Erklären

Beispiel

Aufgabe: Erkläre, warum beim Mischen von 50 ml Wasser mit 50 ml Ethanol (umgangssprachlich Alkohol) nur 96 ml und nicht 100 ml Flüssigkeit entstehen!
Erklärung:
Die beobachtete Erscheinung kann mit dem Teilchenmodell erklärt werden.
Die Teilchen der gemischten Stoffe sind unterschiedlich groß. „Wasserteilchen“, also Wassermoleküle sind viel kleiner als „Ethanolteilchen“ (Ethanolmoleküle). Wassermoleküle bestehen nur aus 3 verbundenen Atomen, Ethanolmoleküle dagegen aus 9 Atomen, sind demnach größer. Diese Darstellung berücksichtig allerdings nicht die unterschiedliche Größe verschiedener Atome.

Stellt man sich die Teilchen insgesamt als Kugeln vor, befinden sich zwischen den Ethanolteilchen große Zwischenräume. In diese Zwischenräume können sich die kleineren Wasserteilchen einlagern. Das Volumen des Stoffgemisches ist kleiner als die rechnerische Summe der Volumina der einzelnen Flüssigkeiten. (Auch die anziehenden Kräfte zwischen den Teilchen bewirken eine Verringerung des Volumens).

In einem Modellexperiment mit Erbsen (große Teilchen) und Reis, oder Senfkörnern (kleinere Teilchen) kann man diese Erklärung veranschaulichen.

Es werden genau 50 ml Erbsen und 50 ml Senfkörner abgemessen. Anschließend mischt man beide und füllt sie erneut in einen Standzylinder.
Die kleineren Reiskörner lagern sich zwischen die Erbsen ein. Der Raum zwischen den Erbsen wird dadurch besser ausgefüllt. Das Gesamtvolumen des Gemisches ist deshalb kleiner als die Summe der Einzelvolumen der Menge von Erbsen und Reiskörnern.