Aggregatzustände

Was ist eine Phase überhaupt?

Eine Phase ist ein Zustand eines Stoffes – fest, flüssig oder gasförmig.

 In einer Phase herrschen einheitliche Eigenschaften, z. B. Dichte, Aussehen, Anordnung der Teilchen

Wie können Stoffe von einem Aggregatzustand zu einem anderen übergeben

Durch eine Temperatur oder Druckänderung diese Änderungen sind reversibel.

=keine chem. Reaktion

Die drei Aggregatzustände von Wasser:

Fest → Eis

•Flüssig → Wasser

•Gasförmig → Wasserdampf

Was passiert beim Schmelzen von Eis?

Die Teilchen bewegen sich mehr, lösen sich von ihren festen Plätzen → Eis wird zu Wasser (fest → flüssig).

Was ist der Schmelzpunkt

Der Schmelzpunkt ist die Temperatur bei der ein Stoff vom festen Zustand in den flüssigen übergeht. Das der Schmelzpunkt vom druck abhängig ist wird der Schmelzpunkt bei Normaldruck (1 bar 1000 hPa) angegeben.

Schmelzpunkt von Wasser liegt bei 0°

Was passiert beim Verdampfen von Wasser?

Die Teilchen bewegen sich so schnell, dass sie sich ganz voneinander lösen → Wasser wird zu Wasserdampf (flüssig → gasförmig)

Bei welcher Temperatur siedet Wasser bei Normaldruck?

Bei 100 °c

Was ist der Siedepunkt

Der Siedepunkt ist die Temperatur bei der ein Stoff von dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht.

Siedepunkt vom druckabhängig deshalb ebenso bei Normaldruck angegeben

Was ist kinetische Energie?

Kinetische Energie ist die Bewegungsenergie eines Teilchens.

Stehendes Teilchen → keine kinetische Energie

•Schnelles Teilchen (z. B. bei hoher Temperatur) → viel kinetische Energie

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Beispiel Wasser (H₂O) – Molekülverhalten in den drei Phasen

Fest (unter 0 °C) – Eis

•Teilchen sind geordnet in einem Gitter (kristallin).

•Sie zittern nur leicht an Ort und Stelle.

•Es besteht eine starke Anziehung zwischen den Molekülen.

B) Flüssig (zwischen 0 °C und 100 °C) – Wasser

•Gitterstruktur zerfällt.

•Moleküle haben mehr Bewegung.

•Sie ziehen sich noch etwas an, aber nicht mehr stark genug, um fest zu bleiben.

•Sie können aneinander vorbeigleiten.

C) Gasförmig (über 100 °C) – Wasserdampf

•Moleküle bewegen sich schnell und frei.

•Es gibt kaum noch Anziehungskräfte.

•Die Teilchen sind weit voneinander entfernt – keine Struktur mehr.

Was passiert beim schmelzen

Durch eine temperaturerhöhung schwingen die Teilchen stärker bleiben aber an ihrem Platz

Erst wenn kinetische Energie, die sich in den Schwingungen äußert, stark genug ist, um Anziehungskräfte zu überwinden, haben Teilchen keinen festen Platz mehr Stoff schmilzt -> Teilchen gehen in die flüssige über

Was passiert beim verdampfen 

Bei einer weiteren Temperaturerhöhung bewegen sich die Teilchen noch schneller, sodass auch die Anziehungskräfte zu schwach sind, die Teilchen in einem bestimmten Volumen zu halten , die Flüssigkeit verdampft und die Teilchen gehen in die Gasphase über

Wie geht ein stoff vom gasförmigen zustand in den flüssigem über 

Durch eine Temperatur Erniedrigung kann ein gas kondensiert ( verflüssigt)werden bei einer weiteren Temperatur Erniedrigung erstarrt Flüssigkeit

Durch druckerhöhung kann gas auch verflüssigt werden 

Was passiert beim sublimieren 

Ein Feststoff geht direkt vom festen Zustand in die Gasphase über, ohne dabei flüssig zu werden

bsp: trockeneis ( festes kohlenstoffdioxid)

Was passiert beimresublimieren 

PhasenÜbergang von gasförmig zu fest

Was ist ein phasendiagramm

Ein Phasendiagramm zeigt,  bei welcher Temperatur und welchem Druck ein Stoff in welcher Phase ist

Welche drei Hauptlinien gibt es beim phasendiagramm

Schmelzdruckkurve: Grenze zwischen fest und flüssig

•Dampfdruckkurve: Grenze zwischen flüssig und gasförmig

•Sublimationsdruckkurve: Grenze zwischen fest und gasförmig

Was ist der  Tripelpunkt

Hier existieren alle drei Phasen gleichzeitig im Gleichgewicht.

➜ Beim Wasser: 0,01 °C und 0,006 bar (6 mbar

Anomalie des Wassers beim phasendiagram

Die meisten Stoffe haben bei höherem Druck einen höheren Schmelzpunkt. Wasser nicht!

Wasser hat eine Schmelzdruckkurve mit negativer Steigung:

➜ Wenn man Druck auf Eis ausübt, schmilzt es leichter (z. B. beim Schlittschuhlaufen).

➜ Deshalb kann Wasser unter Druck flüssig bleiben, obwohl es eigentlich gefrieren müsste.

Eis ist leichter als Wasser!

➜ Wasser hat bei 4 °C die höchste Dichte.

➜ Kühlt man es weiter ab, Dichte nimmt ab, volumen zu !

➜ Deshalb schwimmt Eis oben 

Was ist Luftdruck und wie verändert er sich mit der Höhe?

Luftdruck ist der Druck, den Luftmoleküle durch ihr Gewicht auf die Erde ausüben. Je höher man steigt (z. B. auf einen Berg), desto weniger Luftmoleküle sind über einem → der Luftdruck nimmt ab