Chemie Grundlagen

Stoffgemisch

Was ist ein Stoffgemisch und wie sieht der Unterschied zu einem Reinstoff aus? In diesem Beitrag beantworten wir diese Fragen und geben dir einige Beispiele.

Du willst den Inhalt dieses Beitrages kurz und verständlich präsentiert bekommen? Dann schau dir gerne unser Video  zum Thema an.

Inhaltsübersicht

Stoffgemisch einfach erklärt

Ein Stoffgemisch, auch nur Gemisch genannt, besteht aus mindestens zwei Reinstoffen. Ein Reinstoff ist dabei ein Stoff, der nur aus einer chemischen Verbindung oder einem chemischen Element zusammengesetzt ist.

Merke

Du kannst die Stoffgemische in mehrere Arten unterteilen. Je nach Grad der Vermischung kannst du zwischen homogenen, heterogenen und kolloidalen Gemischen unterscheiden. Außerdem lassen sie sich auch nach dem Aggregatzustand des Stoffgemischs und der Aggregatzustände der einzelnen vermischten Stoffe aufteilen.

Wenn sich granulare Feststoffe miteinander vermengen, ohne sich jedoch homogen zu mischen, spricht man von einem Gemenge.

Um Stoffgemische in ihre einzelnen Reinstoffe aufzutrennen, existieren zahlreiche Methoden. Du hast beispielsweise bestimmt schon einmal etwas von Zentrifugation, Filtration oder einer Chromatigraphie gehört.

Reinstoff und Stoffgemisch

Du kannst dir einen Reinstoff als einen Stoff aus nur einer chemischen Verbindung oder einem Element vorstellen. Beispiele für reine chemische Elemente sind reines Silber, Magnesium oder Sauerstoff. Reine chemische Verbindungen sind zum Beispiel reines Kohlenstoffdioxid oder Natriumchlorid.

Da ein Reinstoff, wie der Name schon sagt, immer aus reinen Elementen/Verbindungen bestehen muss, kommt er in der Natur eher selten vor. Die meisten dir bekannten Stoffe sind im Prinzip Stoffgemische (Luft, Milch, …).

Grad der Vermischung

Eine Art, ein Stoffgemisch zu untergliedern, ist nach dem Grad seiner Vermischung. Je stärker sich die Reinstoffe dabei vermischen, desto schwerer ist es, sie wieder aus dem Stoffgemisch zurückzugewinnen.

Grad der Vermischung
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Grad der Vermischung

Homogene Stoffgemische

Ein homogenes Stoffgemisch besteht aus Reinstoffen, die sich molekular vermischt haben. Es ist sozusagen die „stärkste“ Form eines Gemischs. Der Begriff „homogen“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie „gleich“ oder „gleichartig„.

Innerhalb der Chemie oder der Physik ist ein System homogen, wenn in ihm nur eine Phase auftritt. Wichtig ist hierbei, dass innerhalb des Gemischs auch verschiedene Elemente oder Verbindungen auftreten können. Sie müssen lediglich zu jeder Bedingung (Temperatur, Druck, …) in dem selben Aggregatzustand auftreten.

Heterogene Stoffgemische

Du kannst ein heterogenes Stoffgemisch als das Gegenteil eines homogenen Gemischs ansehen. Das Wort „heterogen“ bedeutet im Griechischen „verschieden“ oder „verschiedenartig„.

Heterogene Stoffgemische sind Systeme, die aus mehreren Phasen bestehen. Diese können aber auch in dem gleichen Aggregatzustand vorliegen.
Du kannst bei heterogenen Gemischen sogar manchmal noch die einzelnen Bestandteile mit dem Auge unterscheiden.

In manchen Fällen kannst du ein heterogenes Stoffgemisch auch als eine Dispersion bezeichnen. In ihr sind ein oder mehrere Stoffe fein verteilt in einem anderen kontinuierlichen Stoff, dem Dispersionsmedium/Dispersionsmittel.

Kolloidale Stoffgemische

Du kannst dir ein kolloidales Stoffgemisch als eine Zwischenform der homogenen und heterogenen Stoffgemische vorstellen. Es besteht aus sehr kleinen Teilchen, den sogenannten Kolloiden. Diese haben meistens eine Größe im Nanometerbereich.

Die Kolloide sind in einem Dispersionsmittel fein verteilt. Da sie extrem klein sind, verhält sich das kolloidale Stoffgemisch wie eine homogene Lösung. Da es aber trotzdem mehrere Phasen enthalten kann, ist es im Grunde auch eine heterogene Lösung.

Aggregatzustand des Stoffgemischs

Je nachdem, in welchem Aggregatzustand (fest, flüssig, gasförmig) ein Stoffgemisch vorliegt, kannst du in drei Arten unterteilen.

Ein Feststoffgemisch liegt im festen Aggregatzustand vor. Das kann zum Beispiel ein Gemenge wie Granit sein. Ein flüssiges Gemisch wie zum Beispiel Milch liegt in flüssigem Aggregatzustand vor. Ein gasförmiges Gemisch (Luft, …) liegt in der gasförmigen Phase vor.

Aggregatzustand der vermischten Stoffe

Du kannst ein Stoffgemisch nicht nur nach dem Grad der Vermischung oder dem Aggregatzustand der Endprodukte, sondern auch nach dem Aggregatzustand der vermischten Stoffe unterscheiden.

Nehmen wir dazu als Beispiel zwei Stoffe. Bei drei möglichen Aggregatzuständen ergeben sich dabei 3^3=9 Kombinationen. Außerdem kannst du diese nochmals in homogene und heterogene Stoffgemische einteilen.
In der folgenden Tabelle siehst du die möglichen Kombinationen der Aggregatzustände mit einigen Beispielen:

  homogen heterogen
fest in fest Legierung (z.B. Bronze) Gemenge (z.B. Granit)
Haufwerk (z.B. Kies)
fest in flüssig Lösung (z.B. Sole) Suspension (z.B. Blut/Schlammwasser)
fest in gasförmig Aerosol
Rauch, Staub
flüssig in fest Tonminerale
flüssig in flüssig Lösung (z.B. Wein)
Emulsion (z.B. Milch)
flüssig in gasförmig Dampf, Nebel
gasförmig in fest Hartschaum
gasförmig in flüssig Lösung (z.B. Sodawasser)
Schaum
gasförmig in gasförmig Gasgemisch

Stoffgemische trennen

Zur Trennung von Stoffgemischen existieren zahlreiche Trennverfahren. Durch sie kannst du die ursprünglichen Reinstoffe gewinnen, um diese zu untersuchen oder anderweitig zu verwenden.

Grundsätzlich kannst du die Methoden in thermische und mechanische Trennverfahren unterteilen.

Thermische Verfahren sind zum Beispiel Adsorption , Absorption oder Destillation. Besonders durch die Destillation kannst du Lösungen sehr gut auftrennen.

Beispielhafte mechanische Trennverfahren sind Filtration (v.a. für Suspensionen), Abscheiden (v.a. für Emulsionen) und Zentrifugation.

%bild Emulsion

Stoffgemische Beispiele

Nachfolgend geben wir dir noch einige Beispiele für wichtige Stoffgemische.

  • Legierung: Eine Legierung ist ein homogenes Stoffgemisch aus mindestens zwei festen Elementen. Mindestens eine dieser Komponenten muss ein Metall sein, damit sich die typischen metallischen Bindungen ausbilden können. Manche Legierungen können auch auf mikroskopischer Ebene heterogen sein. Diese Legierungen gehören dann zu den kolloidalen Stoffgemischen.
  • Milch: Milch ist eine sogenannte Emulsion. Bei ihr sind zwei flüssige Ausgangsstoffe heterogen verbunden. Diese Ausgangsstoffe sind Öltröpfchen, die von Wasser umhüllt sind. Da diese Öltröpfchen extrem klein sind, kannst du Milch auch zu den kolloidalen Stoffgemischen zählen.
  • Hartschaum: Ein Hartschaum ist ein sehr fester Schaum, der aus kleinen Gasbläschen besteht, die durch Wände in festem Aggregatzustand getrennt sind. Sie sind in manchen Fällen elastisch verformbar (Topfschwamm), manchmal aber auch plastisch verformbar (Hartschaumplatte).

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