Naturwissenschaften

Was ist der Unterschied zwischen einer physikalischen und einer chemischen Veränderung?

Kurze Antwort

Bei einer physikalischen Veränderung ändern sich Form oder Aggregatzustand, der Stoff bleibt gleich (Eis schmilzt). Bei einer chemischen Veränderung entstehen neue Stoffe (Holz verbrennt).

9–14 JahreWeiterführende Schule

In einem Satz

Bei einer physikalischen Veränderung ändern sich Form, Größe oder Aggregatzustand eines Stoffes, aber es entsteht kein neuer Stoff; bei einer chemischen Veränderung (chemischen Reaktion) werden Stoffe in neue Stoffe mit anderen Eigenschaften umgewandelt.

Erklärt

Denk an eine brennende Kerze. Dabei passieren zwei Dinge gleichzeitig. Nahe der Flamme schmilzt das feste Wachs und wird flüssig. Das ist ein physikalischer Vorgang: Es bleibt Wachs und wird beim Abkühlen wieder fest. Das Wachs verbrennt aber auch: Es entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf, dazu Licht und Wärme. Das ist ein chemischer Vorgang: Neue Stoffe sind entstanden, und aus ihnen wird kein Wachs mehr.

Kerze
Ei
Schnee

Schmelzendes Wachs und Schnee: physikalisch. Verbrennen und Spiegelei braten: chemisch.

Physikalische Vorgänge sind zum Beispiel:

Änderungen des Aggregatzustands: Schmelzen, Erstarren, Sieden, Verdunsten, Kondensieren (siehe feste, flüssige und gasförmige Stoffe)
Änderungen von Form oder Größe: Schneiden, Zerkleinern, Biegen, Zerreißen, Mahlen
Lösen (Salz oder Zucker in Wasser) und Mischen (Sand mit Eisenspänen)

Viele davon lassen sich leicht umkehren (Wasser gefriert wieder, Salz bleibt beim Eindampfen zurück), aber nicht alle: Ein zerbrochener Teller ist auch ein physikalischer Vorgang, denn die Scherben bestehen noch aus demselben Stoff.

Chemische Vorgänge sind etwa Verbrennungen, Rosten, Kochen und Backen, Verfaulen, sauer werdende Milch, Feuerwerk und Essig auf Backpulver oder Natron. Jede chemische Veränderung ist eine chemische Reaktion: eine Stoffumwandlung, die immer mit einer Energieumwandlung verbunden ist. Die meisten lassen sich nur schwer oder gar nicht rückgängig machen.

Woran erkennst du sie? Achte auf diese Anzeichen einer chemischen Reaktion:

Ein Gas entsteht: Bläschen, Sprudeln (nicht nur beim Kochen).
Die Farbe ändert sich, und zwar nicht nur, weil zwei Farben gemischt werden.
Die Temperatur ändert sich oder es entsteht Licht: Das Gemisch wird von selbst warm oder kalt, leuchtet oder brennt.
Ein Niederschlag bildet sich: Beim Mischen zweier Flüssigkeiten entsteht ein Feststoff.
Ein neuer Geruch (nach faulen Eiern, verbranntem Toast, saurer Milch).

Diese Anzeichen sind Hinweise, keine Beweise. Die entscheidende Frage lautet: Ist ein neuer Stoff entstanden? Im Labor prüft man das mit Nachweisen, zum Beispiel trübt sich Kalkwasser, wenn Kohlenstoffdioxid hindurchgeleitet wird.

Im Teilchenmodell: Bei physikalischen Vorgängen rücken die Teilchen nur näher zusammen, weiter auseinander oder vermischen sich, bleiben aber dieselben. Bei chemischen Reaktionen ordnen sich die Atome neu zu neuen Teilchen. Kein Atom entsteht oder verschwindet. Deshalb bleibt in einem geschlossenen Gefäß die Gesamtmasse gleich (Gesetz von der Erhaltung der Masse).

Beispiele

Vorgang	Physikalisch oder chemisch?	Warum
Eis schmilzt	physikalisch	bleibt Wasser, jetzt flüssig; kann wieder gefrieren
Zucker löst sich im Tee	physikalisch	der Zucker ist noch da (der Tee schmeckt süß)
Papier zerschneiden	physikalisch	kleinere Stücke desselben Papiers
Ein Eisennagel rostet	chemisch	Eisen reagiert mit Sauerstoff und Wasser zu Rost (Eisenoxid)
Ein Spiegelei braten	chemisch	das Eiweiß wird dauerhaft weiß und fest
Essig und Natron sprudeln	chemisch	Bläschen eines neuen Gases, Kohlenstoffdioxid
Wasser kocht	physikalisch	die Blasen sind Wasserdampf, also immer noch Wasser
Brot toasten	chemisch	neue braune Stoffe und ein neuer Geruch

Häufige Fehler

„Was sich nicht umkehren lässt, ist chemisch.“ Nicht immer. Ein zerbrochenes Glas oder zerrissenes Papier lässt sich nicht reparieren, aber es entsteht kein neuer Stoff: physikalisch.
„Blasen bedeuten immer eine Reaktion.“ Kochendes Wasser blubbert, weil flüssiges Wasser zu Wasserdampf wird: physikalisch. Blasen zählen nur, wenn ein neues Gas entsteht.
„Beim Lösen verschwindet der Stoff.“ Seine Teilchen verteilen sich zwischen den Wasserteilchen. Dampft man das Wasser ein, ist der Feststoff wieder da.
Schmelzen und Lösen verwechseln. Schmelzen braucht Wärme und nur einen Stoff (Eis → Wasser). Lösen braucht einen Feststoff und eine Flüssigkeit (Zucker in Wasser). Beides ist physikalisch.

Schritt für Schritt

Stell die SchlüsselfrageGibt es am Ende einen neuen Stoff, oder ist es derselbe Stoff in anderer Form?
Achte auf Zustand, Form oder GrößeSchmelzen, Gefrieren, Sieden, Schneiden, Zerkleinern oder Lösen sprechen für einen physikalischen Vorgang.
Prüfe die AnzeichenGas, Farbänderung, Wärme oder Licht, Niederschlag oder neuer Geruch sprechen für eine chemische Reaktion.
Überlege, ob der Stoff zurückkommtBekommst du den Ausgangsstoff durch Abkühlen, Erwärmen oder Eindampfen zurück? Dann ist es wahrscheinlich physikalisch.
Begründe mit BeobachtungenSag, was du beobachtet hast und warum das zeigt, dass ein neuer Stoff entstanden ist (oder nicht).

Übungsaufgaben

Physikalisch oder chemisch? Begründe

Löse jede Aufgabe und prüfe dann deine Antwort.

Eis schmilzt.
Lösung zeigen
Physikalisch: Es bleibt Wasser, jetzt flüssig, und kann wieder gefrieren.
Brot wird getoastet.
Lösung zeigen
Chemisch: Das Brot wird braun und riecht anders. Neue Stoffe entstehen, und man kann es nicht „enttoasten“.
Zucker löst sich im Tee.
Lösung zeigen
Physikalisch: Der Zucker ist noch da. Verdunstet das Wasser, bleiben Kristalle zurück.
Ein Eisennagel rostet.
Lösung zeigen
Chemisch: Eisen reagiert mit Sauerstoff und Wasser zu Rost (Eisenoxid), einem neuen, braunen, bröseligen Stoff.
Papier wird zerschnitten.
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Physikalisch: kleinere Stücke desselben Papiers. Nicht umkehrbar, aber kein neuer Stoff.
Ein Spiegelei wird gebraten.
Lösung zeigen
Chemisch: Die Eiweißstoffe verändern sich dauerhaft. Das durchsichtige Eiklar wird weiß und fest.
Wasser kocht im Wasserkocher.
Lösung zeigen
Physikalisch: Die Blasen sind Wasserdampf, also immer noch Wasser.
Essig auf Natron sprudelt.
Lösung zeigen
Chemisch: Die Bläschen sind Kohlenstoffdioxid, ein neues Gas aus der Reaktion.
Milch wird sauer.
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Chemisch: Bakterien wandeln den Milchzucker in Milchsäure um: neuer Geruch, neuer Geschmack, Klümpchen.
Eine Getränkedose wird zerdrückt.
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Physikalisch: Nur die Form ändert sich; es bleibt Aluminium.
Ein Feuerwerk explodiert.
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Chemisch: Licht, Wärme, Knall und Rauch zeigen, dass neue Stoffe entstehen.
Wasserdampf bildet Tropfen an einer kalten Fensterscheibe.
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Physikalisch: Kondensation, von gasförmig zu flüssig. Es bleibt Wasser.
Ein Kupferdach wird mit den Jahren grün.
Lösung zeigen
Chemisch: Kupfer reagiert mit Stoffen aus Luft und Regen und bildet eine neue grüne Schicht.
Eine Brausetablette in einem Glas Wasser.
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Chemisch: Die Bläschen sind Kohlenstoffdioxid, das entsteht, wenn eine Säure und Natron aus der Tablette im Wasser reagieren.
Salz bleibt zurück, wenn Meerwasser verdunstet.
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Physikalisch: Das Salz war schon im Wasser gelöst; das Verdunsten trennt es nur ab.
Eine brennende Kerze.
Lösung zeigen
Beides: Das schmelzende Wachs ist physikalisch, das verbrennende Wachs chemisch (es entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf).

Sachaufgaben

Begründe mit Beobachtungen

Löse jede Aufgabe und prüfe dann deine Antwort.

Maya erhitzt ein weißes Pulver. Es wird schwarz und riecht stark. Ist eine chemische Reaktion passiert? Nenne zwei Hinweise.
Lösung zeigen
Ja, eine chemische Reaktion. Hinweise: Farbänderung und neuer Geruch, beides Zeichen für neue Stoffe.
Leo mischt Sand mit Eisenspänen und zieht danach das ganze Eisen mit einem Magneten heraus. Physikalisch oder chemisch?
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Physikalisch. Beim Mischen ist kein neuer Stoff entstanden: Beide Stoffe kommen unverändert wieder heraus.
Zwei klare Flüssigkeiten werden gemischt, und ein trüber gelber Feststoff entsteht. Wie heißt dieser Feststoff, und welche Art von Veränderung ist das?
Lösung zeigen
Der Feststoff ist ein Niederschlag, und er zeigt eine chemische Reaktion an.
Sam sagt: „Ein Glas zerbrechen ist chemisch, weil man es nicht wieder zusammensetzen kann.“ Hat er recht?
Lösung zeigen
Nein. Die Scherben sind immer noch Glas, es gibt keinen neuen Stoff. Es ist eine physikalische Veränderung, auch wenn sie nicht umkehrbar ist.
Ein verschlossener Beutel mit Natron und Essig wiegt 120 g. Die Stoffe reagieren, und der Beutel bläht sich auf. Wie viel wiegt er danach?
Lösung zeigen
120 g. Der Beutel ist verschlossen, das Kohlenstoffdioxid kann nicht entweichen. Die Atome ordnen sich neu, gehen aber nicht verloren: Die Masse bleibt erhalten.
Warum beweisen die Blasen in kochendem Wasser keine chemische Reaktion, die Bläschen von Essig und Natron aber schon?
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Die Blasen im kochenden Wasser sind Wasserdampf, derselbe Stoff in einem anderen Zustand. Die Bläschen beim Essig sind Kohlenstoffdioxid, ein neuer Stoff.

Häufige Fragen

Was sind chemische Veränderungen?

Vorgänge, bei denen aus Ausgangsstoffen neue Stoffe mit anderen Eigenschaften entstehen, also chemische Reaktionen. Beispiele sind Verbrennen, Rosten, Backen und Verdauen.

Was ist der Unterschied zwischen physikalischen und chemischen Vorgängen?

Bei physikalischen Vorgängen bleibt der Stoff derselbe, nur Form, Größe oder Aggregatzustand ändern sich. Bei chemischen Vorgängen entstehen neue Stoffe, und es wird immer Energie umgewandelt.

Ist Lösen ein physikalischer oder chemischer Vorgang?

Meistens physikalisch: Zucker oder Salz in Wasser bleiben Zucker oder Salz, und man bekommt sie durch Eindampfen zurück. Eine Brausetablette dagegen reagiert chemisch.

Ist Kochen eine chemische Reaktion?

Meistens ja: Backen, Braten, Toasten und Rösten erzeugen neue Stoffe. Einzelne Schritte sind physikalisch, etwa Butter schmelzen oder Wasser zum Sieden bringen.

Woran erkennt man eine chemische Reaktion?

An einem neuen Stoff. Hinweise sind Gasbildung (außer beim Sieden), Farbänderung, Wärme oder Licht, ein Niederschlag beim Mischen zweier Flüssigkeiten und ein neuer Geruch.

Kann man eine chemische Reaktion umkehren?

Die meisten nicht ohne Weiteres. Manche lassen sich durch eine andere Reaktion umkehren, etwa beim Aufladen eines Akkus, aber Abkühlen oder Trocknen reicht nicht, um die Ausgangsstoffe zurückzubekommen.

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