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Eine Stoffeigenschaft ist charakteristisch und spezifisch für einen Reinstoff oder ein Stoffgemisch. Unter Normalbedingungen ist jeder Reinstoff durch eine einzigartige Kombination von Eigenschaften identifizierbar. In Stoffgemischen überlagern sich hingegen die Eigenschaften der Komponenten oder bilden gänzlich neue aus. Die Eigenschaften können mit den Sinnen wahrgenommen werden (z. B. Farbe, Geruch) oder sind durch Messungen als Größe quantifizierbar (z. B. die Dichte eines Stoffes).
Eine stoffeigene Größe ist die Kombination aus Zahlenwert und Maßeinheit. Intensive Zustandsgrößen (molare und spezifische) werden auch als Stoffkonstanten oder Materialkonstanten bezeichnet. Extensive Größen sind hingegen die mengen- bzw. massebezogenen Gegenstücke.
Hingegen bezeichnen Werkstoffe im Allgemeinen Stoffgemische, bei denen der Syntheseweg oder das Fertigungsverfahren einen entscheidenden Einfluss auf die Stoffeigenschaften haben.
Physikalische Stoffeigenschaften sind experimentell bestimmbar. Quantifizierbar sind sie durch Messungen der zugrunde liegenden physikalischen Größen. Bei der Messung wird eine physikalische Eigenschaft des Messobjekts, im Unterschied zu den chemischen Eigenschaften, nicht verändert.[1]
Zu den Stoffeigenschaften aus den physikalischen Teilgebieten gehören:[2]
Thermodynamik | Mechanik | Elektrodynamik | Optik und Akustik |
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Chemische Stoffeigenschaften sind experimentell bestimmbar. Quantifizierbar sind sie durch Messungen der zugrunde liegenden chemischen Größen bei einer chemischen Reaktion des entsprechenden Stoffes, z. B. mit einem anderen, Zersetzung oder Umlagerung. Deshalb muss bei der Bestimmung von chemischen Stoffeigenschaften das Messobjekt(Stoff) verändert werden, im Unterschied zur Untersuchung seiner physikalischen Eigenschaften.[3]
Zu den chemischen Stoffeigenschaften gehören:
Unter physiologischen Eigenschaften versteht man physikalische und chemische Stoffeigenschaften unter dem Aspekt der Wahrnehmbarkeit oder der Auswirkungen auf die Umgebung.
Zu den physiologischen Stoffeigenschaften gehören:
Ein Werkstoff ist in der Regel ein Stoffgemisch, in dem die einzelnen Stoffeigenschaften kombiniert werden oder gänzlich neuen Werkstoffeigenschaften und Werkstoffkennwerten resultieren. Beispielsweise ist Stahl viel härter als Eisen und für Werkzeuge vielerlei Art geeignet. Glas wird durch Flussmittel besser schmelzbar und chemisch stabil, was für Gefäße und transparente Fenster usw. von Bedeutung ist. Diese Werkstoffeigenschaften sind stark von der Synthese und Fertigungsverfahren abhängig und gehören zu dem zentralen Forschungsgebiet der Werkstoffkunde.[4]
Unter Nutzung unterschiedlicher Stoffeigenschaften lassen sich Stoffgemische in ihre Einzelkomponenten auftrennen. Technisch einfach ist die Trennung durch unterschiedliche Aggregatszustände einzelner Komponenten in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen (Stofftrennverfahren, Separationstechnik):
Um ein im Arzneimittel- oder Chemielabor neu hergestelltes Präparat, einen chemischen Stoff näher zu charakterisieren und seine Reinheit und Qualität zu kontrollieren, untersucht man dessen Eigenschaften. Oft werden zur Qualitätskontrolle chemischer und pharmazeutischer Produkte hochentwickelte Analysetechniken eingesetzt, so z. B. die NMR-Spektroskopie.
Zur Identifikation von organischen Stoffen in der industriellen Wareneingangskontrolle wird oft das Infrarotspektrum (IR-Spektrum) aufgenommen und mit dem IR-Referenzspektrum eines Standards verglichen. Wenn die IR-Spektren – vor allem in Fingerprint-Bereich[5] – identisch sind, ist das ein sehr guter Identitätsbeweis.
In der Analytik werden Stoffe in einer unbekannten Probe anhand ihrer Stoffeigenschaften identifiziert und klassifiziert. Bestimmte Eigenschaften charakterisieren auch bestimmte Stoffgruppen wie z. B. die Stoffklassen der Metalle, Salze, Edelgase, Halogene oder organische Stoffe:
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