Temperaturkurven und Kennwerte
Stoffe erkennt man an messbaren Eigenschaften. Die Temperaturkurve liefert Schmelz- und Siedetemperatur.
Temperatur-Zeit-Kurve
Stoff gleichmäßig erhitzen, jede Minute ablesen. Waagerecht: Zeit in min, senkrecht: Temperatur in °C.
Haltepunkt
Waagerechtes Kurvenstück: Energie wird für die Zustandsänderung gebraucht, die Temperatur bleibt gleich.
Reinstoff oder Gemisch
Reinstoff: scharfe Haltepunkte. Gemisch (z. B. Salzwasser): Schmelz- bzw. Siedebereich, die Temperatur steigt langsam weiter.
Kennwerte
Messbar, mit Zahl und Einheit, stoffspezifisch: Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, Löslichkeit. Masse, Volumen, Form gehören zur Portion.
Stoff erkennen
Messen → Tabelle vergleichen → ausschließen → nächsten Kennwert messen. Erst mehrere Kennwerte zusammen machen den Stoff eindeutig.
Tabellenwerte gelten bei Normaldruck
Siedetemperaturen hängen vom Luftdruck ab. Auf hohen Bergen siedet Wasser schon unter 100 °C.
Die Dichte
Die Dichte vergleicht gleich große Portionen verschiedener Stoffe.
Masse und Volumen
Masse m mit der Waage (in g), Volumen V in cm³. 1 mL = 1 cm³, 1 L = 1000 cm³, 1 kg = 1000 g.
Dichte
Masse von 1 cm³ eines Stoffs. Hängt nur vom Stoff ab, nicht von Form oder Größe. Bei Gasen meist in g/L.
Umstellen
Mit dem Tabellenwert Masse oder Volumen berechnen, ohne zu messen.
Volumen messen
Regelmäßig: V = a · b · c. Unregelmäßig: Differenzmethode im Messzylinder oder Überlaufmethode. Am unteren Meniskusrand auf Augenhöhe ablesen.
Schwimmen
Stoffe mit einer Dichte unter 1,0 g/cm³ schwimmen auf Wasser.
Erst wiegen, dann eintauchen
Ein nasser Körper ist zu schwer, Luftblasen täuschen ein zu großes Volumen vor — beides macht das Ergebnis falsch.
Luft und Nachweise
Farblose Gase und Flüssigkeiten unterscheidet man nicht mit den Sinnen, sondern mit Nachweisreaktionen.
Luft ist ein Gemisch
Stickstoff ≈ 78 %, Sauerstoff ≈ 21 %, Edelgase (vor allem Argon) ≈ 0,9 %, Kohlenstoffdioxid ≈ 0,04 % (Volumenanteile).
Kolbenprober-Versuch
Heißes Kupfer verbraucht nur den Sauerstoff: 100 mL Luft → etwa 79 mL Restgas, das Flammen erstickt. Erst nach dem Abkühlen ablesen.
Glimmspanprobe
Glimmender Span flammt hell auf → Sauerstoff (Anteil deutlich über Luft). Sauerstoff brennt nicht, er ist brandfördernd.
Kalkwasserprobe
Klares Kalkwasser wird milchig-trüb → Kohlenstoffdioxid. Es ist nicht brennbar, schwerer als Luft und entsteht bei Atmung, Verbrennung und Gärung.
Wassernachweis
Weißes Kupfersulfat oder Watesmo-Papier wird blau → Wasser. Der Nachweis sagt nur ob, nicht wie viel; die Menge bestimmt man durch Wiegen und Trocknen.
Erlöschen ist kein Nachweis
Erlischt ein Span oder eine Kerze, fehlt nur Sauerstoff. Welches Gas vorliegt, zeigt erst eine Nachweisreaktion mit typischer positiver Beobachtung.
Die Regeln, an denen die Punkte hängen
Diese drei Stellen kosten in der Arbeit am häufigsten Punkte.
Rechenweg mit Formel und Einheit
Schreib immer zuerst die Formel (ρ = m : V), setze mit Einheiten ein und rechne vorher um: mL = cm³, L in cm³ bzw. g/L bei Gasen.
Nachweis = Beobachtung + Schluss
Nenne die Probe, die typische positive Beobachtung und den nachgewiesenen Stoff. „Die Flamme erlischt“ weist keinen bestimmten Stoff nach.
Reinstoff oder Gemisch begründen
Begründe mit der Kurve: Reinstoff = waagerechter Haltepunkt, Gemisch = Temperaturbereich. Ein Kennwert allein reicht zum Erkennen meist nicht.