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Wie verhalten sich Gase beim erwärmen? - Wissenswertes

Im Chemieunterricht wird immer wieder experimentiert, um das Verhalten von Stoffen zu ermitteln. Dabei können zum Beispiel Gase betrachtet und Veränderungen beim Erwärmen dokumentiert werden. Allerdings ist nicht jedes Experiment ungefährlich und daher nur wenige für den Schulalltag geeignet.

Experimente im Chemieunterricht.
Experimente im Chemieunterricht.

Was sind Gase?

  • In der Chemie geht man von drei Arten der Körper aus: fest, flüssig und gasförmig.
  • Ein Stoff kann seine Zustandsform ändern, indem er von außen dazu angeregt wird. Man sagt dann, er ändert seinen Aggregatzustand.
  • Auf molekularer Ebene geschieht bei diesem Verhalten folgendes: Der Stoff besteht aus Teilchen und diese sind bei einem festen Körper sehr nah beieinander. Folgt eine Aggregatänderung zur Flüssigkeit, haben diese Teilchen nun viel mehr Platz. Gase bieten den meisten Abstand und die Teilchen bewegen sich mit großer Geschwindigkeit frei voneinander.
  • Da gasförmige Stoffe mehr Raum benötigen, nimmt die gleiche Menge an Teilchen den tausendfachen Platz im Vergleich zu einer Flüssigkeit mit derselben Teilchenanzahl ein.
  • Am häufigsten wird ein Wechsel des Aggregatzustandes durch Erwärmen erzielt. Es ist ein typisches Verhalten, dass feste Körper ab einer bestimmten Temperatur flüssig und die Flüssigkeit bei weiterer Erwärmung gasförmig wird. Doch was passiert, wenn man Gase noch weiter erwärmt?


Ihr Verhalten beim direkten Erwärmen

  • Setzt man gasförmige Stoffe einer Hitzequelle aus, vergrößern sie ihr Volumen weiter. Dabei steigt jedoch auch der Druck.
  • Da bei jeder Erwärmung dem Stoff Energie zugeführt wird, kann es zu verschiedenen chemischen Reaktionen kommen. 
  • Aufgrund der Tatsache, dass die Teilchen der Gase kaum mehr miteinander verbunden sind, kann die weitere Ausdehnung in einer Explosion enden. Ein häufig hier eingesetztes Nachweisexperiment ist die Knallgasprobe. Im Schulunterricht wird so Wasserstoff nachgewiesen.
  • Das Gas wird in ein Reagenzglas gefüllt und dann über dem Bunsenbrenner erwärmt. Bei reinem Wasserstoff kommt es beim Erwärmen nur zu einer Volumenausdehnung mit einem schwachen Verpuffungsgeräusch. Handelt es sich aber um ein Sauerstoff-Wasserstoff-Gemisch, ist der Knall deutlich hörbar.
  • Die Knallgasprobe funktioniert allerdings auch mit anderen Gasen, zum Beispiel mit Methan.
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