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Stoffgemisch
Unter einem Gemisch (Stoffgemisch) versteht man einen Stoff, der aus mindestens zwei Reinstoffen besteht. Ein Gemisch aus zwei Bestandteilen wird binäres Gemisch (mitunter auch binäres System) genannt, Gemische aus drei Bestandteilen ternäres Gemisch.
Von einem Gemenge spricht man meist bei granularen (Haufwerk, Schüttgut) oder lebenden Komponenten (Samen), die sich nur miteinander vermengen, aber nicht homogen mischen können, ohne abzusterben oder funktionsunfähig zu werden.
In manchen Zusammenhängen spricht man von einem Konglomerat.
Arten von Gemischen
Nach dem Grad der Vermischung
Grundsätzlich lassen sich Gemische in zwei Gruppen einteilen:
- Homogene Gemische sind auf molekularer Ebene vermischte Reinstoffe.
- Heterogene Gemische sind nicht vollendet vermischt, da die Reinstoffe in klar abgegrenzten Phasen vorliegen. Heterogene Gemische (bspw. Dispersionen) sind mehrphasig.
Kolloide sind eine Zwischenform homogener und heterogener Gemische. Beispielsweise ist bei einer kolloidalen Suspension der Feststoff in sehr kleinen Teilchen (typischerweise im Nanometer-Bereich) in der Flüssigkeit verteilt. Deshalb ist das Gemisch heterogen (es enthält mehrere Phasen), es verhält sich aber annähernd wie eine homogene Lösung.
Nach dem Aggregatzustand der vermischten Stoffe
Bei der Vermischung zweier Stoffe in je drei möglichen Aggregatzuständen ergeben sich neun Kombinationen, wobei teilweise noch verschiedene Ausprägungen vorkommen (rot = homogen, gelb = heterogen):
fest | flüssig | gasförmig | |
in fest | Legierung, wie Bronze | Tonminerale | leerer Schwamm, Hartschaum |
Gemenge i. e. S., wie Granit | |||
Haufwerk, wie Kies | |||
in flüssig | Lösung, wie Sole | Lösung, wie Wein | Lösung, wie Sodawasser |
Suspension, wie Blut | Emulsion, wie Milch | Schaum | |
in gasförmig | Aerosol (Oberbegriff) | Gasgemisch | |
Rauch, Staub, wie Zigarettenrauch | Dampf, Nebel |
Nach dem Aggregatzustand des Gemischs
Homogene Gemische, aber auch manche heterogenen Gemische haben einen bestimmten Aggregatzustand (fest, flüssig oder gasförmig). Beispielsweise sind Lösungen in der Regel flüssig (unabhängig davon, ob der im Lösungsmittel gelöste Stoff vor der Vermischung fest, flüssig oder gasförmig war).
- Beispiele für Feststoffgemische in der Natur sind Dolomit und Granit. Granit ist ein Gemisch aus Quarz, Feldspat, Glimmer und Hornblende.
- Ein Beispiel für flüssige Gemische in der Natur ist Lava. Ein Molotowcocktail ist ein künstliches flüssiges Gemisch aus Benzin und weißem Phosphor. In der Getränkeindustrie nennt man Getränkemischungen häufig Verschnitt.
- Das bekannteste gasförmige Gemisch ist die Luft. Dieses Gasgemisch besteht unter anderem aus Stickstoff und Sauerstoff.
Physikalische Chemie
In der Mischung sind die Ausgangsstoffe unverändert enthalten. Die Ausgangsstoffe werden dabei oft unkenntlich, weil die Mischung andere physikalische Eigenschaften aufweist als jeder isolierte Ausgangsstoff. Beim Mischen entsteht meist kein neuer Stoff. So ist Zement zunächst ein Gemisch, das sich aber nach Zugabe von Wasser chemisch verändert. Die spezifischen Eigenschaften wie zum Beispiel Dichte, Siedepunkt oder Farbe sind vom Mischungsverhältnis (Massenverhältnis) der Komponenten abhängig.
Will man Gemische in ihre Reinstoffe auftrennen, so nutzt man die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften aus. Daraus ergibt sich die Auswahl der jeweiligen Trennmethode.
Verfahrenstechnik
Makrovermischung und Mikrovermischung
In der chemischen Reaktionstechnik unterscheidet man den Zustand der Vermischung der Reaktionsmasse in einem Reaktor:
- Makrovermischung: das ist alles, was man 'mit dem bloßen Auge erkennen könnte', die Makrovermischung im Reaktor wird charakterisiert durch das Verweilzeitspektrum, das z. B. experimentell durch 'Tracermessungen' erhalten werden kann.
- Mikrovermischung: diese ist ein Charakteristikum des Fluids:
- vollständige Mikrovermischung = molekulardisperses Fluid (Beispiel: Kochsalzlösung)
- vollständige 'Nichtmikrovermischung' = vollständige Segregation = Fluid mit einer Dispersion mikroskopisch kleiner abgeschlossener Fluidelemente (Beispiel: Milch/Emulsion).
Im Englischen und auch bei einigen deutschen Schulen ist die Begriffsdefinition etwas verschieden: engl. macromixing und macrofluid = segregiertes Fluid; micromixing und microfluid = molekulardisperses Fluid. Für den Begriff 'Makrovermischung', wie er im vorliegenden definiert wurde, wird dann 'contacting pattern' verwendet.
Maßbegriffe von Gemischen
Anteil, Konzentration oder Gehalt ist der materielle Anteil eines Stoffes an einem Gemisch in Bezug auf Masse, Volumen oder Stoffmenge:
- Massenanteil, Volumenanteil, Stoffmengenanteil
- Volumenkonzentration, Massenkonzentration, Stoffmengenkonzentration
- Molalität
Konkrete Beispiele:
- Salzgehalt, Salinität
Begriffe in der Gesetzgebung
In der Gesetzgebung zum Gefahrstoffrecht werden für Reinstoffe und Gemische andere Bezeichnungen verwendet als in der Chemie.
- Der Gesetzgeber verwendet die Bezeichnung Stoff für chemische Reinstoffe (Verbindungen oder Elemente), während sie in der Chemie als Oberbegriff für alle Stoffe gilt.
- Gemische wurden in der EU vom Gesetzgeber früher Zubereitung genannt; diese Bezeichnung war auch nach Einführung des GHS noch bis 1. Juni 2015 erlaubt. Seither wird auch im Gefahrstoffrecht – wie in der Chemie – nur noch die Bezeichnung Gemisch verwendet. Im Gegensatz zur EU wird in der Schweizer Chemikalienverordnung weiterhin der Begriff Zubereitung verwendet.
Siehe auch
- Kategorie:Stoffgemisch - Artikel in der deutschen Wikipedia
- Gemisch - Artikel in der deutschen Wikipedia
- Isomerengemisch - Artikel in der deutschen Wikipedia – in der Chemie eine Mischung von mindestens zwei verschiedenen isomeren Stoffen
- Stereoisomerengemisch - Artikel in der deutschen Wikipedia – in der Chemie eine Mischung von zwei oder mehr verschiedenen stereoisomeren Stoffen
- Mischphase - Artikel in der deutschen Wikipedia (Thermodynamik) – eine homogene Phase, welche aus mehreren Stoffen besteht
- Mischungsaufgabe - Artikel in der deutschen Wikipedia – eine mathematische Problemstellung
Literatur
- Herder-Lexikon Geologie und Mineralogie. Verlag Herder, Freiburg im Breisgau 1972, ISBN 3-451-16452-3.
Weblinks

Dieser Artikel basiert auf einer für AnthroWiki adaptierten Fassung des Artikels Stoffgemisch aus der freien Enzyklopädie de.wikipedia.org und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |