Reinstoff und Gemisch

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Gelöster oder gasförmig vorliegender Stoff tritt grundsätzlich als (homogenes) Gemisch und nicht als Reinstoff auf (siehe Abbildung 6.6 unten), weil selbst elementare Quanten im allgemeinen miteinander assoziieren und damit in einem Umwandlungsgleichgewicht stehen (Beispiel: elementarer und molekularer Sauerstoff in mehreren Assoziationsstufen).

Von allen Systemen der Wärmelehre ist das Ideale Gas das „bunteste“ Gemisch, weil seine Eigenschaft nur von der Zahl der Stoffquanten, nicht aber von deren Eigenschaften abhängt und es damit beliebige Elemente oder Verbindungen enthalten kann. Zugleich ist es das einzige System, bei dem kein Umwandlunsgleichgewicht herrscht, und deswegen ohne chemisches und thermisches Pensum bleibt.

Umgekehrt tritt bei Lösungen und Gasen ein thermisches Pensum nicht ohne chemisches Pensum auf. Selbst das Lösungsmittel (Solvens) Wasser geht mit sich selbst „in Lösung“ und verweist mit seinem veränderlichen pH-Wert auf die grundsätzliche Existenz auch eines chemischen Pensums.

Gemische aus chemisch inerten Elementen oder Verbindungen bilden entsprechend viele voneinander unabhängige chemische Gleichgewichte aus, was mit der bekannten Summenbildung über mehrere chemische Pensa in der gibbsschen Fundamentalform zum Ausdruck kommt. Dabei werden chemische Gleichgewichte indiziert, an denen jeweils mehrere chemische Komponenten beteiligt sind, und nicht etwa hinzugefügte bzw. entfernte Portionen einzelner chemischer Komponenten.

 

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Abbildung 6.7: Gasgemische und Lösungen als homogene Gemische in der Taxonomie stofflicher Repräsentanten