Was ist eine reine Substanz?
Eine Reinsubstanz bezieht sich auf ein Element oder eine Verbindung, die keine Komponente einer anderen Verbindung oder eines anderen Elements enthält. Reine Substanzen bestehen nur aus einer Art von Atom oder Molekül. Wasserstoffgas und reines Eisen sind Beispiele für reine Substanzen. Wasserstoff besteht nur aus Wasserstoffatomen, während Eisen nur aus Eisenatomen besteht. Beim Mischen von zwei Reinsubstanzen entsteht eine Mischung. Um die beiden zu trennen, wenden Wissenschaftler eine Methode an, die als Filtration bekannt ist. Mischungen können entweder homogen oder heterogen sein. Das Maß, mit dem bestimmt wird, wie rein ein Stoff als Reinheit bezeichnet werden kann. Andere reine Substanzen sind neben Wasserstoff und Eisen Gold, Diamanten, Zucker und Backpulver.
Die Identifizierung einer reinen Substanz
Es gibt vier verschiedene Methoden zur Bestimmung der Reinheit eines Stoffes: Siedepunkte, Schmelzpunkte, elektrische Leitfähigkeit und chemische Reaktionen. Wenn man einen reinen Stoff einer bestimmten Temperaturbedingung aussetzt, sowohl der Umgebung als auch dem Druck, können sie bestimmte Veränderungen erfahren, die einzigartig und erkennbar sind. Reinsubstanzen haben einen bestimmten Siedepunkt und einen bestimmten Schmelzpunkt. In Bezug auf die elektrische Leitfähigkeit muss das in der elektrischen Verkabelung verwendete Kupfer rein sein. Eine Substanz wie reines flüssiges Wasser ist aufgrund des Mangels an Elektrolyten, die die Stromleitung unterstützen, ein sehr schlechter Stromleiter. Bei chemischen Reaktionen bilden Reinsubstanzen immer wieder vorhersehbare Produkte. Weitere Merkmale zur Bestimmung der Reinheit von Substanzen sind der Dampfdruck, der Brechungsindex und die Dichte für Gase, Flüssigkeiten bzw. Feststoffe.
Reinheitsgrad eines Stoffes
Der Reinheitsgrad eines Stoffes ist lediglich ein Maß dafür, inwieweit unreine Stoffe in einem Stoff enthalten sind. Es ist nun offensichtlich, dass eine Veränderung von Merkmalen wie Siedepunkten, wie gering sie auch sein mag, ein Hinweis auf das Vorhandensein einer anderen Substanz in dieser Substanz ist. Substanzen, die die Reinheit einer Substanz beeinträchtigen, werden als Verunreinigungen bezeichnet. Wasser hat beispielsweise einen Siedepunkt von 100 ° C und einen Schmelzpunkt von 0 ° C. Jede Änderung dieser Werte zeigt das Vorhandensein einer Verunreinigung an. Der Schmelzpunkt eines Stoffes sollte immer seinem Gefrierpunkt entsprechen. Bei Abweichungen sollten Verunreinigungen vermutet werden. Die Schmelz- und Siedepunkte von Reinsubstanzen sind immer scharf.
Auswirkungen von Verunreinigungen auf Reinsubstanzen
Es gibt vier Eigenschaften, die Verunreinigungen auf Reinsubstanzen ausstrahlen. Die Eigenschaften werden zusammenfassend als kolligative Eigenschaften bezeichnet. Verunreinigungen erhöhen den Siedepunkt einer Substanz, senken ihren Gefrierpunkt, senken den Dampfdruck oder bewirken, dass ihre Flüssigkeit einen osmotischeren Druck ausübt. Beim Mischen mit anderen Substanzen sinkt der Gefrierpunkt des Wassers. Dieses Prinzip hilft, verschiedene Substanzen bei Temperaturen zu kühlen, die unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegen. Eine weitere Anwendung des Phänomens der Verunreinigungen sind Gebiete, in denen im Winter sehr niedrige Temperaturen herrschen. Auf Straßen werden Salze ausgebreitet, um das Schmelzen des Eises zu erhöhen. Darüber hinaus können Meere aufgrund ihrer Salzigkeit nicht gefrieren, selbst wenn andere Gewässer aufgrund sehr niedriger Temperaturen gefrieren. Daher ist die Kenntnis der reinen Substanz für die Thermodynamik, chemische Reaktionen und das typische Alltagsleben von entscheidender Bedeutung.
