgendem Rechengang berechnen:
Messwerte: 1 cm3 Lösung ≈ 80 Tropfen; Fläche: 125 cm2
Rechnung: 80 Tropfen ≈ 1 cm3 Lösung
1 Tropfen ≈ 1/80 cm3 Lösung
Bei einer Verdünnung von 1:1000 bedeutet das:
1 Tropfen ≈ 1/80'000 cm3 reine Ölsäure
Ergebnis: Der Teilchendurchmesser der Ölsäure beträgt ein Millionstel Millimeter.
Beobachtung:
Wenn man zu viele Bärlappsporen in das Wasser gibt dann verklumpt es und die Ölsäure kann sie nicht wegdrücken. Sobald man Ölsäure ins Wasser gibt drückt sie die Bärlappsporen weg. Bärlappsporen braucht man auch noch zu Feuer spucken, und es ist so ein feines Pulver dass man ein Pulverkorn fast nicht bis nicht sehen kann. Der Fleck der sich bildet wird erstaunlich gross. Wenn man mehr als 1 Tropfen nimmt kann man wieder von vorne anfangen.
Aufgabe
Führe den Veruch selbst durch und berechne den Teilchendurchmesser!
- Messergebnisse
Tropfenzahl von 1 cm3 Lösung: 1/36000 Fläche des Ölflecks: 216 cm² - Rechnung
1 Tropfen entspricht 1/36000 cm3 reine Ölsäure
- Höhe = Volumen / Fläche
Der Teilchendurchmesser beträgt: 0.000’001’2683917 mm
Hier unser Ölfleck
Die Diffusion
Die Diffusion lässt sich gut erklären, wenn man davon ausgeht, dass die kleinsten Teilchen eines Stoffes in ständiger Bewegung sind. Ein Durchmischen kommt dann dadurch zustande, dass die kleinsten Teilchen der Stoffe gegenseitig in die zwischen
ihnen vorhandenen leeren Räume vordringen. Die Bewegung der kleinsten Teilchen ist dabei völlig regellos und ungeordnet. Nicht nur die kleinsten Teilchen eines Gases, sondern auch die einer Flüssigkeit oder die eines Feststoffes führen eine
Eigenbewegung aus.
Experiment
Unser Lehrer hat ein Gefäss mit Bruno Banani Parfum in die Mitte unseres Klassenzimmers gestellt. Normalerweise macht er es mit etwas stärkerem, denn bei uns wo er das Parfum genommen hat hat es nicht so richtig funktioniert. Logisch wäre gewesen wenn die, die am nächsten beim Parfum gewesen wären es zuerst gerochen hätten. Aber es war nicht so. Es war vollkommen unregelmässig. Alles besteht aus Teilchen. So auch das Parfum. Die Teilchen des Parfum gehen in die Luft und erreichen zuerst die Nase die am nächsten beim Parfum sind.
Die Diffusion lässt sich gut erklären, wenn man davon ausgeht, dass die kleinsten Teilchen eines Stoffes in ständiger Bewegung sind. Ein Durchmischen kommt dann dadurch zustande, dass die kleinsten Teilchen der Stoffe gegenseitig in die zwischen
ihnen vorhandenen leeren Räume vordringen. Die Bewegung der kleinsten Teilchen ist dabei völlig regellos und ungeordnet. Nicht nur die kleinsten Teilchen eines Gases, sondern auch die einer Flüssigkeit oder die eines Feststoffes führen eine
Eigenbewegung aus.
Experiment
Unser Lehrer hat ein Gefäss mit Bruno Banani Parfum in die Mitte unseres Klassenzimmers gestellt. Normalerweise macht er es mit etwas stärkerem, denn bei uns wo er das Parfum genommen hat hat es nicht so richtig funktioniert. Logisch wäre gewesen wenn die, die am nächsten beim Parfum gewesen wären es zuerst gerochen hätten. Aber es war nicht so. Es war vollkommen unregelmässig. Alles besteht aus Teilchen. So auch das Parfum. Die Teilchen des Parfum gehen in die Luft und erreichen zuerst die Nase die am nächsten beim Parfum sind.
aggregatszustände
Feste Stoffe
Feste Stoffe sind Stoffe die hart sind oder die wir nicht ohne Hilfe durchqueren können. Zum Beispiel Eisen. Die Teilchen des Eisens sind eng beieinander. Darum sind sie auch schwer verformbar und schwer teilbar. Flüssige Stoffe Flüssige Stoffe sind Stoffe die Flüssig sind. Wir können sie ohne Probleme durchqueren. Zum Beispiel Wasser. Die Teilchen des Wassers sind Unregelmässig und weit auseinander. |
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