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Stoff (Chemie)
Stoff Reinstoff Gemisch Element Verbindung Lösung Dispersion (auch Kolloid) Aerosol disperse Flüssigkeit disperser. Als Chemikalien werden Stoffe bezeichnet, …
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Grundbegriff und Einteilung
Ein Stoff bezeichnet in der Chemie eine Substanz, in der Technik auch ein Material. In Philosophie und Physik gelten Stoffe als eine Erscheinungsform der Materie.
Die Chemie teilt Stoffe in Reinstoffe und Gemische ein. Reinstoffe bestehen aus einem Element oder einer chemischen Verbindung. Beispiele sind Wasser, Kochsalz beziehungsweise Natriumchlorid, Eisen und Alkohol beziehungsweise Ethanol. Gemische, auch Zubereitungen genannt, enthalten mehrere Stoffe. Beispiele dafür sind Luft, Salzsäure und Kalilauge.
Gemische können homogen oder heterogen sein. Zu den dargestellten Gemischtypen gehören Lösungen und Dispersionen, die auch Kolloide genannt werden. Bei Dispersionen unterscheidet das Schema unter anderem Aerosole, disperse Flüssigkeiten und disperse Feststoffe. Beispiele dieser Formen sind Nebel, Rauch, Schaum, Emulsion und Suspension.
Eigenschaften und Aufbau
Jede Stoffportion besitzt eine Masse, nimmt ein Volumen ein und besitzt Energie. Ein Körper aus demselben Stoff kann unterschiedliche Formen haben: Eisen kann beispielsweise als Draht, Pulver, Blech, Kugeln oder Wolle vorliegen. Die Form allein bestimmt daher nicht, um welchen Stoff es sich handelt.
Stoffe sind regelmäßig beschaffen. Ihre kleinsten Teilchen können Atome, Moleküle oder die zugehörigen Ionen sein. Daneben gibt es aggregierte Systeme wie Cluster, „Riesenmoleküle“ oder Formeleinheiten.
Chemische Stoffe werden durch charakteristische Eigenschaften beschrieben. Zu den physikalischen Eigenschaften gehören Dichte, Schmelzpunkt und elektrische Leitfähigkeit. Chemische Eigenschaften umfassen beispielsweise Gefahrstoffeigenschaften. Solche Merkmale helfen dabei, Stoffe zu erkennen, zu unterscheiden und zu beschreiben.
Reaktionen und Analyse
Bei einer chemischen Reaktion wird ein Stoff in einen oder mehrere andere Stoffe umgewandelt. Dieser Vorgang kann durch ein Reaktionsschema dargestellt werden.
Ob ein bestimmter Stoff vorhanden ist, wird durch Nachweisreaktionen geprüft. Dabei handelt es sich um qualitative Verfahren: Sie zeigen, welcher Stoff vorhanden ist, bestimmen aber nicht unbedingt seine Menge. Besonders die qualitativ-anorganische Chemie beschreibt anschauliche und methodische Nachweisreaktionen für Anionen und Kationen, also negativ beziehungsweise positiv geladene Ionen.
Die Menge eines Stoffes wird mit modernen instrumentellen Analysemethoden bestimmt. Dieser Bereich heißt instrumentelle Analytik.
Rechtliche Bedeutung
Das Chemikalienrecht der Europäischen Union verwendet die Begriffe anders als die Chemiewissenschaft und die technische Praxis. Chemisch ist „Stoff“ der Oberbegriff für Reinstoffe und Gemische. Im EU-Recht bezeichnet „Stoff“ dagegen grundsätzlich nur einen Reinstoff, also ein Element oder eine chemische Verbindung. Ein aus mehreren Stoffen bestehendes Material hieß rechtlich „Zubereitung“ und wird seit 2008 sowie bei der GHS-Gefahrstoffkennzeichnung spätestens seit 2015 als „Gemisch“ bezeichnet.
Diese abweichende Legaldefinition erklärt die unterschiedlichen Übergangsfristen bei der Einführung des GHS: Für „Stoffe“ war die frühere EU-Gefahrstoffkennzeichnung bis zum 1. Dezember 2012 erlaubt, für „Zubereitungen“ bis zum 1. Juni 2015. Ohne die besondere rechtliche Bedeutung des Wortes „Stoff“ wären diese unterschiedlichen Termine nicht verständlich.
Aus praktischen Gründen akzeptiert das EU-Recht bei einem rechtlichen „Stoff“ bestimmte Zusatzstoffe und Verunreinigungen. Sie führen nicht automatisch dazu, dass der Stoff als unrein oder als Gemisch eingeordnet wird. Auch die Schweizer Chemikalienverordnung unterscheidet zwischen „Stoff“ und „Zubereitung“.
Weitere Bezeichnungen
Historisch wurden Stoffe auch als „Chemische Körper“ bezeichnet. Solche Körper bestehen im Unterschied zu Gemischen nur aus einem Element oder einer chemischen Verbindung.
Gefahrstoffe sind Stoffe, von denen besondere Gefahren ausgehen können. Sie können beispielsweise brennbar, explosiv oder giftig sein. Als Chemikalien bezeichnet man Stoffe, die in einem Chemielabor oder in der chemischen Industrie eingesetzt oder hergestellt werden.