Gemisch

Schematische Einteilung der Stoffe

Unter einem Gemisch (Stoffgemisch) versteht man einen Stoff, der aus mindestens zwei Reinstoffen besteht. Ein Gemisch aus zwei Bestandteilen wird binäres Gemisch (mitunter auch binäres System) genannt, Gemische aus drei Bestandteilen ternäres Gemisch.

Von einem Gemenge spricht man meist bei granulen (Haufwerk, Schüttgut) oder lebenden Komponenten (Samen), die sich nur miteinander vermengen, aber nicht homogen mischen können, ohne abzusterben oder funktionsunfähig zu werden.

In manchen Zusammenhängen spricht man von einem Konglomerat.

Arten von Gemischen

Nach dem Grad der Vermischung

Grundsätzlich lassen sich Gemische in zwei Gruppen einteilen:

Homogene Gemische sind auf molekularer Ebene vermischte Reinstoffe. Homogene Gemische sind einphasig.
Heterogene Gemische sind nicht vollendet vermischt, da die Reinstoffe in klar abgegrenzten Phasen vorliegen. Heterogene Gemische (Dispersionen) sind mehrphasig.

Kolloide sind eine Zwischenform homogener und heterogener Gemische. Beispielsweise ist bei einer kolloidalen Suspension der Feststoff in sehr kleinen Teilchen (typischerweise im Nanometer-Bereich) in der Flüssigkeit verteilt. Deshalb ist das Gemisch heterogen (es enthält mehrere Phasen), es verhält sich aber annähernd wie eine homogene Lösung.

Nach dem Aggregatzustand der vermischten Stoffe

Bei der Vermischung zweier Stoffe in je drei möglichen Aggregatzuständen ergeben sich neun Kombinationen, wobei teilweise noch verschiedene Ausprägungen vorkommen (rot = homogen, gelb = heterogen):

	fest	flüssig	gasförmig
in fest	Legierung, wie Bronze	Tonminerale	leerer Schwamm, Hartschaum
	Gemenge i.e.S., wie Granit
	Haufwerk, wie Kies
in flüssig	Lösung, wie Sole	otorenbenzin	Sodawasser
	Suspension, wie Schlamm	Emulsion, wie Milch	Schaum
in gasförmig	Aerosol (Oberbegriff)		Gasgemisch
	Rauch, Staub, wie Zigarettenrauch	Dampf, Nebel

Nach dem Aggregatzustand des Gemischs

Homogene Gemische, aber auch manche heterogenen Gemische haben einen bestimmten Aggregatzustand (fest, flüssig oder gasförmig). Beispielsweise sind Lösungen in der Regel flüssig (unabhängig davon, ob der im Lösungsmittel gelöste Stoff vor der Vermischung fest, flüssig oder gasförmig war).

Beispiele für Feststoffgemische in der Natur sind Dolomit und Granit. Granit ist ein Gemisch aus Quarz, Feldspat, Glimmer und Hornblend.

Ein Beispiel für flüssige Gemische in der Natur ist Lava. Ein Molotowcocktail ist ein künstliches flüssiges Gemisch aus Benzin und weißem Phosphor. In der Getränkeindustrie nennt man Getränkemischungen häufig Verschnitt.

Das bekannteste gasförmige Gemisch ist die Luft. Dieses Gasgemisch besteht unter anderem aus Stickstoff und Sauerstoff.

Physikalische Chemie

In der Mischung sind die Ausgangsstoffe unverändert enthalten. Die Ausgangsstoffe werden dabei oft unkenntlich, weil die Mischung andere physikalische Eigenschaften aufweist als jeder isolierte Ausgangsstoff. Beim Mischen entsteht meist kein neuer Stoff. So ist Zement zunächst ein Gemisch, das sich aber nach Zugabe von Wasser chemisch verändert. Die spezifischen Eigenschaften wie zum Beispiel Dichte, Siedepunkt oder Farbe sind vom Mischungsverhältnis (Massenverhältnis) der Komponenten abhängig.

Will man Gemische in ihre Reinstoffe auftrennen, so nutzt man die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften aus. Daraus ergibt sich die Auswahl der jeweiligen Trennmethode.

Verfahrenstechnik

Makrovermischung und Mikrovermischung

In der chemischen Reaktionstechnik unterscheidet man den Zustand der Vermischung der Reaktionsmasse in einem Reaktor:

Makrovermischung: das ist alles, was man 'mit dem bloßen Auge erkennen könnte', die Makrovermischung im Reaktor wird charakterisiert durch das Verweilzeitspektrum, das z.B. experimentell durch 'Tracermessungen' erhalten werden kann.
Mikrovermischung: diese ist ein Charakteristikum des Fluids:
- vollständige Mikrovermischung = molekulardisperses Fluid (Beispiel: Kochsalzlösung)
- vollständige 'Nichtmikrovermischung' = vollständige Segregation = Fluid mit einer Dispersion mikroskopisch kleiner abgeschlossener Fluidelemente (Beispiel: Milch/Emulsion).

Im Englischen und auch bei einigen deutschen Schulen ist die Begriffsdefinition etwas verschieden: engl. macromixing und macrofluid = segregiertes Fluid ; micromixing und microfluid = molekulardisperses Fluid. Für den Begriff 'Makrovermischung', wie er im vorliegenden definiert wurde, wird dann 'contacting pattern' verwendet.

Maßbegriffe von Gemischen

Anteil, Konzentration oder Gehalt ist der materieller Anteil eines Stoffes an einem Gemisch in Bezug auf Masse, Volumen oder Stoffmenge:

Massenanteil, Volumenanteil, Stoffmengenanteil
Volumenkonzentration, Massenkonzentration, Stoffmengenkonzentration
Molalität

Konkrete Beispiele:

Salzgehalt, Salinität

Begriffe in der Gesetzgebung

Begriffsdefinition im Gefahrstoffrecht
EU-Gefahrstoffkennzeichnung	„Stoff“ Verwendung erlaubt bis 1. Dezember 2012	„Zubereitung“ Verwendung erlaubt bis 1. Juni 2015
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung	„Stoff“	„Gemisch“
Umfasst nach chemischer Definition	Reinstoffe (Verbindungen, Elemente)	Gemische (homogene und heterogene)

In der Gesetzgebung zum Gefahrstoffrecht werden für Reinstoffe und Gemische andere Bezeichnungen verwendet als in der Chemie.

Der Gesetzgeber verwendet die Bezeichnung Stoff für chemische Reinstoffe (Verbindungen oder Elemente), während sie in der Chemie als Oberbegriff für alle Stoffe gilt.
Gemische wurden vom Gesetzgeber früher Zubereitung genannt; diese Bezeichnung ist auch nach Einführung des GHS noch bis 1. Juni 2015 erlaubt. Danach wird auch im Gefahrstoffrecht – wie in der Chemie – nur noch die Bezeichnung Gemisch verwendet.

Basierend auf einem Artikel in Wikipedia.de