Stoffe mit ihren Eigenschaften identifizieren

Stoffeigenschaften ermöglichen es uns, genau zu sagen, um welchen Stoff es sich handelt. Eine Möglichkeit ist, zwei Stoffe voneinander unterscheiden zu wollen. Dies ist oft gar nicht so schwierig. Aber wenn man nicht weiß, um welchen Stoff es sich handelt, muss man zunächst seine Eigenschaften ermitteln und diese dann mit einer Sammlung zum Beispiel in einer Tabelle vergleichen. Ein Beispiel, das du vielleicht schon aus dem Chemieunterricht kennst, ist die Unterscheidung von Eisen und Schwefel. An diesen beiden Elementen wollen wir uns nun ansehen, wie eine Kombination aus Eigenschaften eine Identifikation ermöglicht.

Eine Stoffeigenschaft ist nicht genug - erst die Kombination macht es möglich.

Farbe

Schwefel ist gelb. Eisen ist grau. Aber auch viele andere Stoffe können diese Farben haben...

Aggregatzustand

Beide Stoffe sind bei Raumtemperatur fest. Das hilft also erstmal auch nicht weiter.

Form

Schwefel ist pulvrig oder liegt in Klumpen vor, die leicht zerbröseln. Eisen hingegen kann in vielen Formen vorliegen: als Späne, als Pulver, als Nagel, als Platte...

Magnetismus

Schwefel ist nicht magnetisch, Eisen hingegen schon.

Dichte

Landläufig sagt man, Eisen sei "schwerer" als Schwefel, doch gemeint ist die Dichte: Wie schwer ist ein bestimmtes Volumen eines Stoffes? Teilt man die Masse eines Stoffes durch sein Volumen, erhält man die Dichte (Dichte ρ = Masse m / Volumen V). Diese wird in der Einheit g/cm³ angegeben. Die Dichte von Eisen beträgt ρ (Fe) = 7,874 g/cm³. Die Dichte von Schwefel hingegen beträgt ρ (S) = 2,07 g/cm³. Diese Werte sind viel spezifischer als die Eigenschaften, die wir bisher betrachtet haben.

Schmelztemperatur und Siedetemperatur

Eine der wichtigsten Eigenschaften, wenn man wissen möchte, um welchen Stoff es sich handelt, sind Schmelz- und Siedepunkte. Diese sind abhängig von den Bedingungen, unter denen man sie ermittelt, zum Beispiel dem Luftdruck. Deswegen ist es wichtig, immer anzugeben, unter welchen Bedingungen der Versuch durchgeführt wurde. Führst du einen Versuch im Chemieraum durch, herrschen fast überall "Standardbedingungen". Eine Ausnahme bilden Schulen die sehr hoch gelegen sind, zum Beispiel in den Alpen. Dort ist der Luftdruck eventuell geringer. Die Schmelztemperatur von Eisen beträgt 1538 °C, seine Siedetemperatur 3000 °C. Für Schwefel liegt die Schmelztemperatur bei 115 °C, die Siedetemperatur bei 445 °C. Auch diese genauen Werte sind hilfreich.

Reaktionsverhalten

Hat man einen Verdacht und möchte beweisen, dass es sich um einen bestimmten Stoff handelt, kann man sogenannte Nachweisreaktionen durchführen. Nachweisreaktionen bezeichnen chemische Reaktionen, die nur bestimmte Stoffe eingehen. Diese fallen allerdings unter einen anderen Bereich des Chemiebuchs.