stoffe bestehen aus kleinsten teilchen
Mischt man 50 ml Wasser mit 50 ml Alkohol, so macht man eine erstaunliche
Beobachtung. Das Volumen des Gemisches beträgt 98 ml .
Wie kann man diesen Unterschied deuten?
Die Alkoholteilchen sind grösser als die Wasserteilchen. Wenn man Wasser und Alkohol zusammen schüttet füllen die Wasserteilchen die Lücken der Alkoholteilchen aus. Darum wird das Volumen kleiner. Auch wenn man Goldhirse und Kichererbsen zusammenschüttet füllt die Hirse die Lücken der Kichererbsen aus. Die Kichererbsen sollen den Alkohol darstellen und die Goldhirse das Wasser.
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 haben die 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.
Beobachtung. Das Volumen des Gemisches beträgt 98 ml .
Wie kann man diesen Unterschied deuten?
Die Alkoholteilchen sind grösser als die Wasserteilchen. Wenn man Wasser und Alkohol zusammen schüttet füllen die Wasserteilchen die Lücken der Alkoholteilchen aus. Darum wird das Volumen kleiner. Auch wenn man Goldhirse und Kichererbsen zusammenschüttet füllt die Hirse die Lücken der Kichererbsen aus. Die Kichererbsen sollen den Alkohol darstellen und die Goldhirse das Wasser.
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 haben die 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 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.
Aufgabe
Führe den Veruch selbst durch und berechne den Teilchendurchmesser!
Als man über das Wasser den Bärlappsporen streute, wurde die oberste Schicht des Wassers gelblich. Anschliessend tropften wir 1 Tropfen Ölsäure hinein. Schnell breitete sich dieser Tropfen zu einem grossen Fleck aus. Dieser Fleck hatte ca. die Fläche von 175,5 cm (13 cm x 13.5 cm). Wir liessen einen ml Ölsäure, die 1/1000 verdünnt war mit Leichtbenzin, durch die Bürette hinaustropfen. Ein ml enthielten 53 Tropfen. Wir rechneten wie oben beschrieben den Durchmesser eines Ölsäureteilchen aus.
Ölsäure 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.
Aufgabe
Führe den Veruch selbst durch und berechne den Teilchendurchmesser!
- Messergebnisse
Tropfenzahl von 1 cm3 Lösung: 53 Fläche des Ölflecks: 175.5 cm2 - Rechnung
1 Tropfen entspricht 1/53’000 cm3 reine Ölsäure
Höhe = Volumen / Fläche = 0,000’000’108 cm = 0,000’001’08 mm - Ergebnis
Der Teilchendurchmesser beträgt: 1,08 Millionstel Millimeter
Als man über das Wasser den Bärlappsporen streute, wurde die oberste Schicht des Wassers gelblich. Anschliessend tropften wir 1 Tropfen Ölsäure hinein. Schnell breitete sich dieser Tropfen zu einem grossen Fleck aus. Dieser Fleck hatte ca. die Fläche von 175,5 cm (13 cm x 13.5 cm). Wir liessen einen ml Ölsäure, die 1/1000 verdünnt war mit Leichtbenzin, durch die Bürette hinaustropfen. Ein ml enthielten 53 Tropfen. Wir rechneten wie oben beschrieben den Durchmesser eines Ölsäureteilchen aus.
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.
Das Parfum liegt in einem Schälchen auf dem Tisch. Alle beginnen es zu riechen. Wie funktioniert das?
Die Parfumteilchen sind auch ständig in Bewegung. Sie schweben in der Luft herum und gehen willkürlich in die Nasen der umstehenden.
Das Parfum liegt in einem Schälchen auf dem Tisch. Alle beginnen es zu riechen. Wie funktioniert das?
Die Parfumteilchen sind auch ständig in Bewegung. Sie schweben in der Luft herum und gehen willkürlich in die Nasen der umstehenden.