Zustandsformen der Materie, Phasen, Lösungen und heterogene Systeme
Wie Teilchenbewegung und zwischenmolekulare Kräfte bestimmen, ob ein Stoff gasförmig, flüssig, fest oder gelöst vorliegt, und was beim Lösen und bei Phasenübergängen energetisch geschieht.
Ob Ethanol verdunstet, Kochsalz sich in Wasser löst oder ein Arzneistoff in zwei verschiedenen Kristallformen auftritt, hängt von einem Wechselspiel ab: Die thermische Bewegung treibt die Teilchen auseinander, zwischenmolekulare Kräfte und Ionenbeziehungen halten sie zusammen. Was die Bindungslehre über einzelne Teilchen und ihre Wechselwirkungen sagt, wird hier auf ganze Stoffportionen übertragen. Zugleich bereitet das Thema die Thermodynamik vor, denn jede Zustandsänderung ist mit einem Energieumsatz verbunden.
Der Weg führt von den Aggregatzuständen und ihren Umwandlungen zu den Lösungen: Warum löst sich ein Stoff überhaupt, welche Energiebeiträge entscheiden darüber, und welche Eigenschaften einer Lösung hängen allein von der Zahl gelöster Teilchen ab? Zerfällt der gelöste Stoff in Ionen, kommen Dissoziation, Ionenstärke und Leitfähigkeit hinzu. Am Ende steht der Blick auf ganze Phasensysteme, vom Zustandsdiagramm des Wassers bis zum Siedeverhalten von Flüssigkeitsgemischen.
In der Pharmazie begegnet dir all das sehr praktisch: bei der Wahl eines geeigneten Lösungsmittels, bei physiologischen Elektrolyt- und Infusionslösungen und bei der Reinigung von Flüssigkeiten durch Destillation. Direkt anschließen lassen sich die chemische Thermodynamik und die Gleichgewichte in wässriger Lösung.
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